Войти
В аналитическая химия, биомониторинг - это измерение нагрузки на организм токсичных химических соединений, элементов или их метаболиты в биологических веществах. Часто эти измерения производятся в крови и моче.
Две наиболее распространенные программы биомониторинга в репрезентативных выборках населения в целом - это программы в Соединенных Штатах и Германии, хотя популяционные программы существуют в нескольких других странах.. В 2001 году Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) начали публиковать двухгодичный национальный отчет о воздействии химических веществ в окружающей среде на человека, в котором представлена статистически репрезентативная выборка населения США.
Биомониторинг включает использование организмов для оценки загрязнения окружающей среды, например окружающего воздуха или воды. Это можно сделать качественно, наблюдая и отмечая изменения в организмах, или количественно, измеряя накопление химических веществ в тканях организма. Наблюдая или измеряя воздействие окружающей среды на обитающие в ней организмы, можно предположить или сделать вывод.
Исторически нормы общественного здравоохранения основывались на теоретическом риске расчеты на основе известных уровней химических веществ в воздухе, воде, почве, продуктах питания, других потребительских товарах и других источниках потенциального воздействия. Биомониторинг человека дает возможность анализировать фактические внутренние уровни веществ в организме по всем возможным путям воздействия за один раз, что может способствовать улучшению оценки рисков.
Научные достижения позволили обнаружить большее количество химические вещества в меньших концентрациях в организме, причем некоторые химические вещества обнаруживаются на уровне до частей на триллион. Единичное измерение биомониторинга - это только один моментальный снимок во времени и может неточно отражать уровень воздействия за более длительные периоды.
В 2006 г. США Национальный исследовательский совет опубликовал отчет «Биомониторинг человека в отношении химических веществ в окружающей среде». В отчете признается ценность биомониторинга для лучшего понимания воздействия химических веществ в окружающей среде и содержится ряд выводов и рекомендаций по повышению полезности данных биомониторинга для оценки риска для здоровья. Таким образом, в отчете содержится призыв к более строгим критериям отбора химических веществ для включения в биомониторинговые исследования; разработка инструментов и методов для улучшения интерпретации и передачи данных биомониторинга с учетом рисков; интеграция биомониторинга в оценку воздействия и эпидемиологические исследования; и изучение биоэтических вопросов, связанных с биомониторингом, включая информированное согласие, конфиденциальность результатов и др.
Проблема воздействия химических веществ в окружающей среде привлекла внимание в результате телевизионных репортажей Билла Мойерса для PBS и Андерсон Купер для серии CNN "Planet in Peril ". Книга Наше украденное будущее с предисловием бывшего вице-президента Эла Гора также повысила осведомленность, сосредоточив внимание на эндокринных нарушениях.
Отдел лабораторных исследований CDC в рамках Национального центра гигиены окружающей среды разработал Национальную программу биомониторинга и с тех пор опубликовал двухгодичный национальный отчет о воздействии химических веществ в окружающей среде на человека. 2001. Поскольку выбор химических веществ вызывает споры, CDC определил важные критерии: доказательства воздействия на население США, наличие и значимость последствий для здоровья после заданного уровня воздействия, желание отслеживать инициативы общественного здравоохранения по снижение воздействия данного агента, существующий метод точного измерения биологически значимых концентраций химического вещества, достаточное количество образцов тканей, в частности, образцов крови и / или мочи, и экономическая эффективность.
CDC установил три критерия для удаления химикатов из будущих исследований: новое химическое вещество-заменитель (например, метаболит или другое химическое вещество) является более репрезентативным для воздействия, чем химическое вещество, измеряемое в настоящее время, или если после трех периодов обследования уровни обнаружения для всех химических веществ в группе, связанной с методом, меньше 5 процентов для всех подгрупп населения (т. е. двух полов, трех групп расы / этнической принадлежности и возрастных групп, используемых в национальном отчете), или если после трех периодов обследования уровни химических веществ в группе, связанной с методом, не изменились или снизились в целом демографические подгруппы, задокументированные в Национальном отчете.
Немецкое экологическое исследование (GerES) проводится с тех пор. В 1985 г. и в 1992 г. была создана Комиссия по биомониторингу человека Федерального агентства по окружающей среде Германии.
Статистическое управление Канады проводит канадское обследование показателей здоровья, которое включает биомониторинг химических веществ в окружающей среде. Министерство здравоохранения Канады осуществляет программу под названием «Исследования матери и ребенка по химическим веществам в окружающей среде», которая ориентирована на 2 000 беременных женщин и их младенцев.
Химические вещества и их метаболиты могут быть обнаружены в различных биологические вещества, такие как кровь, моча, волосы, сперма, грудное молоко или слюна. Грудное молоко является предпочтительной матрицей (веществом) для измерения липофильности (жиролюбивости) стойкие, биоаккумулирующиеся и токсичные (PBT) соединения во время лактации ; этот путь воздействия является преобладающим для детей грудного вскармливания. Липофильное соединение также может быть обнаружено в крови, а гидрофильное (водолюбивое) соединение может быть обнаружено в моче. Аналитические методы, используемые CDC, включают изотопное разбавление масс-спектрометрию, масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой или атомно-абсорбционную спектрометрию в графитовой печи.
