ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ 2010

Transkript

1

2 ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ 2010 (ČHMÚ) Lokalita PM10 µg/m 3 PM2.5 µg/m 3 B[a]P ng/m 3 Ostrava-Poruba 39.9± ± ±6.2 Ostrava-Bartovice 61.7± ± ±8.1 Karviná 54.3±50.0 X 6.3±8.8 Havířov 52.9±58.2 X X Praha-Smíchov 37.9± ±14.2 X Praha-Libuš 27.4± ± ±1.2 České Budějovice 25.2±16.9 X 1.5±1.8 x -neměřeno

3 VÝSLEDKY MOLEKULÁRNĚEPIDEMIOLOGICKÝCH STUDIÍ (genomováfrekvence translokací-fish, mikrojadérka, fragmentace DNA ve spermiích) koncentrace >1 ng B[a]P/m 3 v ovzduší RIZIKO PRO LIDSKÉ ZDRAVÍ (WHO Bonn )

4 VÝZNAM k-pau VE ZNEČIŠTĚNÉM OVZDUŠÍ RIZIKO PRO LIDSKÉ ZDRAVÍ výsledky plodnost respirační kardiovaskulární těhotenství mužů nemocnost dětí, onemocnění, (IUGR, LBW, psychický cukrovka, působí jako ED) vývoj nádory

5 VLIV B[a]P NA EXPRESI GENŮ V TĚHOTENSTVÍ

6 Vývoj koncentrací benzo[a]pyrenu (roky)

7 Vývoj koncentrací polutantů (měsíce) B[a]P benzen PM2.5

8 Výsledky stanovení DNA aduktů v žilnía pupečníkovékrvi a v placentě (Porovnání - Praha a České Budějovice) Žilní krev matky Pupečníková krev Placenta Adukty/10 8 nukl. N Průměr ± S.D. B[a]P-like Celkové B[a]P-like Průměr ± S.D. Celkové Průměr ± S.D. B[a]P-like Celkové Praha ± ± ± ± ± ±1.06 Čes. Budějovice *± *± *± *± *± * #±1.46 *p<0.001 významně vyšší hladiny celkových i tzv. B[a]P specifických DNA aduktůve všech tkáních byly nalezeny u matek a dětíz Českých Budějovic #p<0.001 významně vyšší hladiny hladiny DNA aduktů v placentě než v žilní a pupečníkovékrvi u mateka dětíz Českých Budějovic

9 Microarray analýza genové exprese - metodika Odběr vzorků - stabilizace expresního profilu (RNAlater, PAX system, LeukoLOCK) Izolace RNA a ověření kvality (Agilent Bioanalyzer) Gene expression profiling - přepis RNA do crna (Ambion) - hybridizace na HumanRef-8 Expression BeadArrays - skenování (Illumina ArrayReader) Statistická analýza dat (Illumina BeadStudio Software, R program)

10 Změny v transkriptomu těhotných žen v Praze vs. Českých Budějovicích Soubor: 35 nekuřaček z Prahy vs. 52 nekuřaček z Č. Budějovic - periferní krev (PB), placenta(pl), pupečníková krev (UCB) Množství polycyklických aromatických uhlovodíků v ovzduší v Praze se začíná významněsnižovat Zvýšená hladina DNA aduktů ve všech typech tkání matek z Č. Budějovic v porovnání s Prahou Vyšší hladina peroxidovaných lipidů u vzorků z Prahy Cíl:srovnáníexpresních profilůvzorkůpb, PL a UCB získaných od těhotných žen zobou lokalit vzhledem kodlišnému působenígenotoxických látek vtěchto lokalitách

11 Periferní krev (PB) VYBRANÉPROCESY SE ZMĚNOU EXPRESE - Změna 418 genů: 255 / 163 genů v ČB zvýšená exprese v ČB geny spojené s působením genotoxických látek, imunitní odpovědí a autoimunitními chorobami Placenta (PL) - Změna 1170 genů: 669 / 501 genů v ČB zvýšená exprese v ČB geny spojené s působením genotoxických látek, stresem, zánětlivou reakcí, tvorbou vaskulárního systému snížená exprese v ČB genů regulující funkce placenty Pupečníková krev (UCB) - Změna 104 genů: 37 / 67 genů v ČB zvýšená exprese v ČB geny spojené s působením genotoxických látek snížená exprese v ČB geny spojené s imunitní odpovědí a autoimunitními chorobami PB PL UCB

12 ZÁVĚRY 1. Detekce zvýšenéexprese genůspojených spůsobením genotoxických látek ve všech tkáních z ČB je v souladu s vyšší expozicí genotoxickým látkám naměřenou v této lokalitě. vysokámíra tkáňovéspecifity (zejména u pupečníkové krve) opačný trend deregulace některých buněčných drah mezi vzorky periferní a pupečníkové krve (specifickéimunitníprocesy a snimi asociované autoimunitní choroby aktivované u perifernía naopak suprimovanéu pupečníkovékrve zčb Periferní krev Placenta 6 Pupečníková krev Vysoký počet genů detekovaný u PL a naopak nízký u UCB, malý překryv deregulovaných genů mezi UCB a ostatními tkáněmi a opačná regulace imunitních procesů jsou známky, které poukazují alespoň na částečnou detoxifikační funkci placenty.

