Vliv znečištěného ovzduší na hladiny markerů oxidačního poškození
Transkript
Vliv znečištěného ovzduší na hladiny markerů oxidačního poškození
5-6/2010 OCHRANAOVZDUSI t6l 17l t8l tel in childhood(ISMC): Rationalstudyofasthmaandallergies V, AshwoHerr,C. E. W, Ghosh,R., Dostal,M., Skokanova, J.8, 1995,s.483-491. Eur.Respir. Frost, naleandmethods. od,P.,Lipsett,M.,Joad,J. P.,PinkertonK. E.,Yap,P.-S., L: Exposure to air pollutionin J.D., Sram,R.,Hertz-Picciotto, t10lVonMutius,E.: Epidemiologyof asthma:ISAAC- International Studyof AsthmaandAllergiesin Childhood.Pediatr.Allercriticalprenataltime windowsandIgE levelsin newborns.PegyImunol.7,1996,s.54-56. diatr.AllergyImmunol.2010[Epubaheadof print]. http://www.szu.cz/tema/zivotni-p rost r edi/vyslEt -astmatu-a-a[11] Pohunek,P, Sl6mov6,A.: hevalencepnidu5kov6hoastmatu a dalSlchalergic\fchprojevuu Skolnichddti v CR.Alergie1, L0. 08 / I0 / 20 lergii-u-deti, htm. 1999,http://www.tigis.cz/alergie/ALERG199/09Pohoun. Rudnai, B, Volf, J., Houthuijs, D., Nikiforov, Leonardi,G. S., I., R. J.:FeBenes, L, Solansky, Sram, S. G., Dejmek, J., Selevan, B.: RespiE., Fletcher, T, Brunekreef, P,,Zejda,J.,Fabianova, lr2l particulate growth matter during to matemal exposure tal and in Central and asthma children of ratorysymptoms,bronchitis pregnancy. EnvironHealthkrspect. 107,1999,s.475 - 480. andEasternEurope.Eur.Respir.J. 20,2002,s.890- 898. R. Binkova,B., Dejmek,J., Bobak,M.: Ambientair Sram, J., R., Crane, J., H. R., Beasley, Asher,M. I., Keil,U.,Anderson, t13l pollution pregnancyoutcomes:a'reviewof the literature. and B., Stewart A., Pearce, N., Sibbald, Martinez,E, Mitchell,E. Perspect .1t3,2004,s. 1037-1043. Environ. Health H. InternatioK.Williams, C.: D.,Weiland,S. A.W, Strachan, NA HLADINYMARKERO OVZDUS1 VLIVZNEEISTENTEHO L i unrnoMoLEKU oxroniruiHopoSKozEN PavelRossner, Jr., Vlasta 5vecov6,RadimJ. Srdm medicinyAV eR,v. v.i., Praha,[email protected] lstav experimentdlni ONTHELEVELS OFAIRPOLLUTION THEIMPACT STRESS OFOXIDATIVE OFMARKERS ABSTRAKI Znedi5tdniovzdu5ije vhi:nyprobl6movliviujici Zivotymilionft lidi sevzniovzdu5ijespojovdna na cel6msvdtd.ExpoziceznediStdn6mu kem cel€ iady onemocndni.Oxidadnipo5kozenimakromolekulje jednlm z drlsledkrivysolcfchkoncentraciSkodlivinv ovzduSi.Cilem DNA na5lstudiebyla analyzahladinmarkenioxidatnihopo5kozeni (8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosinu, 8-oxodG),lipidtl (15-F2tl5-F2t-lsoP)a proteint ftarbonyloqichskupin)u skuisoprostanu, pracovnikfi piny mdstslcjchstraznlk) z PTahya administrativnich 'r'zorkybyly odebir6nyve tiech a mdsts(fchstr6Znikriz Ostravska. obdobich(zima2009,16to2009,zima2010)s odli5nlimihladinami polutant0set6Zlidilymezioblastmi: v ovzduli.Koncentrace Skodlivin neZPrahavev5echtiech viceznedi5tdn6 bylosignifikantnd Ostravsko v zimd,2010,kdy bdheminveze obdobich.Rozdilbyl nejqfrazndj5i polycyklickfmaromatic\im karcinogennim expozice bylypersondlni uhlovodikrimna Ostravskuzhruba5kr6tvy55ineZv haze. Markery bylypoprv6testov6nypfi taktovyso\ich konoxidadnlhopo5kozeni markerseuk6zalaperoxidace centraclch SkodlMn.JakonejvhodndjSi vzimd2009 zqf5enau osobz Ostravska lipidfi,kter6bylasignifikantnd polutantriv zimd2010jii:nekoncentraclch a v l6td2009.Pii vy5Sich doch6zelo k line6rnimurustuhladin15-F2t-lsoP makromoleovzduSi,oxidadnipo$kozeni, Klltov6 slova:znedi$tdnl lipidri kuly,peroxidace UVOD jejednimz faktoruvyznamnlpfispivajicim Znedi$t€nl ovzduSi k negativnimvlivummodemicMlizacena lidsk€zdravt.Uv6polutantyv ovzdu5ijsouzodpovddn6 di se,Zeenvironment6lni dtisledkuzazkracov6a v konedn6m zavznikiadyonemocndni oblastech. Zijlcichv nejviceznedi5tEnfch ni d6lkyZivota obyvatel ovzdu3ipatii spojovan€ seznediStdnim Mezinemocinejdastdji Air pollution is a seious problnn affectinglivesof millionsof people witha numberof worldwide. Exposuretopollutedair hnsbeenassocinted is oneof the negative healtheffects.Oxidnttvednmageto mncromolecules consequences of highnncentrationsofpollutantsin theambientair. The aimof ourstndywastn annlyzethelevelsof markm of oxidntivednmage