OVZDUŠÍ 2015 Radim J. Šrám, Ústav experimentální mediciny AV ČR sram@biomed.cas.cz KŽP AV ČR, Praha, 26. 11. 2015
17. ZASEDÁNÍ WHO Květen 2014 1) Expozice znečištěného ovzduší v Evropě 2012 600 000 úmrtí 2) Znečištěné ovzduší + prachové částice Prokázaný lidský karcinogen (X/2013) ( 15 % všech karcinomů plic) WHO doporučuje standard pro PM2.5 < 10 µg/m 3
PM 2.5 EU 25 µg/m 3 USA 12 µg/m 3 WHO 10 µg/m 3
PM 2014 2,5 PM2.5 2014
B[a]P 2014
AIR POLLUTION 2010 2014 (CHMI) Locality PM10 µg/m 3 PM2.5 µg/m 3 B[a]P ng/m 3 Ostrava-Poruba 39.9 ± 41.4 /33.4 ± 27.3 32.2 ± 37.0/25.8 ± 20.0 3.8 ± 6.2/ 2.9 ± 1.0 Ostrava -Bartovice 61.7 ± 45.6 /39.4 ± 31.8 46.7 ± 38.2/36.2 ± 28.4 7.2 ± 8.1/ 9.3 ± 5.6 Karvina 54.3 ± 50.0/41.8 ± 34.4 X/33.1 ± 24.9 6.3 ±8.8/(8.2 ± 3.2) Havirov 52.9 ± 58.2/41.6 ± 33.6 X X Prague-Smichov 37.9 ±20.1/31.2 ± 28.1 21.1 ± 14.2/15.4 ± 13.8 X Prague -Libus 27.4 ± 16.9/29.7 ± 26.7 20.3 ± 13.1/17.1 ±13.3 0.9 ± 1.2/ 1.1 ± 0.4 Ceské Budejovice 25.2 ± 16.9/21.1 ± 18.9 X/16.9 ±14.3 1.5 ± 1.8/ 1.2 ± 0.5
VÝZNAM BIOMASY T. Sigsgaard et al.: Health impacts of anthropogenic biomass burning in the developed world, Eur Respir J 2015; in press PM2.5 EU 15, 2000 domestic wood stoves 25% EU 15, 2020-38% koncentrace B[a]P 3 5 x vyšší 40 000 předčasných úmrtí v Evropě/rok zvýšení respirační a kardiovaskulární nemocnosti
VLIV PAU NA CNS W. A. Jedrychowski et al.: Prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and cognitive dysfunction in children, Environ Sci Pollut Res 22 (2015) 3631-3639 170 children from Krakow, Poland In cord blood PAH-DNA adducts At age 7 ys. Wechsler Inteligence Scale for Children (rev. 7) Depressed verbal IQ index decreased with increase in the cord blood DNA adducts, RR=1.6, 95% CI 1.1-2.5 Protective effect: breastfeeding longer 6 months
VLIV PAU NA CNS F. Perera et al.: Prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons/aromatics, BDNF and child development Environ Res 142 (2015) 602/608 505 children from NY In cord blood DNA adducts, BDNF (brain derived neutrophic factor) At age 2 ys. Bayley Scales of infant Development Mental Development Index (MDI) PAH-DNA adducts were inversely associated with BDNF concentration (p=0.02) and with MDI scores at 2 ys. (p=0.04)
VLIV PM2.5 NA CNS N.D. Saenen et al. :In Utero Fine Particle Air Pollution and Placental Expression of Genes in the Brain-Derived Neurotrophic Factor Signaling Pathway: An ENVIRONAGE Birth Cohort Study EHP 123:834-840 (2015) 90 mother-infant pairs A 5 mg/m3 increase in PM2.5 exposure during the first trimester was associated with 15.9% decrease in expression of placental BNDF (brain-derived neurotropic factor) and 24.3% decrease of SYN1 (synapsin 1)at birth. PM2.5 15-19 mg/m 3 deregulation of genes BDNF and SYN1 in placenta
VÝZNAM GENOTYPU H. Choi et al.: CTLA4, XPC, and CYP2E1 variants significantly modify PAH asthma in Czech children, J Allergy Clin Immunol 2015, in press Asthmatic (N=191) vs. healthy control children (N=194) from Ostrava-Radvanice and Prachatice district Children with susceptible genotype in SNPs near CTLA4, XPS, and CUP2E1, were at 2-4 times greater risk of having doctor diagnosed asthma when ambient B[a]P concentration was > 8.6 ng/m3 compared to those who do not have susceptibility genotype
Genotype Prevalence According to Airborne B[a]P Levels and Diagnostic Status of the Children. 12
Summary Gene name rs number Alleles Known Roles Cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 (CTLA4) Cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 (CTLA4) Xeroderma pigmentosum group C (XPC-32) rs11571316 [A/G] immunoglobulin superfamily ; inhibit rs11571319 [T/C] signal to T cell rs2607775 [G/C] lung cancer Signal transducer and activator of transcription 4 (STAT4) rs1031509 [A/C] general autoimmune disease susceptibility locus Cytochrome P450 2E1 (CYP2E1) rs2070673 [A/T] activate procarcinogens, such as polycyclic aromatic hydrocarbons 13