13 PROGRAM OSTRAVA Projekt AIRGEN (MŽP ČR č. SP/1b3/8/08) Projekt AIRTOX (MŠMT ČR č. 2B08005)

14 IN VITRO STUDIE

15 PROFILES OF COLLECTED SAMPLES Locality Time of collection Volume of air [m 3 ] PM 2.5 PM 2.5 [μg/m 3 ] B[a]P [ng/m 3 ] c-pau [ng/m 3 ] Ostrava-Bartovice 03/ Ostrava-Poruba 03/ Karvina 04/ n.a Trebon 11-12/ Filter from Ostrava- Bartovice

16 Genotoxicita DNA adukty Cytotoxicita < 10%

17 EXPOSURE TO B[a]P STATIONARY MONITORING Correlation ofdna adductsinduced byextractsfrompm2.5 with the content of B[a]P and c-pahs for studied localities (Trebon, Prague Libus, Ostrava-Poruba, Ostrava-Bartovice, Karvina) DNA adducts vs. B[a]P DNA adducts vs. c-pahs Adducts / 10 8 nucleotides/m R 2 = B[a]P ng/m 3 dibenzo[a,h]anthracene(db[ah]a) benzo[ghi]perylene(b[ghi]p) chrysene(chry) indeno[1,2,3-cd]pyrene(i[1,2,3-cd]p) Adducts / 10 8 nucleotides/m 3 c-pahs: R 2 = cpahs ng/m 3 benz[a]anthracene(b[a]a) benzo[b]fluoranthene (B[b]F) benzo[k]fluoranthene(b[k]f) benzo[a]pyrene(b[a]p)

18 ZDRAVOTNÍSTAV U DĚTÍ

19 Z. horních cest dýchacích + průdušek+hrtanu a průdušnice +plic +angína +z.středního ucha Incidence/dítě st 2 nd 3 rd 4 th 5 th 6 th roky M.O. (413) Hrab. (595) Zábř. (348) Por. (313) R. a B. (154)

20 ASTHMA BRONCHIALE U DĚTÍ

21 Comparison of no asthma vs. asthma t-test results In the Venn diagrams shown below, the t-test results obtained using all experiments either with a p-value cutoff of 0.01 or a p-value cutoff of 0.01 and at least a 1.5 fold change are compared no asthma vs. asthma P-value 0.01 P-value 0.01 fold change 1.5 no asthma vs. asthma control region no asthma vs. asthma no asthma vs. asthma control region genes specific for asthma in Prachatice no asthma vs. asthma Ostrava genes specific for asthma in Ostrava no asthma vs. asthma Ostrava no genes common for both regions

22 SOUHRN Asthma bronchiale na Prachaticku -alergickýtyp astmatu, odpověď na alergen. Asthma bronchiale vostravě-nealergickýtyp astmatu, vyvolániritanty -znečištěnéovzduší, ETS, virové infekce.

23 MOLEKULÁRNĚ EPIDEMIOLOGICKÁ STUDIE

24 PROGRAM OSTRAVA MOLEKULÁRNĚ EPIDEMIOLOGICKÁ STUDIE skupiny: 1. Městštístrážnici v Praze (kontroly, N = 65) 2. Úředníci v Ostravě (indoor, N = 70) 3. Městští strážnici v Karviné (N = 23) 4. Městští strážnici v Havířově (N = 20) 5. Dobrovolníci v Ostravě-Radvanicích (N=28)

25 HUMAN STUDIESAND BIOMARKERS OF EXPOSURE, EFFECT AND SUSCEPTIBILITY PM2.5 Stationary monitoring DNA adducts by 32 P-postlabeling c-pahs Personal monitoring Stationary monitoring VOC Personal monitoring Stationary monitoring Cotinine Chromosomal aberrations FISH, micronuclei Oxidative damage 8-oxodG, 15-F2T-isoP, proteins, SCGE Triglycerids, Total, HDL and LDL cholesterol Genetic polymorphisms Vitamins A, C,E Gene expression

26 PERSONÁLNÍODBĚRY OSTRAVSKO B[a]P 14.6 ng/m 3

27 Autoradiographs of thin layer chromatograms with DNA adduct pattern of: DNA isolated fromlymphocytes of subject sampled in January 2004 (1 st sampling period) Water blank Positive control (DNA isolated from the lung of rats intraperitoneally treated with 100 mg B[a]P/kg b.w.)