S-otmdG), toDNA (8otn-7,8-dihydro-2'4eoxygunnosine, Wi^ (15-m11-F2t-lsoP)andproteins(carbonylgroup$ in a groupof isoprostane, citypolicemen from the from hague andofficeworkersandcitypolicemen (winter2009, werecolleckdin threeseasons Ostrawregion.Thesamples summtr2009andwinter2010)withdffirentlnelsofairpollution.Also, regions:tlw Ostrova of air pollunn* differedbetween theconcentrations regi.onwas significantlymorepollutedthanhague in allthree sunpling in wintcr2010 wlwn Tlu dffi rencewasparticularlypronourrced seasons. to carcinogenic during irwersionpersonalexposures Nycydb aromatic hydromrbonsair pollutnntsin the Ostrovaregbn wereaboutfwe-fold higherthan in hague. Oxidntivestressmarkersweretestedfor thefirst ofpollutnnts.Lipidperoxidaofveryhighconcentratbns timeat conditions tnair pollutian: tionwasfoundtnbethemostsuitnblemarkerof exposure in subieasfrom tlu Ostravaregionin winter2009 thelevelswereincreased andsummer2009.Inwinter 2010whenuncentratiansof air pollutants latelswasobsemed. of 1S-F2tJsoP werehiglnr nafurther linearincrease lipid Key words: air pollution, oxidativedamage,macromolecules, oeroxidation a nddoroplicnionemocndni vdetndastmatu,kardiovaskul6rni alergiei zhnEty[1, 2]. hachov6d6stice(PM, vd onemocndni, prflmdru particulatematter),zejmlnaty o aerodynamick6m patti mezipolutanty,kterd < 2,5 pm, a l6tky na nE navAzan€ jsouz hlediskadopadu nalidskdzdravinejq@namndj5i [3].PM t€i hmoty,vdt$iddstice organick6 vznikajipiev6indspalov6nim prach. procesy na Chemick6 materi6lfi rozpadu mechaniclc.imi PM pro lidslqiorgasloZeniPM, kter6tak6urdujeSkodlivost -38- 5-6/2010 OCHRANAOVZDUSi nismus,zAleLina mnohafaktorech,vdetndzdrojfi spalovdni deniantioxidantem prim6rnimcilempro ROSjsou mem_ (motorytopeni5td, prfimyslov6zdroje),klimatu,nebona rod_ br6nov6lipidy. [10]. Jejichperoxidacemdni vrastnostibunddn'fch nim obdobi.PM nejdastdjiobsahujirozlitnl organick6l6tky membrdn, coZnaruSuje norm6lnibunddn6 funkce.V soudasnos_ (karcinogennipolyryklick6aromatick6uhlovodiky(k_pAui ti jsouzanejspolehlivejSi markeryperoxidace lipidttpova?oviny nitrovan6.PAU, chinony),piechodn6kovy,ionty,,eat<iiuni pty_ isoprostany, konkr6tndpak 15-F2t-isoprostan 1tS_nZt_lsonj ny_, materi6lybiologick6ho privodua minerdly[3]. Z hlediska [11]. IsoprostanyvznikajiptisobenimROSna arachidonovou lidsk6hozdrawpatli k-pAU mezinejvyznumneiSi pM, kyselinuvAzanouvmembr6n6ch. sloZlcy Z membrinjsouisoprostany zejmdna projejichkarcinogenituatakt,Levznitalipfi neOotood.itdpovdny a bud'cirkulujiv krevniplazmd,nebojsouz tdla nal6mspalovdni fosilnichpalivajsoutedyv prostiediprakticky vyludovdny modi.V oboutdlnichtekutindchjsou iioprostany v5udypiitomn6 [4]. BenzoIa]pyrenfg tojpl, modeloqik_pAq relativndstabilnia podobndjako v pffpaddg_bxodcje moZne i prvnim objevenlfrnchemic(;imkarcinogenem. je zdestanovit ie soudasnd imunochemic(fmimetodami(ELISAi.Ov5em Povstupudoorganismu jsoupAUmetabolizovAny,piidemZ r.y_ na rozdilod 8-oxodGnejsouhladinyisoprostanfi oviiviovdny tv6iejidihydrodiolya n6slednd reaktivnidiol_epoxidy. Karcino_ fdinnostireparadnich mechanismri, piedstavuji a tak piesndjii genitaPAUje ddnaschopnosti diol-epoxidfivAzatse na DNA. ukazatel expozice organismu oxidadnimu stresu. Dal5imechanismus pAU vedekevznikureaktiv_ metabolismu VlivemROSna proteinydochfizik tvorbdkarbonylolychsku_ kysliku(reactiveoxygenspecies, ROS)a n6slednd pin na postrannich i etEzcichaminokyselin, zejm6na'prolin fch.lorym u, k oxidadnimupo5kozeni makromolekul. V tomtopiipaddjsou argininu,lysinua treoninu,ke zlomfima chybndmu skl6d6ni P$U dihydrodiolymetabolizovilny napAUo-chinony. fyto mt_ molekulproteinfi.Oxidovan6proteinymaji naru5enou funkci l<yvstupujido redoxnichcykhi,piidemZsevlrv6ieji ROS t5l. a transport.Buika nedisponuje Zddnym reparadnim syst6mem Volatilniorganickdl6tky (volatileorganiccompounAs, VdC) urdenllirn pro proteiny,j e pouzeschopnapo5kozen6 proteiny jsou dal5iskupinoupolutantrinegativndovlivfiujicich lidskd rozpoznat,oznatita n6slednddegradovat 1,3].Vzhledem [12, zdravi.Benzen,reprezentant VOC,piitomnlipiedev5im