NOVÉ POZNATKY O VLIVU OVZDUŠÍ NA ZDRAVOTNÍ STAV POPULACE

NOVÉ POZNATKY O VLIVU OVZDUŠÍ NA ZDRAVOTNÍ STAV POPULACE R. J. Šrám Laboratoř genetické ekotoxikologie Ústav experimentální medicíny AV ČR a Zdravotní ústav Středočeského kraje, Praha R. J. Sram 2007 Seminář MŽP ČR, Brno, 14.11.2007

Air particles deposition in the airways > 10 µm < 10 µm (PM10) < 2.5 µm (PM2.5)

CONTRIBUTION OF THE MAJOR PAH-DNA ADDUCTS TO THE TOTAL DNA ADDUCTS LEVEL FROM URBAN SAMPLES (Binková et al. 1999) PAH-DNA adducts derived from 9-OH-B[a]P anti - BPDE B[b]F B[k]F B[j]F CHRY B[a]A I[c,d]P Total radioactivity from all DNA adducts detected approx. 50 % R. J. Sram 2007

Roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu v ovzduší v roce 2005 (podle ČHMÚ)

MONITOROVÁNÍ 1. Jak jsou výsledky využívány pro populaci v ČR 2. Jaké expozice kterým skupinám látek představují největší riziko pro populaci v ČR 3. Podklad pro studie v rizikových oblastech návrh opatření R. J. Sram 2007

Roční průměry BaP Teplice a Prachatice 1993-2006 4,0 3,5 3,0 průměr [ng/m3] 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 rok Teplice Prachatice

Roční průměry PM2,5 Teplice a Prachatice 1993-2006 70 60 50 průměr [µg/m3] 40 30 20 10 0 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 rok Teplice Prachatice

VLIV OVZDUŠÍ NA VÝSLEDKY TĚHOTENSTVÍ R. J. Sram 2007

FACTORS AFFECTING DNA ADDUCTS IN PLACENTA Air pollution - carc. PAHs Diet - vitamin C Life style - smoking Genotypes - GSTM1, NAT2, EPHX, CYP1A1 Pregnancy outcome - IUGR Education Passive smoking R. J. Sram 2006

DŮSLEDKY IUGR Dětská úmrtnost Dětská nemocnost Zpoždění vývoje Cukrovka Hypertenze Ischemická choroba srdeční R. J. Sram 2007

IUGR by PM10 during 1994-1998 in TEPLICE 3,0 Low = 1 Med; NS High; NS 3,0 2,5 Med; P<0.04 High; P<0.0005 2,5 2,0 2.10 AOR 2,0 AOR with 95% CL 1,5 1.41 1,5 AOR with 95%CL 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th 9th Months of gestation 0,0

CARCINOGENIC PAHs & IUGR IN TEPLICE 4.0 4.0 3.5 Low CI Medium ; NS 3.5 CI High ; NS 3.0 CI Medium ; P<0.05 3.0 AORs with 95% CI 2.5 2.0 1.5 1.0 2.16 1.67 CI High ; P<0.005 AORs 2.5 2.0 1.5 1.0 AORs with 95% CI 0.5 0.5 0.0 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th 9th Months of gestation 0.0 R. J. Sram 2007

OVLIVNĚNÍ VÝVOJE DĚTÍ VLIV FAKTORŮ ŽP A ŽIVOTNÍHO STYLU: porodní hmotnost genotyp nemocnost dýchací funkce neuropsychické funkce R. J. Sram 2007

R. J. Sram 2007 VLIV OVZDUŠÍ NA KVALITU SPERMIÍ

VLIV k-pau NA KVALITU SPERMIÍ (nekuřáci, N=28, 2007) únor květen k-pau 8.42 ± 4.46 4.05 ± 1.39 <0.001 B[a]P 1.00 ± 0.68 0.17 ± 0.07 <0.001 d DFI 13.51 ± 6.37 10.94 ± 5.39 vysoký ddfi 7.86 ± 4.02 5.93 ± 3.61 <0.05 nezralé spermie 12.27 ± 3.89 9.31 ± 3.35 <0.05

Počet vzorků semene pro jednotlivé kategorie integrity chromatinu spermií Detekovatelný DNA fragmentační index (ddfi) Únor Květen Vysoký fertilizační potenciál (ddfi do 15%) 30 42 Střední fertilizační potenciál (ddfi do 15-30%) 16 4 Nízký fertilizační potenciál (ddfi nad 30%) 2 2 Zvýšené procento nezralých spermií (HDS nad 15%) 10 4

R. J. Sram 2007 VLIV OVZDUŠÍ NA RESPIRAČNÍ ONEMOCNĚNÍ U DĚTÍ

Bronchitidy RR, 95% CI s, akutní expozice PAU, multivariátní analýza 2.00 1.80 0-24 months 2-4.5 years 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 Single day no lag 1 day lag 2 day lag 3 day lag 4 day lag 5 day lag 6 day lag 3 day prior average 7 day prior average Single day no lag 1 day lag 2 day lag 3 day lag 4 day lag 5 day lag 6 day lag 3 day prior average 7 day prior average R. J. Sram 2007

