Biološki monitoring kod izlaganja hemikalijama

Biološki monitoring

Pokriva široko područje primjene a u osnovi se dijeli na:

• biološki monitoring u medicini rada
• biološki monitoring ekološke medicine

Praktična svrha biološkog monitoringa može se podijeliti na tri osnovne vrste:

• isključivanje štetne ekspozicije
• određivanje nivoa ekspozicije u populaciji povećanog rizika
• praćenje toka u individualnim slučajevima pretjerane ekspozicije

U posljednje vrijeme došlo je do promjena u pristupu u radnoj i životnoj okolini zbog saznanja o učincima na organizam i relativno niskih koncentracija hemijskih supstanci.

Glavni problem je stalno oslobađanje hemijskih materija koje kontaminiraju životnu sredinu. Izlaganje kontaminiranoj sredini je definisano kao eksterna doza pri čemu unos kontaminenata u unutrašnjost organizma inhalacijom, ingestijom, kožnom apsorpcijom rezultira u nastajanju interne doze. Veličina ove interne doze potrebne da izazove efekat na zdravlje označena je kao biološka efektivna doza.

Kvantitativno određivanje hemijske materije kao uzročnika i biohemijske, morfološke ili funkcionalne promjene u organizmu predstavlja biološki monitoring.

Uzroci na organizam ostavljaju tragove djelovanja i nazivaju se biološki markeri a oni se precizno definišu:

Biološki markeri su znakovi u slijedu događaja između izloženosti kao uzroka i bolesti kao posljedice biohemijske ili molekularne promjene što je moguće mjeriti u biološkom materijalu (tkiva, ćelije i tjelesne tekućine).

Potrebno je pomenuti i postojanje tzv. Biološke granične vrijednosti – biološki ekvivalentni maskimalno dopuštenih koncentracija (MDK) i one su za biološki monitoring isto što i MDK za ambijentalnih.

Izrada bioloških graničnih vrijednosti temelji se na dva trenutno postojeća službena dokumenta u svijetu:

• njemački DFG – Biološke dopuštene vrijednosti BAT – maksimalne koncentracije neke supstance i njenih metaboličkih produkata u biološkom materijalu kao rezultat izloženosti MDK i dopuštene vrijednosti bioloških parametara u ljudskom organizmu uzrokovane njenim djelovanjem
• američki ACGIH – biološki pokazatelji izloženosti BEI – najvjerovatnijim vrijednostima određene supstance u biološkom materijalu odnosno kao prosječnu koncentraciju materije u biološkom uzorku radnika sa sličnim stepenom izloženosti.

Zbog razlike u osnovi ova dva dokumenta BAT vrijednosti su veće.

Biomarkeri mogu biti kategorizirani kao markeri izloženosti i markeri učinka.

Biološki markeri izloženosti

Prisustvo ksenofobične supstance ili njenog metabolita ili stvaranje interakcija između ksenofobičnog agensa i ciljne molekule ili ćelije koje je mjerljivo u organizmu označeno je terminom biomarkeri izloženosti.

Biološki monitoring izloženosti procjenjuje rizik kroz evaluaciju interne doze. Pri tome interna doza može imati različito značenje podrazumjevajući količinu hemijske materije davno apsorbirane kao i količinu materije apsorbovanu kratko vrijeme prije uzimanja uzorka. Interna doza može se odnositi na hemijsku materiju pohranjenu u jedan ili nekoliko organskih sistema.

U mnogim slučajevima biološki markeri izloženosti su pogodni za određivanje jer kontaminant ili njegov metabolit mogu biti kvantificirani u uzorku urina, fecesa, krvi kao i u uzorku tkiva.

Primjer je organski rastvarač BENZEN – čiji su biološki markeri izloženosti fenol u urinu, mukonska kiselina u urinu, benzen – u izdahnutom zraku i određene su dopustljive koncentracije u biološkom materijalu koje ne prelaze 10ppm za fenol i 1ppm za mukonsku kiselinu i benzen.

Biološki ekspozicioni monitoring kao metoda bazirana je na određivanju hemikalije ili nekog njenog metabolita u biološkom materijalu pomoću kojih pratimo izloženost radnika nekom štetnom agensu.

Ne može se korisiti za supstance koje daju toksične efekte na mjestu prvog kontakta pogotovo ako se slabo aprobuju. U ovakvoj situaciji vrši se procjena prema odnosu vanjske izloženosti i intenziteta djelovanja.

Za dvije supstance koje su su signifikantno apsorbovane i imaju sistemsko toksično djelovanje test biološkog monitoringa može pružiti različite informacije zavisno o našem poznavanju odnosa između vanjske izloženosti, interne doze i utvrđenih štetnih efekata (slika dole).

• Ako je odnos između vanjske izloženosti, interne doze poznat ovaj biološki parametar može biti upotrebljen kao indeks izloženosti, ali daje malo informacija o zdravstvenom riziku.
• U drugom slučaju poznavanje odnosa između vanjskih izloženosti i štetnih efekata dozvoljava više procjenu intenziteta izloženosti nego zdravstvenog rizika.
• Konačno ako je poznat kvantitativni odnos između interne doze i štetnih efekata biološki monitoring dopupšta procjenu zdravstvenog rizika.

Biomarkeri učinka

Biomarkeri učinka – mjerljiva biohemijska, fiziološka ili druga promjena u organizmu koja zavisno od veličine može biti prepoznata kao bolest ili kao potencijalno oštećenje zdravlja.

Jedna od klasifikacija biomarkera učinka počiva na stepenu specifičnosti testa i podrazumjeva zlatni, srebreni, i bronzani standardni test.

Zlatni stadnardni test – visoko specifičan za pojedine supstance, ima ograničenu primjenu i ne zahtijeva druge hemijske analize i dodatne biološke testove. Primjer ovog testa je inhibicija holinesteraze i inhibicija aminolevulinske kiseline.

Srebreni test i posebno bronzani standardni test – manje su specifični i namjenjeni su za veći broj supstanci i traže dalju provjeru. Primjeri srebrnog testa je indkucija miješanih funkcionalnih oksidaza, stvrananje DNK oštećenja kao aberacije hromozoma i izmjene hromatida sestara. Primjer bronzanog testa je određivanje nivoa porfirina, retinola i stres proteina (koji je važan biomarker jer stres protein je rezultat ćelijskog stres odgovora na porast temperature, UV zračenje, teške metale, ksenobiotike itd.)