v emi_ k vysok6koncentraci proteinriv krevniplazmdje tentomateridl sichzdopravy,cigaretov6m kouii a v,yrobcic-hihemick6ho prri- zulilitEvhodnlipro stanovov6ni oxidaceproteint. Nejdastdj_ myslu,je karcinogenni ldtka, jejii,expozice m(t zandsledek zv,i_ 5i metodadetekce je zaloLena na vazbd, dinitrofen/hyjrazinu Senirizikaakutnimyeloidnileukemie [6]. na karbonylove skupinyproteinfia pouiiti protil6ilg proti di_ Oxidadnipo5kozeni makromolekul je Aefinovano jako zmdny njtrofenylhydrazonu,ktery se navlz(nimv mistd karbonylov6 v organismuzprisoben6 vlivemoxidadniho stresu.Oxidadni skupinyvytvoii. stresje vyvol6nnerovnov6hou mezihladinamioxidantta an_ CilemnaSipr6ce,kter6jeroz5iienim studiepublikovan6 v loi_ tioxidaqtri. MfiZepostihnout v5echny bunddn6 makromoleku_ sk6mr_oce byloporovnathladinyoxidadniho [14], po5kozeni ly:DNA,lipidyiproteiny[7].Oxidantyjsou l6tkyneboprocesy (8-oxodG),lipidri (15-F2t-tsop) a proteinfiikarbony_ vyvoldvajici podlepfiioduje .DNA tvorbuROS,neboROSsamotn6. lov6skupiny)u subjektrizedvoulokalit mdstsh.ich itraZnifri lzero.zddlitnaendogenni (procesysouvisejicisbund8nlimme_ zhahy a administrativnich pracovnikri a mdsts\fch strdini_ tabolismem- oxidativnifosforylace,zfinlTliv|procesy) a exo_ kri z Ostravska.haisk|skupina jak-okontrolni, bylazvolena genni (vlivy Zivotosprdvy, prisobeniznediitdn6hopiostfeOi, jelikoZ hladinyznedi5tdni ovzdu5ijsou v tr:aie v porovn6ni infekceapod.).Antioxidanty zahrnujijednakenzymysniZujici s Ostravskemvlraznl niZ5i.Md|eni bylo provedenoopako_ hladinyoxidadniho po5kozeni, ddleviiaminy,glutationa dalsi vandve tiechobdobicht6zs odrisnlfmi hradinami znediitdni: I6tkysniZujicihladinyROS,piipadneoxiCatnitro po5kozeni. zima2009(stiednihladiny),l6to 2009(nizk6 hladin y), zima je V mal6miie oxidadnistrespiirozenllim jevema organismus 2010 (vysok6ai, extr€mni hladinyznedi5t6ni). ExpoziceSkod_ je vybavenmechanismy, kter6mu umoZiujises nimvyroVnat. livin6m (k-PAU,B[a]p, benzenu)byla stanovenaperson6l_ Fyziologick6 hladinyROSjsou drileZit6,piotoi:eROSptni roti nimi monitory. N6slednd bylostanoveno oxidadnipo5kozeni molekula jsou nezbytn6v embryon6lnimq;?voji v resp.v krevniplazmd.Na5impiedpokladembylo,i,e :lq"illi..h 19di, [8].Av5akvysok6hladinyROS,jeZneniorganismus schopen oxidadnipoSkozeni makromolekul, na zfklad| vysledkfipied_ f dinndlikvidovat,zprisobuj i zilvaLn€Skody. choziprilcepiedev5im peroxidace lipidri, budevy55iu s[upin no_llsrc zdravijsou nejzilai:ndjli zmlnyvyvolan6na frov_ exponovanfchvy55imkoncentracimSkodlivin,tj. u skupiny ni DNA. ROS mohouprisobitna jednotliv6b6ze,kter6jsou z Ostravskaa ddleu skupinsledovanlich v zimnichoOAoUicfr. sloZkamiDNA. V dtsledku toho dochAzike vzniku mutaci modifikova [9]. Nejdastdj5i nou b6zi indukovanouprisobehim MATERIALA METODY j. 8-oxo-7,8-dihydro-2,-deoxyguanosin (g_oxodG).po_ .RO.S kud neni tato bine vtas rozpoznAna a odstrandnareparad_ Osoby zahrnut6 do studie a sb6r vzorkit nimi mechanismyburiky,dojde k chybn6mupilrovaii b6zi a ke vznikumutace.Kromd zmlnbfuzimohouROSt6i:po- Podet osobzahrnuQiich dostudiesepohyboval v zdvislosti naod_ genetic(f materidl tim, Le zpfisobuji zlomy ietlzctt bdrov6m {"-^"1t obdobiodl6ldo 214:kontrolniskupinutvoiilo61_65 DNA. Oxidadnipo5kozeni DNA mtZeblit,nuino mdienome_ pffslu5nikrimdstsk6policiehaha, skupinuexponouanou ,ne_ todamiELISAjako hladiny8-oxodGv modi,kamje oxidova_ di5tdn6mu - 149osobz Ostravska piedstavovalo ovzdu5i 9g (pii nAbtne_vylutovan6. Jev5aknutnosi uvddomit,Zepfftomnost slu5nikflmdstskd policieKarvinda Haviiova fiednikfl Kraj;k6_ v modije ddnanejenmirou oxidadnihopo5kozeni hofiadu 1-"_-d9 MSKvOstravdadobrovolnikfi z BartovicaRadv;ic). DNA, ale t6Zridinnostireparadnich mechanismfi oiganismu. V$echny osobybylynekuirici.KaZdyridastnikstudievyplnildo_ Dal5imqfznamnlfrn cilemproROSjsoulipidy.ptsobenimROS tazniko Zivotnimstylu a zdravotnimstavu.V5echny osobybyly namolekulylipidfi doch6zik peroxidaci lipidri,coZjeproces,kte_ sledov6ny vetiechodbdrov,-ich obdobich: v zimd (rinor_ biezen) t1fv organismu probih6opakovand, dokudnedoidek