28 DNA adukty N B[a]P ng/m DNA adukty/10 8 nukleotidů B[a]P like Celkové Praha ± ± ± ± ± ±0.47 Ostravsko ±2.60* 14.8 ±13.3* 0.28 ±0.08* 0.16 ±0.06* 1.37 ± ±0.33* Kontrola ± ± ±0.20

29 CYTOGENETIC ANALYSIS FISH analysis t(ab);t(ab);t(ba) Three translocations between chromosome 1 and unpainted chromosomes

30 GENOMOVÁ FREKVENCE TRANSLOKACÍ FISH N B[a]P % AB.B. F ng/m 2 G / Praha ± ± ± ± ± ±1.03 Ostravsko ± ±13.3* 0.26 ± ± ± ±1.18 Kontrola ± ± ±1.01

31 Hladiny 15-F2t-IsoP v krevní plasmě vzimním období2009 a 2010 vpraze a na Ostravsku. Lokalita Praha (N=65) Ostravsko (N=100) Zima 2009 Zima 2010 Zima 2009 Zima 2010 Průměr Směrodatná odchylka Median Minimum Maximum Porovnánílokalit (Praha vs. Ostravsko) <0.001 v rámci období2009(p) Porovnáníobdobí(2009 vs. 2010) v rámci lokality Praha(p) <0.001

32 OTÁZKY VZTAH DÁVKY A ÚČINKU? MOŽNÁADAPTIVNÍ ODPOVĚĎ

33 ZÁVĚR Zvýšená expozice k-pau ovlivňuje expresi genu XRCC5, který patrněsnižuje frekvenci translokací u jedinců v Ostravě. Zvýšená hladina vitaminu C a E u jedinců v Ostravě snižuje hladinu 8-oxodG v moči.

34 STŘEDNÍ DÉLKA ŽIVOTA V LETECH

35 Střednídélka života ve zneč. a čistšíoblasti MSK, v Praze, v pánvi ÚK a ČR muži znečištěné čistší Praha pánev ČR Střední délka života 1982

36 PROGRAM OSTRAVA -NOVÉPOZNATKY Zdravotnístav dětí Významné zvýšení respirační nemocnosti dětí z Ostravy R&Bv předškolním věku, zejména v 1. roce života (negativní ovlivnění imunity?)

37 PROGRAM OSTRAVA -NOVÉPOZNATKY Studium vlivu genetické výbavy na astma u dětí Asthma bronchiale na Prachaticku alergický typ astmatu, odpověď na alergen Asthma bronchiale v Ostravě nealergický typ astmatu, vyvolán iritanty znečištěné ovzduší ETS, virové infekce

38 PROGRAM OSTRAVA -NOVÉPOZNATKY Molekulárně-epidemiologickástudie: vliv znečištěného ovzduší na lidský organismus Vysokáenvironmentálníexpozice B[a]P neindukujeu chronicky zatíženépopulace poškozenídna dle předpokládaného vztahu dávky a účinku. Vliv vysoké expozice B[a]P byl pozorován pouze u jedinců z nezatížené lokality, kteří byli ve znečištěné oblasti po 3 týdny. Indukce reparačního genu a vliv vitaminůc a E naznačujímožnou adaptivníodpověd na ovzdušíznečištěnék-pau u chronicky zatížené populace.

39 PROGRAM OSTRAVA -NOVÉPOZNATKY Molekulárně-epidemiologickástudie: vliv znečištěného ovzduší na lidský organismus Koncentrace B[a]P > 1 ng/m 3 zvyšují peroxidaci lipidů (urychlení procesu stárnutí, zvýšení kardiovaskulární úmrtnosti)

40 PROGRAM OSTRAVA -NOVÉPOZNATKY Studie in vitro: studium mechanismůtoxického působenílátek vázaných na respirabilních prachových částicích biologickáaktivita extraktůz PM2.5 je podmíněna zejména koncentrací k-pau vázaných na povrchu částic vysokékoncentrace k-pau v MSK ve srovnánís jinými lokalitami v ČR (Praha, Třeboň, Teplice) jsou výsledkem znečištění ovzduší průmyslem

41 PROGRAM OSTRAVA HODNOCENÍRIZIKA 1) 2) 3) 4) Koncentrace B[a]P > 1 ng/m 3 /rok (standard EU) jsou dlouhodobě překračovány Prokázaným důsledkem současného znečištěníovzdušíje zvýšenánemocnost dětípředškolního věku, asthma bronchiale u dětí, a kardiovaskulární úmrtnosti Současnánepřízniváenvironmentálnízátěžbude ovlivňovat zdravotní stav populace MSK patrně i příštích let Na úrovni vlády ČR je nutnépřijmout opatření, aby se znečištění ovzduší snížilo na úroveň jiných oblastí ČR

42 PODĚKOVÁNÍ O. R. E. M. M. F. Z. H. A. A. P. Beskid Brdička Dejmková Dostál Dostálová Kotěšovec Krejčík Líbalová Milcová Pastorková Rössner, Jr. A. E. J. J. I. M. O. V. N. J. H. Rössnerová Rychlíková Schmuczerová Skorkovský Solanský Špátová Štveráková Švecová Tabashidze Topinka Votavová L. Z. E. Holý Pokorná Schallerová KÚOstrava MP Karviná MP Havířov MP Praha 1 a 5 Dobrovolníci z Radvanic

43 PODĚKOVÁNÍ Podpořeno granty MŽP ČR Projekt AIRGEN (čís. SP/1b3/8/08) MŠMT ČR Projekt AIRTOX (čís. 2B08005)