Bronchitidy RR, 95% CI s, akutní expozice PM2.5, multivariátní analýza 2.00 1.80 0-24 months 2-4.5 years 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 Single day no lag 1 day lag 2 day lag 3 day lag 4 day lag 5 day lag 6 day lag 3 day prior average 7 day prior average Single day no lag 1 day lag 2 day lag 3 day lag 4 day lag 5 day lag 6 day lag 3 day prior average 7 day prior average R. J. Sram 2007

Topení Výskyt bronchitid ve věku 0 2 roky Uhlí RR=1.35 (1.01-1.79) Plyn RR=0.91 (0.70-1.19) Expozice PAU 30 dní > 100 ng/m3 RR=2.52 (2.22-2.87) 40-100 ng/m3 RR=1.87 (1.65-2.13) Expozice PM2.5 30 dní > 50 ug/m3 RR=2.26 (1.81-2.82) 25-50 ug/m3 RR=1.48 (1.32-1.65) R. J. Sram 2007

Krátkodobá expozice PAU u dětí Krátkodobá expozice PAU zvyšuje výskyt brochitid v předškolním věku Nejsilnější asociace je s expozicí 7 dní Zvýšení koncentrace PAU o 2 SD zvýší výskyt bronchitid u dětí 2-4.5 let o 50% R. J. Sram 2007

Význam první léta života dítěte jsou kritickou periodou dýchacího ústrojí a imunity R. J. Sram 2007

R. J. Sram 2007 BIOMARKERY

LYMPHOCYTIC MICRONUCLEI FREQUENCIES COMPARISON OF MOTHERS AND THEIR CHILDREN The results of the CBMN assay in children, as well as in mothers, significantly reflect the difference in exposure between the two areas of residence R. J. Sram 2006 (binomial mixed regression model)

Hierarchical clustering of genes differentially expressed between exposed (black branches) and non-exposed (blue branches) children at p < 0,001 R. J. Sram 2007

Overview of the numbers of genes significantly differentially expressed after GEPAS permutation t-test p-value 2-tailed significance # genes differentially expressed in Teplice versus Prachatice children total upregulated genes downregulated genes <0.0001 27 26 1 <0.001 95 81 14 <0.01 487 315 172 <0.05 1727 1001 726 R. J. Sram 2007

ZNEČIŠTĚNÉ OVZDUŠÍ EXPRESE GENŮ DNA MICROARRAYS VÝSLEDEK SOUČASNÉ EXPOZICE A INTERAKCE SMĚSI LÁTEK CA PRSU, CA TLUSTÉHO STŘEVA ~ 11 mutovaných genů při růstu ~ 90 mutovaných genů R. J. Sram 2007

VÝZNAM ANALÝZY EXPRESE GENŮ PROKÁZÁNA ZVÝŠENÁ EXPRESE GENŮ U JEDINCŮ SE ZVÝŠENOU FREKVENCÍ MN ROZDÍLY EXPRESE GENŮ PŔI ROZDÍLNÉ EXPOZICI ZNEČIŠŤUJÍCÍM LÁTKÁM V OVZDUŚÍ (k-pau, VOC, kovy) NOVÝ BIOMARKER EXPOZICE KARCINOGENŮM R. J. Sram 2006

BIOMARKERY vs. ANALYTICKÉ FYS.-CHEM. METODY MENŚÍ VARIABILITA INTEGRÁLNÍ CHARAKTERISTIKA EXPOZICE (DNA adukty 4 týdny) (CHA 3 měsíce) BIOLOGICKÝ PRŮKAZ POŠKOZENÍ DNA R. J. Sram 2007

VÝVOJ ÚMRTNOSTI V ČR A VZTAH KE ZNEČIŠTĚNÍ PROSTŘEDÍ

R. J. Sram 2007

R. J. Sram 2007

DŮSLEDKY POSITIVNÍCH ZMĚN V období 1995-2004 umíralo ročně méně o 195 mužů a 92 žen Za období 1995 2004 zemřelo méně o 1950 mužů a 920 žen R. J. Sram 2007

PODĚKOVÁNÍ Podpořeno granty MŽP ČR VaV-SL/5/160/05 AV ČR IQS500390506 R. J. Sram 2007

ZNEČIŠTĚNÉ OVZDUŠÍ OSTRAVA R. J. Sram 2007

Denní koncentrace benzo[a]pyrenu v Bartovicích v roce 2005 60 50 2.8 ng/m 3 40 30 Vliv 20 na výsledky těhotenství 10 R. J. Sram 2007 0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 3 cílový roční limit s cílem dos ažení 31.12. 2012: 0.001 µg/m = 1 ng/m 3 Vliv na fragmentaci DNA ve spermiích 7,5