iehoukon_ 2009,v l6td(kvdten- derven) 2009 av zimdfl eden_ f nor) 2010. -39 - 5-6/2070 OCHMNAOVZDUSI projednotliv5 Tab.'l: Personiilni benzenuv Prazea na Ostravsku expozice odb6rovS obdobiv letech2009-2010 Obdobi Zima2009 LEto2009 Zima2010 Praha Ostravsko Praha Ostravsko Praha Ostravsko (N = 65) N=98) ( N = 6 1 ) N=100) N = 6 5 ) (N=149) Prfimdr 8,39 8.20 5.66 t4.9 5,28 3,36 10.0 1.90 14.5 t.67 t0.7 Smdrodatn6 odchvlka 9.80 Median 3.39 6.77 2.97 5.11 5.50 9.97 Minimum 2.1,4 2.48 1.21 2.28 5.30 t.52 Maximum 76.20 99.7 15,9 Itl 10,8 s9,6 <0 001 <0.001 <0.001 Porovn6nilokalit(o'l Benzenluglm3) projednotliv6 Tab.2: Person6lni expozice B[a]Pv Prazea na Ostravsku odb6rov6 obdobiv letech2009-2010 BlalP (nslm3) hflmEr Smr5rodatn6 odchvlka Median Minimum Maximum Porovn6nilokalit (n) Obdobi L€to2009 Zima2010 haha Ostravsko haha Ostravsko Praha Ostravsko N = 6 5 ) (N=98) N = 6 1 ) (N = 100) N = 6 5 ) (N=149) kem48hodin).Person6lni monitorybyly vybaveny filtry umoZfiujicimi sbdrd6stic <2,5pm(PMr,).Kvantitativni ovelikosti chemickfanalyzak-PAU,mezinEi:patii benzla]antracen, chrysen,benzo[b]fluoranten,benzo[k]fluoranten,benzolalpyren, dibenzo[4hJantracen, benzo[g,h,t] perylena indeno-f1,2,3-cdlyiyren, byla provedena pomociHPLCs fluorescendni detekci.Analyzyk-PAU i VOC byly prov6ddnyakreditovanlimpracovi5tdm ALS Laboratory Group,ALS CzechRepublic,s.r. o.,Praha. Stanoveni 8-oxodG Zima2009 0,80 0.55 0.66 0.10 3,37 3,50 3.03 1.95 0.33 1.2.6 <0 001 0.12 0,43 0.14 0.24 0.08 0.37 0,08 0.04 1.00 1.24 <0.001 2,80 14.8 1..87 13.3 2.43 9.01 0,28 2.L9 1 1 . 5 74.2 <0.001 projednotlivS Tab.3: PersonSlni expozice k-PAU v Prazea na Ostravsku odb6rov6 obdobiv letech2009-2010 Obdobi Zima2070 Zima2009 L6to2009 haha Ostravsko Praha Ostravsko haha Ostravsko N = 6 5 ) N=98') N : 6 1 ) N : 1 0 0 ) (N=65) N = 1 a 9 ) 4.27 20.6 1.03 19.6 100.2 Prtmdr 3,19 1..70 14.5 92.9 Smdrodatn6 odchvlka 2.9s 18.6 0.61 Median 2.95 17.8 59.6 3.57 11.5 0.85 Hladina8-oxodGv modibylastanovena metodoukompetitivniELISApodlepuje blikovan6metodiky[15, 16].Detekce zaloi,ena na pouZitiprim6rniprotil6tky specifickyrozpoznhvajici8-oxodGv biologick6m materidlu (qfrobce protil6tky: JalCA,Japonsko). \Eorkymodibyly analyzov Anyv triplik6tech.Vlisledlgbyly vztaLenyna obsahkreatininua yfddienyv nmol8-oxodG/mmol kreatininu. k-PAU(nslm3) Minimum Maximum Porovn6nilokalit (n) 0.82 t.70 16.4 86,6 <0.001 0.36 0.81 9,80 3.64 <0.001 Pied zahdjenimstudiebyly vybran€osobyseznAmeny s cili informovanfsouhlas. Do studienebylyzastudiea podepsaly hrnutyosoby,kter6podstoupilyvposlednich3 mdsicichradiografick6vy5etieni,nebobylyv tomtoobdobiodkov6ny. V r6mci studiebyly odebr6nyvzorkykrve a mode.Krev byla odebir6nado zkumavekobsahujicichheparin.Vzorkybyly po odbdrudopraveny okamZitd do laboratoieOdddlenigenetick€ekotoxikologie UEM AV CRv Praze,kdebyly zpracov|ny a uchovdnypii -80oC.Vzorkyodebran6na Ostravskubyly uloZenydo 4o C a okamZitdtransportovdny kunirni sluZbou dopraZsk6 laboratofe,kdebylyihnedzpracov6ny. DobaododbdruvzorkfldojejichuloZenipii -80oCneples6hla 8 hodin. Stanoveni expozice benzenu Stanoveni15-F2t-lsoP Hladiny l5-F2t-lsoPbyly stanoveny vkrevniplazmdkomerdnim kitemodfirmy CaymanChemicalCompany(Ann 2.L4 14.7 fubor, MI, USA) podledoporudeni v.f103,9 513,0 pouZito pl robce. Pro analyzubylo 125 <0.001 krevniplazmy,kter6bylanejprvehydrolyzovfna,abydo5lok uvolndniisoprostanrivilzanychnalipoproteiny,a d6le purifikov6napomociafinitniho sorbentu dodan6hov'.irobcemkitu. Vzorkybyly naieddnyv pomdru 1:2v dodan6mpufru a n6sledndanalyzovinyv duplik6tech. 15-F2t-lsoP v pg 15-F2t-lsoP/ml Koncentrace bylavyjddiena plazmy. Stanoveni karbonylov'.ichskupi n v protei nech Karbonylov6 skupinyv proteinechkrevniplazmybyly anaELISApodlediive publilyzovinymetodounekompetitivni v na5ilaboratoii[16]. kovanlichprotokohimodifikovanlich v triplikdtecha hladinyoxidovaVzorkybyly analyzov6ny nlichproteinfibylyvyj6dienyv nmol/ml krevniplazmy. Expozicebenzenubyla stanovenapomocipasivnichvzorko- Mdienihladinkotininu vadriRadiello",kter6ridastnicistudienosili24 