NOVÉ POZNATKY O VLIVU OVZDUŠÍ NA ZDRAVOTNÍ STAV POPULACE
R. J. Šrám Laboratoř genetické ekotoxikologie Ústav experimentální medicíny AV ČR a Zdravotní ústav Středočeského kraje, Praha Seminář MŽP ČR, Brno, 14.11.2007 R. J. Sram 2007
Air particles deposition in the airways
> 10 µm < 10 µm (PM10) < 2.5 µm (PM2.5)
CONTRIBUTION OF THE MAJOR PAH-DNA ADDUCTS TO THE TOTAL DNA ADDUCTS LEVEL FROM URBAN SAMPLES (Binková et al. 1999)
PAH-DNA adducts derived from
9-OH-B[a]P anti - BPDE B[b]F B[k]F
B[j]F CHRY B[a]A I[c,d]P
Total radioactivity from all DNA adducts detected approx. 50 % R. J. Sram 2007
Roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu v ovzduší v roce 2005 (podle ČHMÚ)
MONITOROVÁNÍ 1. Jak jsou výsledky využívány pro populaci v ČR 2. Jaké expozice – kterým skupinám látek – představují největší riziko pro populaci v ČR 3. Podklad pro studie v rizikových oblastech
návrh opatření
R. J. Sram 2007
Roční průměry BaP Teplice a Prachatice 1993 - 2006 4,0 3,5
průměr [ng/m3]
3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 rok
Teplice
Prachatice
Roční průměry PM2,5 Teplice a Prachatice 1993 - 2006 70 60
průměr [µg/m3]
50 40 30 20 10 0 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 rok
Teplice
Prachatice
VLIV OVZDUŠÍ NA VÝSLEDKY TĚHOTENSTVÍ
R. J. Sram 2007
FACTORS AFFECTING DNA ADDUCTS IN PLACENTA
Air pollution - carc. PAHs Diet - vitamin C Life style - smoking Genotypes - GSTM1, NAT2, EPHX, CYP1A1 Pregnancy outcome - IUGR Education Passive smoking R. J. Sram 2006
DŮSLEDKY IUGR
Dětská úmrtnost Dětská nemocnost Zpoždění vývoje Cukrovka Hypertenze Ischemická choroba srdeční R. J. Sram 2007
IUGR by PM10 during 1994 - 1998 in TEPLICE Low = 1 Med; NS
3,0
3,0
High; NS Med; P<0.04
2,5
2,5
High; P<0.0005
2.10
2,0
2,0
1,5
1,5
1.41 1,0
1,0
0,5
0,5
0,0
0,0 1st
2nd
3rd
4th
5th
6th
Months of gestation
7th
8th
9th
AOR with 95%CL
AOR with 95% CL
AOR
CARCINOGENIC PAHs & IUGR IN TEPLICE 4.0
4.0 Low CI Medium ; NS
3.5
3.5
CI High ; NS 3.0
3.0
CI Medium ; P<0.05
2.5
2.5
AORs
2.16
2.0
2.0
1.67
1.5
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
0.0
0.0 1st
2nd
3rd
4th
5th
6th
Months of gestation R. J. Sram 2007
7th
8th
9th
AORs with 95% CI
AORs with 95% CI
CI High ; P<0.005
OVLIVNĚNÍ VÝVOJE DĚTÍ
VLIV FAKTORŮ ŽP A ŽIVOTNÍHO STYLU: porodní hmotnost genotyp nemocnost dýchací funkce neuropsychické funkce
R. J. Sram 2007
VLIV OVZDUŠÍ NA KVALITU SPERMIÍ
R. J. Sram 2007
VLIV k-PAU NA KVALITU SPERMIÍ (nekuřáci, N=28, 2007) únor
květen
k-PAU 8.42 ± 4.46 4.05 ± 1.39 <0.001 B[a]P 1.00 ± 0.68 0.17 ± 0.07 <0.001 d DFI 13.51 ± 6.37 10.94 ± 5.39 vysoký dDFI 7.86 ± 4.02 5.93 ± 3.61 <0.05 nezralé spermie 12.27 ± 3.89 9.31 ± 3.35 <0.05
Počet vzorků semene pro jednotlivé kategorie integrity chromatinu spermií Detekovatelný DNA fragmentační index (dDFI) Únor
Květen
Vysoký fertilizační potenciál (dDFI do 15%) Střední fertilizační potenciál (dDFI do 15-30%) Nízký fertilizační potenciál (dDFI nad 30%) Zvýšené procento nezralých spermií (HDS nad 15%)
4
30 42 16 4 2 2 10
VLIV OVZDUŠÍ NA RESPIRAČNÍ ONEMOCNĚNÍ U DĚTÍ
R. J. Sram 2007
R. J. Sram 2007 6 day lag 3 day prior average 7 day prior average
5 day lag
4 day lag
3 day lag
0-24 months
2 day lag
1 day lag
Single day no lag
6 day lag 3 day prior average 7 day prior average
5 day lag
4 day lag
3 day lag
2 day lag
1 day lag