Некоторые из обнаруженные химические вещества включают:
Наличие в организме химического вещества окружающей среды не обязательно указать вред. Аналитическая химия обнаружения химических веществ продвинулась быстрее, чем способность интерпретировать потенциальные последствия для здоровья. Риски для здоровья обычно устанавливаются на основании исследований токсичности на лабораторных животных и эпидемиологических данных на людях. Свинец представляет собой хорошо изученное химическое вещество с опасным уровнем действия CDC, которое в настоящее время составляет 10 мкг / дл, или 100 частей на миллиард, в крови; однако нейроповеденческие нарушения были отмечены ниже этого уровня. Поскольку этот подход требует установления причинно-следственных связей в эпидемиологических исследованиях и глубокого понимания реакции человека на дозу, данные, подтверждающие такие уровни действия, существуют только для нескольких химических веществ в окружающей среде. Концепция эквивалентов биомониторинга (BE) была разработана в качестве альтернативного подхода для помощи в интерпретации и передаче результатов биомониторинга в контексте потенциальных рисков для здоровья.
Обследования воздействия химических веществ на человека обычно не учитывают число химических соединений, обнаруженных на человека, и концентрации каждого соединения. Это оставляет непроверенные релевантные ситуации воздействия; например, имеют ли люди с низкими концентрациями некоторых соединений высокие концентрации других соединений. Анализ концентраций данного соединения обычно показывает, что у большинства граждан концентрация намного ниже, чем у определенного меньшинства. Исследование, основанное на репрезентативной выборке населения Каталонии (Испания), которая объединила количество обнаруженных соединений на человека и концентрацию каждого соединения, показало, что более половины населения имели концентрации в верхнем квартиле 1 или более из 19 проанализированных стойких токсичных веществ (СТВ) (пестициды, ПХД). Значительные подгруппы населения накапливали смеси СТВ в высоких концентрациях. Например, 48% женщин в возрасте 60–74 лет имели концентрацию 6 или более СТВ в верхнем квартиле; половина всего населения имела уровни от 1 до 5 СТВ выше 500 нг / г, и менее 4% граждан имели все СТВ в самом нижнем квартиле. Таким образом, для большей части населения концентрации СТВ кажутся низкими только тогда, когда каждое отдельное соединение рассматривается отдельно. Неверно утверждать, что большая часть населения имеет низкие концентрации СТВ. При оценке воздействия смеси необходимо учитывать тот факт, что большинство людей загрязнены смесями СТВ, состоящими из соединений как в низких, так и в высоких концентрациях.
Ученые, выполняющие тесты биомониторинга, могут обнаруживать и измерять концентрации природных и искусственных химикатов в образцах крови и мочи человека на уровне от частей на миллиард до частей на квадриллион. A 2006 США Отчет Национального исследовательского совета показал, что, хотя ученые были способны обнаруживать химические вещества на этих уровнях, методы интерпретации и передачи того, что означает их присутствие в отношении потенциальных рисков для здоровья человека или населения, по-прежнему отсутствуют. В отчете рекомендовалось провести научные исследования для улучшения интерпретации и передачи результатов биомониторинга за счет использования существующих оценок риска конкретных химических веществ.
Для решения этой ситуации несколько групп признали, что рекомендуемые значения воздействия, такие как эталонная доза и допустимая суточная доза, при наличии достаточных данных, могут быть переведены в соответствующие оценки концентраций биомаркера для использования при интерпретации данных биомониторинга. В 2007 году ученые из Summit Toxicology опубликовали первоначальную методологию систематического перевода ориентировочных значений воздействия в соответствующие значения скрининга для данных биомониторинга, получившие название «Эквиваленты биомониторинга». Впоследствии группа экспертов из правительства, промышленности и научных кругов собралась для разработки подробных руководящих принципов по получению и передаче этих эквивалентов биомониторинга.
Эквиваленты биомониторинга могут использоваться для оценки данных биомониторинга в контексте оценки риска. Сравнение данных биомониторинга химического вещества с его эквивалентом биомониторинга позволяет оценить, находится ли воздействие химических веществ на население в пределах или выше уровней, которые регулирующие органы считают безопасными. Таким образом, эквиваленты биомониторинга могут помочь ученым и менеджерам по управлению рисками в определении приоритетов химических веществ для последующих действий или мероприятий по управлению рисками.
С 2007 года ученые получили и опубликовали эквиваленты биомониторинга для более чем 110 химических веществ, включая кадмий., бензол, хлороформ, мышьяк, толуол, метиленхлорид, триклозан, диоксины, летучие органические соединения и другие. Некоторые из них были разработаны в сотрудничестве с учеными из Агентства по охране окружающей среды США, CDC и Министерства здравоохранения Канады. Исследователи из Немецкой комиссии по биомониторингу человека также предложили концепцию получения значений скрининга, аналогичную эквивалентам биомониторинга.
В отчете Национального исследовательского совета за 2006 г. подчеркивается, что точное сообщение результатов важно для правильное использование обследований биомониторинга, но в то же время отмечалось, что «не существует общепринятого стандарта для качественной коммуникации в области биомониторинга». В 2007 году Школа общественного здравоохранения Бостонского университета организовала группу по этой теме.
Экспертная группа по эквивалентам биомониторинга опубликовала рекомендации по передаче информации широкой общественности и поставщикам медицинских услуг.
Чарльз Маккей из Центра борьбы с отравлениями Коннектикута дает интервью в видео под названием «Взгляд врача на биомониторинг», цель которого - помочь широкой публике лучше понять биомониторинг.