hodin.Benzen jakomarkerexpozice i dal5iVOCzachycen6 uhli bylypied analli- Hladinykotininuv modi,kter6slouZily nagrafitizovan6m ply- tab6kov6mu radioimunochemicky zou uvolndnyterm6lnidesorpcia ndsledndanalyzovilny kouii,bylystanoveny [17]. novouchromatografiis plameno-ionizalni detekci. StatistickSanalyza Stanoveni expozice k-PAU anafuubylpouZitsoftware SPSS, veze18,0. ho statistickou pomociperson6lnich analyzovan6 nepaExpozice k-PAUbylazji5fov6na norm6lnirozloi,eni,byla monitorfi, Data,kter6nemdla pro porovndni pouZivali po (celtestem dvou kter6 ridastnici rametrich.imi testy Mann-Whitney studiedva sobdn6sledujici dny -40 - 5-6/2010 OCHRANAOVZDUSI skupinvz6jemnda Spearmanov.fon ko- Ta,b. 4:.P9ro1lda_c9 llpid0u kontrolnicha exponovanlich subjekt0 reladnimtestempro zji5tdnivziljemnj,ch v letech2009-2010 vztahtmezibiomarkery. Datas norm6lObdobi ni distribucibyla ana$zovilnat-testem 15-F2t-lsoP Zima2009 LEto2009 Zima2010 /ps,/mlolazmv\ a Pearsonor{frn koreladnim testem. vfsuonr Personiilni expozice environment6lnim polutant0m Praha Ostravsko haha Ostravsko Praha Ostravsko ( N = 6 5 ) N=98'l ( N = 6 1 ) N = 1 0 0 ) (N=65) (N= 149) hfimdr Smdrodatn6 odchvlka Median Minimum Maximum Porovn6nilokalit(n) 165.9 279.3 41..7 303.6 158.4 r79.2 108.7 101.3 32t.2 2410.3 <0,001 t24.9 43,6 r34.1 37.0 11.6.4 1"29,5 64.8 53,0 376.5 262.1 =0.034 256,5 104.7 236.9 flg.6 279.5 124.5 252.3 90.6 647.8 8r4.6 Vlisledkystanoveniperson6lniexpozi=0.25f, cebenzenu,B[a]P a k-PAUs pouZitim Ta.b. 5:.Hll{iny _oxidatniho poikozeniDNAv jednotliv,fch skupindch person6lnichmonitoru jsou uvedeny v letech 2009-2010 v tabulkdch1-3. Prov5echny sledovaObdobi n6 l6tkya v5echna tfi testovand obdobi 8-oxodG(nmoUmmol Zima2009 plati,i:eosobyz Ostravskabylyrystave- kreatininu) L€to2009 Zima20L0 ny vlraznl vySSimhladindmSkodlivin Praha Ostravsko Praha Ostravsko Praha Ostravsko (N=65) N:98) neZosobyzPrahy(p< 0,001).PodleodeN = 6 1 ) (N= 100) ( N = 6 5 ) (N=149) 5.24 k6v6ni byly nejniZ5ihodnoty expozice Prtmdr 5.s1 5.28 5.27 4.79 4.69 odchvlka 2.43 2.78 polutantfim 2,88 2.68 v letnimobdobi2009,n6sle- Smdrodatn6 1,65 2.14 5,11 5.s4 5.21 5.11 4.95 dovan6zimnimobdobim2009.Nejvy55i Median 4,77 Minimum 0.20 0.04 0.10 0,10 0.52 0.19 expozicebyly zaznamendny v obouob14.4 12.9 20.4 18.4 9.87 1.0.4 lastechv zimnimobdobi2010:hodnoty Maximum =0.520 :0.987 Porovn6nilokalit (o') =0.742 namdien6v haze zhruba odpovidaly koncentracimzji5tdnlrnna Ostravsku Tab.6: Oxidace protein0v analyzovanlich skupindch v letech2009-2010 v zimnimobdobi2009,zatimcoostravObdobi sk6hodnotydinilypiibliZnd2- 3nfsobek karbonylov6 skupiny Zima2009 L6to2009 Zima20L0 (nmol/mlplazmv) hodnot.praZs(fch.Je tieba zdtraznit, Praha Ostravsko Praha Ostravsko Praha Ostravsko Ze koncentracepolutantri byly zvl65td (N=6s) N = 9 8 ) N = 6 1 ) (N= 100) N = 6 5 ) (N=149') naOstravskuextrdmndqrsok6v drisledhtmdr 23.r 23.2 22.3 19.8 23.6 22,0 pnimdrnd kuinverze; koncentrace B[a]P 17< 3.t7 2.89 6.43 5.49 piesdhla t6mdi 15k6t doporudenou Smdrodatnfodchvlka 4.63 t1 7 Median ,)4 23.3 20.0 22,8 2r,3 koncentraci 7 ng/m3,kterdjepovalov|Minimum L6.4 16.2 t6.7 13.7 10.0 tl.3 na za hranidnihodnotunezpflsobujici Maximum 35.4 34.9 27.8 32.7 39.1 43.3 zdsadnipo5kozeni genetick6ho materi6- Porovn6nilokalit(p) :0.202 <0.001 0.t49 lu. Dal5iinformace o expozici znedi5fujiciml6tk6mjsouuvedenyvdldncich Svecovd a kol.[18,19]. Tab.7: Korelain i analfza hladin environment5lnich polutant0a peroxidace lipid0 (N:534) Koreladnikoeficient Oxidaini poSkozenimakromolekul 15-F2t-lsoP Signifikance Benzen <0.001 0,368 V tabullcich4-6 jsou uvedenyhodnotymarkeruoxidadniho BfclP <0.001 0.573 po5kozeni <0.001 0,567 lipidri,DNAaproteint.Expozicipolutantrim z ovzdu- K.PAU 5i nejl€peodrifi:elyhladinyperoxidace lipidri (tab.4). Hodnoty mdien€na Ostravskub1/lyvyraznlvyisi neZu praZsk6skupiny dekddleilustrujeobnizek1,v ndmZjevynesena z6vislost hladin v zimE20090 < 0,001).MenSi,av5akst6lesignifikantnirozdil 15-F2t-lsoP na expoziciB[a]P (dvavzorkysodlehltirni hodnotabylzji5tdnmeziobdmaoblastmiv rcG2009(p = 