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 -