Single day no lag
Bronchitidy RR, 95% CI’s, akutní expozice PAU, multivariátní analýza
2.00
2-4.5 years
1.80
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
R. J. Sram 2007 6 day lag 3 day prior average 7 day prior average
5 day lag
4 day lag
3 day lag
0-24 months
2 day lag
1 day lag
Single day no lag
6 day lag 3 day prior average 7 day prior average
5 day lag
4 day lag
3 day lag
2 day lag
1 day lag
Single day no lag
Bronchitidy RR, 95% CI’s, akutní expozice PM2.5, multivariátní analýza
2.00
2-4.5 years
1.80
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
Výskyt bronchitid ve věku 0 – 2 roky Topení Uhlí
RR=1.35 (1.01-1.79)
Plyn
RR=0.91 (0.70-1.19)
Expozice PAU 30 dní > 100 ng/m3
RR=2.52 (2.22-2.87)
40-100 ng/m3 RR=1.87 (1.65-2.13) Expozice PM2.5 30 dní > 50 ug/m3
RR=2.26 (1.81-2.82)
25-50 ug/m3
RR=1.48 (1.32-1.65)
R. J. Sram 2007
Krátkodobá expozice PAU u dětí Krátkodobá expozice PAU zvyšuje výskyt brochitid v předškolním věku
Nejsilnější asociace je s expozicí 7 dní
Zvýšení koncentrace PAU o 2 SD zvýší výskyt bronchitid u dětí 2-4.5 let o 50% R. J. Sram 2007
Význam první léta života dítěte jsou kritickou periodou dýchacího ústrojí a imunity
R. J. Sram 2007
BIOMARKERY
R. J. Sram 2007
LYMPHOCYTIC MICRONUCLEI FREQUENCIES – COMPARISON OF MOTHERS AND THEIR CHILDREN
The results of the CBMN assay in children, as well as in mothers, significantly reflect the difference in exposure between the two areas of residence (binomial mixed regression model) R. J. Sram 2006
Hierarchical clustering of genes differentially expressed between exposed (black branches) and non-exposed (blue branches) children at p < 0,001
R. J. Sram 2007
Overview of the numbers of genes significantly differentially expressed after GEPAS permutation t-test
p-value 2-tailed significance
# genes differentially expressed in Teplice versus Prachatice children total
upregulated genes
downregulated genes
<0.0001
27
26
1
<0.001
95
81
14
<0.01
487
315
172
<0.05
1727
1001
726
R. J. Sram 2007
ZNEČIŠTĚNÉ OVZDUŠÍ EXPRESE GENŮ – DNA MICROARRAYS VÝSLEDEK SOUČASNÉ EXPOZICE A INTERAKCE SMĚSI LÁTEK
CA PRSU, CA TLUSTÉHO STŘEVA ~ 11 mutovaných genů při růstu ~ 90 mutovaných genů
R. J. Sram 2007
VÝZNAM ANALÝZY EXPRESE GENŮ PROKÁZÁNA ZVÝŠENÁ EXPRESE GENŮ U JEDINCŮ SE ZVÝŠENOU FREKVENCÍ MN ROZDÍLY EXPRESE GENŮ PŔI ROZDÍLNÉ EXPOZICI ZNEČIŠŤUJÍCÍM LÁTKÁM V OVZDUŚÍ (k-PAU, VOC, kovy) NOVÝ BIOMARKER EXPOZICE KARCINOGENŮM
R. J. Sram 2006
BIOMARKERY vs. ANALYTICKÉ FYS.-CHEM. METODY MENŚÍ VARIABILITA
INTEGRÁLNÍ CHARAKTERISTIKA EXPOZICE (DNA adukty – 4 týdny) (CHA – 3 měsíce)
BIOLOGICKÝ PRŮKAZ POŠKOZENÍ DNA
R. J. Sram 2007
VÝVOJ ÚMRTNOSTI V ČR A VZTAH KE ZNEČIŠTĚNÍ PROSTŘEDÍ
R. J. Sram 2007
R. J. Sram 2007
DŮSLEDKY POSITIVNÍCH ZMĚN V období 1995-2004 umíralo ročně méně o 195 mužů a 92 žen
Za období 1995 – 2004 zemřelo méně o 1950 mužů a 920 žen
R. J. Sram 2007
PODĚKOVÁNÍ Podpořeno granty MŽP ČR VaV-SL/5/160/05 AV ČR IQS500390506
R. J. Sram 2007
ZNEČIŠTĚNÉ OVZDUŠÍ OSTRAVA
R. J. Sram 2007
Denní koncentrace benzo[a]pyrenu v Bartovicích v roce 2005 60
ng/m3
50
40
30
Vliv na fragmentaci DNA ve spermiích
Vliv 20 na výsledky těhotenství 10
7,5
2.8 0 5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9 5.10 5.11 5.12
cílový ro č ní limit s cílem dos a žení 3 1.1 2 . 2 0 1 2 : 0 .00 1 µg /m 3 = 1 ng /m 3 R. J. Sram 2007