0,034).Vzim- mi l5-F2t-lsoP> 1000pglml nejsouna obrdzkuznitzomEny). nim obdobi2010byg hodnotyperoxidace lipidrit6Zvy55iu os- Dal5iana[fuoubylozji5tdno, Lepozitivnikorelace mezihladinatravsk6nei,upraLskl skupiny,aviak rozdilynebylystatisticky mi 15-F2t-lsoP a expozicemi B[a]P platijen do 83. percentilu signifikantni (p = 0,258).Zildnlrozdilymezilokalitamianimezi koncentraci B[a]P,coi,odpovid6 koncentraci asi8,82nglm3.pfi obdobiminebylynalezenypro hladiny8-oxodG (tab.5) aprovdt- vyS5ich ddvkdchB[a]PnenijiZzdvislost linedmi(obr.2). Sinuv'.isledku stanovenikarbonyloqichskupinproteinfi(tab.6). Zdebylyproti oEekilvAni zaznamendny vy55ihladinyoxidadniho DISKUZE po5kozeni proteinrivpraZsk6 skupindvletnimobdobi2009. V tabulce7 jsou uvedenyv.isledkykorelatni anal,fzymezikon- CilemnaSistudiebyloanalyzovat hladinyoxidadniho poikozepolutantrimdienlfrnipersondlnimi centracemi monitorya hla- ni makromolekul u osobZijicichv oblastech liiicichsekoncendinami15-F2t{soPv krevniplazml.V5echnysledovan6 l6tky tracemipolutantriv ovzdu5i.V na5ilaboratoiibyly obdobnd (benzen,B[a]f k-PAU) signifikantndkorelujis namdienlfrni zamdien6studiejiZ publikov 6ny 120,2Il, avSaksoudasn6pr6hodnotamiperoxidace lipidt; nejlep5ikorelace bylazji5tdnapro ceje qijimedndvelmivyso\frni hladinamipolutantriv ovzdu5i B[a]P(koreladni koeficientR = 0,573,p < 0,001).Tentor4fsle- v dobdsledovdnistudovanlfch skupin.Zvlilitl na Ostravsku -41- J*- 5-6/2010 OCHRANAOVZDUSI niZ5ich koncentracich B[c]Pseperoxidace lipidt mdniline6rnd,av5akpodosaZeni vy55ich koncentraci B[a]PsejiZhladina 15-F2t-lsoP t6mdi nemdni.Totozji5tdnia s nim souvisejici o popsan6pozitivnikorelacemeziexpoziciB[a]Pa hladinami 15-F2t-lsoP v krevniplazmdjsou nejv'.iznamndjSimi v.isledky o G' eoo.oo na5ipr6ce. V ptedchozichstudiichbyl I€i, pozorov 6n vztahmeziexpozici E. o znedi5tdn6mu ovzdufia peroxidacilipidfi [16,21,22],aleuveE; 6oo.m poprv6. popisov6na z6vislostje dendneline6rni (! o ao Ziskan1qfsledkymaji velklfvlznam z hlediskalidsk6ho o I zdravi.Peroxidace lipidt nenijednor{zovyproces,alejak jiZ f oo.oo o jejichZ bylouvedeno, vznikajipiindm reaktivniintermedi6ty, prostiednictvimse oxidadnipo5kozeni Siii, dokudnedojde Pii nedostatedk jejich inaktivaciprisobenimantioxidantri. pernfch hladin6chantioxidantta vysokiTch koncentracich pak poSkozeni lipidt mtie dochitzet k dal5ich oxidovanlfch (DNA, proteint) a bunddnlfch makromolekul struktur.Tato & m 20.m 40.00 60.m po5kozeni sepak mohouprojevitrySSimrizikemiady oneB[a]Png/m^3 mocndni1231. znediStdn6mu Lzeiici, Leexpozice ovzdu5ivyvol5v6peroxidaci lipidri,kter6pakv del5imhorizontumtZe peroxidace Obr.2:Vztahmezihladinami lipid0 vyristitk po5kozenicel6hoorganismu.Sniieni znedi5tdni a koncentracemi benzo[a]pyrenu rozd6lenfmi do percentilfr piedev5im ovzduSi naOstravsku bytedymdlobyt primdrnim cilempro odpovddn6 org6ny. NaSeuisledkynazna(uji,Lezv!ilen€ hladinybenzenua k-PAU, vdetndB[a]Pnemajivlivnaproduktyoxidace DNAv modi,ani proteinflv krevni plazmd.Vfsledky na hladinyoxidovanyich q 200.00 ziskandpro 8-oxodGdoplfiujia potvrzujidalaz na{i piede5l6 .q o populace, studieostravsk6 a praZsk6 v niZnebylyzji5tdny i:6dn€ E porovnfvanlimi rozdily v hladin6ch 8-oxodG mezi skupinami 150.m E u.fsledky bylypops6ny vjii, zmindnlstudiiu iidi[14].Obdobnd pracovnikfi a administrativnich dirautobusri E [20].LzetedyshrI roo.oo kr6tkodobou nout,Zehladiny8-oxodG v modineodr6Zi expozici o materi6lu, benzenu a k-PAUtdsndpiedodbdrem biologickdho ? a to ani v pffpaddvelmivyso(ich koncentracil{tek.Vfsledky * so.oo a mohoubyt diny faktem,Zeuveden6l6tky neindukujioxidadni po5kozeni DNA (coZsezvl6Stdv piipaddk-PAUzdAm6lo pravddpodobnd), nebozdehraji roli mechanismy, kte4irrnise 1oo 833 S-oxodGdo modiuvoliuje.Oxidovan6binevznikneprimdrnd ,t:';0",.";;' v buice [24]nebo,a to piedebud'oxidaci volnfchnukleotidri kteqfje soud6sti deoxyguanosinu, v zimnimobdobi2010bylyv drisledkuinverzezaznamenhny viim, jakoqisledekoxidace polutanttv ovzdu5i, a ly5tdpenirepakdyperson6lni ex- DNA, a do modisepakuvolnipo rozpoznAni extr6mnikoncentrace