VÝSLEDKY PROGRAMU TEPLICE 1991-1999 Moderní monitorování ovzduší (zejména PM2.5, B[a]P] Nejvýznamnějším zdrojem znečištění ovzduší PM10 jsou z cca 70% lokální topeniště Zvýšené koncentrace PAU nepříznivě ovlivňují: výsledky těhotenství (IUGR, LBW) fragmentaci DNA ve zralých spermiích dýchací funkce výskyt bronchitid Ovlivnění standardizované úmrtnosti
INCIDENCE DĚTÍ S PORODNÍ HMOTNOSTÍ < 2.500 g Rok Teplice Ústí n. L. Jablonec N % N % N % 1982 1546 8.3 1591 8.1 1102 5.5 1983 1511 8.3 1551 8.4 1061 6.5 1984 1374 9.2 1460 7.7 1063 4.3 1985 1351 7.9 1510 7.5 - - 1986 1408 6.5 1532 8.7 - -
DŮSLEDKY IUGR Dětská úmrtnost Dětská nemocnost Zpoždění vývoje Cukrovka Hypertenze Ischemická choroba srdeční
délka života 78 Střední délka života při narození - muži 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 rok 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 ČR Ústecký kraj Teplice Jižní Morava Ostrava Praha
délka života 83 Střední délka života při narození - ženy 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 rok 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 ČR Ústecký kraj Teplice Jižní Morava Ostrava Praha
DŮSLEDKY ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ PRO POPULACI PÁNEVNÍCH OKRESŮ 1) 2) 3) 4) Trvale snížená střední délka života mužů i žen Trvale zvýšená úmrtnost na srdečně-cévní onemocnění U dětí narozených v sedmdesátých a osmdesátých letech je nutné očekávat v dospělosti zvýšený výskyt: hypertenze, ischemické choroby srdeční a diabetu 2. stupně, ovlivnění fertility Poškození genetického materiálu (DNA) bude nepříznivě ovlivňovat i příští generace
PROGRAM TEPLICE 2 2016-2019 Cíl: analyzovat, jaká je současná zátěž populace a zda se populace pánevních okresů Ústeckého kraje liší nebo neliší od kontrolní populace Jižních Čech Výzkumný program: 11 projektů
PROGRAM TEPLICE 2 2016-2019 1) Monitorování ovzduší, zejména PM2.5 a PAU (B[a]P) v lokalitách, kde budou studie prováděny 2) Nemocnost dětí narozených v letech 2005-2009 do 5 let věku (stejné pediatrické obvody v okrese Teplice a Prachatice) 3) Ovlivnění novorozenců prostředím analýza deregulace genů, methylace DNA, oxidace DNA, peroxidace lipidů vztah k vývoji a nemocnosti dětí do věku 2 let 4) Vyšetření respiračních funkcí dětí ve věku 10-11 let (300-400 dětí/okres) 5) Studium přenosu genetického poškození mezi generacemi 6) Stanovení kvality spermií u mužů ve sledovaných lokalitách 7) Vývoj úmrtnosti, nemocnosti a střední délky života
PROGRAM TEPLICE 2 2016-2019 8) Cílená prevence environmentálně zatížených skupin 9) Sociologická studie 10) Environmentální vzdělávání v zatížených oblastech 11) Uplatnění výsledků pro praktická opatření Výsledky budou využity pro podklady k programu zlepšení kvality ovzduší v zonách a aglomeracích ČR
ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ V ČR 1) 2) 3) 4) (HODNOCENÍ RIZIKA) Nejvýznamnější riziko představuje frakce < 1 mm PM (PM1), na kterou je vázána podstatná část k-pau Koncentrace B[a]P > 1 ng/m 3 /rok (standard EU) jsou dlouhodobě překračovány u 55% populace ČR Proto lze zátěž populace B[a]P považovat za nejvýznamnější riziko znečištěným ovzduším v ČR Pro většinu oblastí ČR představují největší zátěž B[a]P lokální topeniště, v Praze doprava, pro MSK průmyslové zdroje
ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ V ČR 5) 6) 7) (HODNOCENÍ RIZIKA) Novým poznatkem jsou výsledky, které prokazují vliv B[a]P na deregulaci genů u novorozenců (specificky genů ovlivňujících imunitu) Prokázaným důsledkem současného znečištění ovzduší je zvýšená nemocnost dětí předškolního věku, asthma bronchiale u dětí,kardiovaskulární nemocnosti a úmrtnosti, ovlivnění fertility Zvýšené koncentrace B[a]P budou nepříznivě ovlivňovat současné a příští generace