poziceviceneZ10kr6tpievy5ovaly hladina8-oxodGv modi hodnotynamdien6 u osob radnimimechanismy [25].V11;slednd jak naqfchozimiieoxidace DNA,tak naschopz na5ichpiedchozichstudiiprov6ddnlfch u iididfl autobusti je tedyz6visl6 pracovnikri nostiorganismuoxidovanE bAzeztdlavyloudit,tj. na fdinnosti v Praze120,211. a administrativnich Zevysok6koncenmechanismfi. Lzesedomnivat, Peroxidace lipidt se zditbl,t markeremnejl6peasociovanfm reparadnich mel6teknaOstravsku stimulujireparadni l6tk6mv ovzdu5i, av5akjendo urdit€ traceznediSt'ujicich s expoziciznedi5t'ujicim horni hranice.V zimd 2009byl zji5tdnstatistickyvysoceW- chanismyosobi,ijicichvrlto oblasti.V dtsledkutohoje oprava neZu osobZijicichv m6nd DNA ridinndj5i a rychlej5i znamnyrozdilmezihladinamil5-F2t-lsoPv fuazea na Ost- po5kozen6 prtmdrnd person6lni v neodek6vand nizlqch znedi5tdnfch oblastech, coL se odrazi ravsku.Tomuodpovidalrozdil v expopoSkozeni (Praha v modi, oxidadniho markerfr ziciB[a]Pv oboulokalitdch 0,80ng/m3,Ostravsko hladin6ch - 3,50nglm3).V l6td2009bylynamdien6 polu- Oxidaceproteini se mezisledovanlfmi skupinamivdt5inou koncentrace (B[a]P: 2009, kdyhladinykarletnihoobdobi niZ5i tuaha-0,72 nglm3,Os- t6Zneli5ila,sv'_ijimkou tantfindkolikan6sobnd peroxidace niZii u osobi:ijicich lipidt bylast6le bonyloqfchskupinbyly signifikantnd travsko 0,43ng/m3),nicmdnd piesto, bylo i Zeznedi5tdni ovzduSi v t6tooblassignifikantndzvliena u ostravsk€skupiny.V zimnimobdobi naOstravsku person6lni skupinpro danou 2010 byly zaznamenflny expozice ti ly55i.Porovn6nihladinkarbonylou.ich velmi vysok6 prakticky pies stejn6hodnoty oblastv rtnnychobdobichukazuje B[a]P:haha 2,80ng/m3,Ostravsko 14,80nglm3.I pro polutantt nebylymezihladinami vysokyrozdil koncentraci subjektyz Prahy,zatimcou ostravsk6skupinyjezietelny karbonyloqfch skupinv l6td 15-F2t-lsoP u obouskupinsignifikantnirozdily.NaSedal5i signifikantnipokleskoncentraci analyzyukflzaly,Le mezid6vkou(koncentraciB[a]P) a fdin- 2009ve srovn6nise zimou 2009a n6sledndopdt vzestup kem (hladinami15-F2t-lsoP) existujeneline6rnivztah:pii v zimnimobdobi2010.Tentotrendodpovid6na5impiedpoObr.1: Korelace meziperson6lni expozici benzo[a]pyrenu peroxidovanich lipid0v krevniplazm6 a hladinami E G N - 42- 5-6/2010 OCHRANAOVZDUSI kladtm. Fakt,Lehladinykarbonylorr'.fch skupinu praZsklich subjekttjsout6mdikonstantni,i kdyZsekoncentrace polutantfi v ovzduSimdnily,lze vysvdtlitzmdnamikoncentraci jinych, nemonitorovanfch l6tek,jejichi:, vy55ihladinyv l6td 2009v Prazeby mohly indukovatrelativndvysokdhladijsme obdrZeli ny karbonyloqlich skupin.Obdobn6r,^.isledky v na5ipiedch6zejici studiil21l,v niZv letnimobdobibyly hladinykarbonyloqichskupinvyraznEvy55inei v zimnich jsme,le zodpovddn obdobich.Piedpokl6dali Azato mti:ebyt vy55ihladinaozonuv letnichmdsicich,kter| mti,e ptsobit jakooxidant. mar[10] Montuschi,P, Barnes,P J.,Roberts,L. J.:Isoprostanes: kersand mediatorsof oxidativestress.FASEBJ. 18. 2004. s.1791- 1800. of F(2)-isopro[11] Roberts,L. J., Morrow,J. D.: Measurement stanesasan indexof oxidativestressin vivo.FreeRadic.Biol. Med.28,2000,s.505-513. I., Rossi,R.,Giustarini, D.,Milzani,A., Colom[12] Dalle-Donne, bo, R.: Proteincarbonylgroupsas biomarkersof oxidative stress.Clin.Chim.Acta329,2003,s.23- 38. I., Aldini,G., Carini,M., Colombo,R., Ros[13] Dalle-Donne, si, R., Milzani,A.: Proteincarbonylation, cellulardysfunction, and diseaseprogression. J. Cetl Mol. Med. 10, 2006, s.389-406. P.Jr.,Svecova, V, Topinka,J., Sram,R. J.:Oxidad[14] Rossner, NaSestudieukazuje,te expozice znedi5tdn6mu ovzdu5ivede ni po5kozeni u osobZijicichv Prazea na Ostravsku. Ochrana kezqf5enihladinperoxidovanlfch lipidt. Vzhledem k tomu,Ze o v z d u 5di. 5 - 6 , 2 0 0 9s, .3 2 - 3 6 . je znAmvztahmeziperoxidacilipidfi a vznikemiady onemoc- [15] Yin, B., Whyatt, R. M., Perera,E P.,Randall,M. C., JedrypostiZenfchpblasti ndni,je obyvatelstvo bezprostiednd ohrochowski,W, Cooper,Y., Santella,R. M.: Determinationof Zenozhor5enimzdravotnihostaVuv dlouhodob6m horizontu. 8-hydroxydeoxyguanosine by immunoaffinitychromatograProtobymdlabl1it udindna opatienivedoucikesniZeni koncenphy-monoclonal antibody-based ELISA. FreeRadicalBiol. traci Skodlivin(zejm6nak-PAU)na Ostravsku.ho ovdieni Med.18.1995.s. 1023-1032. pozitivnihoefektu sniZenizAtdi,epopulaceMoravskoslez- [16] Rossner,P Jr.,Svecova, V, Milcova,A., Lnenickova,2.,Sosk6hokrajePM2,,a k-PAUby bylovhodn6po realizacitdchto lansky,I., Santella,R. M., Sram,R. J.: Oxidativeand nitroopatienistudiimdienihladinbiomarkerfi opakovat. sativestressmarkersin bus drivers.Mutat.Res.617.2007. znvEn ^ ^t a^ s. z3-52. Poddkovdni Studiebylaprovedenasfinaninf podporouMinisterstvaZivotnthoprostled[CR(SP/1b3/8/08)a Ministerstvaikolstvi,mlddeieatdlovjchovyCn QB0S005). J.J.,Van,VH.: Radioimmunoassay of nicotine,co[17] Langone, tinine, and gamma-(3-pyridyl)-gamma-oxo-N-methylbutyramide.MethodsEnzymol.84,7982,s. 628- 640. V, Topinka,J., Rossner, P Jr.,Sram,R. J.: Monito[18] Svecova, r ovilni expozice polycyklichy'maromatickfm uhlovodikfim LITERATURA a volatilnimorganickfml6tk6mv Moravskoslezsk6m kraji aPrazevzimd,2010. Ochranaovzdu$id.5 - 6, 2010. W, Omaye, S.T: Airpollutants, oxidative stress andhu- [19] Svecova, t1] Yang, V, Topinka,J., Sram,R. J.: Person6lni monitoring manhealth. Mutat. Res. 674,2009,s.45-54. polycyklic(fcharomatic(fchuhlovodikria volatilnichorgaM.,Lotti,L.:Short-term effects ofparticulate matnich.ichl6tek.Ochranaovzduiid.5 - 6, 2009,s. 26-30. l2l Scapellato, ter:aninflammatory mechanism? Crit.Rev.Toxicol. 37,2007, [20] Rossner, P Jr.,Svecova, V, Milcova,A., Lnenickova,2.,Sos.461-487. lansky,L, Sram,R. J.:Seasonal variabilityof oxidativestress A.,Fiotakis, K.,Vlachogianni, partiT: Airborne markersin citybusdrivers- PartI: oxidativedamage t3] Valavanidis, to DNA. culate matter andhumanhealth: toxicological assessment and Mutat.Res.642,2008,s. 74- 20. importance of sizeandcomposition of particles for oxidative [21] Rossner, P Jr.,Svecova, V, Milcova,A., Lnenickova,2.,Sodamage andcarcinogenic mechanisms. J.Environ. Sci.Health lansky,L, Sram,R. J.: Seasonal variabilityof oxidativestress CEnviron. Carcinog. Ecotoxicol. Rev.26, 2008,s.339-362. markersin city busdrivers- PartII: Oxidativedamageto liK.,Sokhi,R.,VanGrieken, polycycR.:Atmospheric pidsandproteins. Mutat.Res.642,2008, 14] Ravindra, s.21-27. lic aromatic hydrocarbons: Source attribution, emission fac- [22] Barregard,L., Sallsten,G.,Gustafson, P, Andersson, L., Jotorsandregulation. Atmos. Environ.42, 2008,s.2895-292I. hansson,L., Basu,S., Stigendal,L.: Experimental exposure M. E.,Penning, polycyclic T M.:Genotoxic aroparticlesin healthyhumans:effectson marto wood-smoke t5l Burczynski, generated ortho-quinones byaldo-keto re. matichydrocarbon kers of inflammation,coagulation,and lipid peroxidation. 'ductases induce CYP1A1 vianuclear translocation of thearyl Inhal.Toxicol.18,2006,s.845- 853. hydrocarbon receptor. Cancer Res.60,2000,s.908- 915. Cracowski, J. L., Durand,T., Bessard,G.: Isoprostanes as [23] G.:Biomonitoring of inhaled complex mixtures-ama biomarkerof lipid peroxidationin humans:physiology, t6] Scherer, bientair,dieselexhaust andcigarette smoke. Exp.Toxicol. pharmacology Paand clinicalapplications. TlendsPharmacol. thol.57, Suppl. 1,2005, s.75-110. Sci.23, 2002,s.360- 366. E.S.,Kim,G.H.:Biomarkers foroxidative stress sta- [24] Haghdoost, t7l Hwang, S.,Czene,S.,Naslund,I., Skog,S.,Harms-Ringtusof DNA,lipids,andproteins in vitroandin vivocancer redahl,M.: Extracellular parameter 8-oxo-dGasa sensitive for search. Toxicology, 229,2007,s.I - 10. oxidativestressin vivoandin vitro.FreeRadic.Res.39.2005. PA.:Effects ofoxidative stress onembryonic develops.153-L62. t8] Dennery ment.BirthDefects Res.CEmbryo Today, 81,2007,s. 1.5 5- t62. [25] Cooke,M. S., Evans,M. D., Dove,R., Rozalski,R., GacE.,Hubscher, U.:Oxygen asafriend kowski,D., Siomek,A., Lunec,J., Olinski,R.: DNA repair t9] vanLoon,B.,Markkanen, andenemy: Howtocombat potential themutational of 8-oxois responsible for the presence of oxidativelydamagedDNA guanine. DNARepair, 9,2010, s.604-616. lesionsin urine.Mutat.Res.574.2005.s. 58- 66. -43 -