v
Ctyři složky hodnocení rizika:
1. URČENÍ NEBEZPEČNOSTI LÁTKY
2. HODNOCENÍ VZTAHU DÁVKA-ODPOVĚĎ
3. HODNOCENÍ EXPOZICE
4. HODNOCENÍ RIZIKA
Pět základních proměnných používaných v odhadu přHmu:
expozice- koncentrace
rozsah styku
frekvence a trvání expozice
tělesná hmotnost
průměrná doba expozice
, r ,
BIOLOGICKE Tv.IONITOROVAr II
Informuje o expozici a toxikokinetických parametrech této expo-
.zrce
piijmu
distribuci
biotransformaci
akumulaci
exkreci
chemické látky
Schopnost chemických látek poškozovat genetický materiál přímo
vyvoláním mutací v DNA, nebo nepřímo ovlivněním procesu reparace
mutované DNA, je nazývána genotoxicitou.
i·
I[
I
I.1
MUTACE
I
!
II
IMutace je dědičná změna genotypu, jejíž
Inukleotidová substituce, delece nebo inzerce
I
I Sb. .I u stituce: transice
!
I,
t .
1 Dělení:
1 IPodle
typu buněk, ve kterých mutace vznikly:
I
\ • gametické
molekulární podstatou je
transverze
• somatické
!
!
!
IPodle úrovně indukované změny:,
• genové(bodové
• chromozomové (aberace)
i
I
Iaberace - morfologické ( strukturální)
početné
Příčiny mutací:
- f
!
• mutace indukované jsou vyvolané známou škodlivinou
• mutace spontánní - příčinu neznáme, o mechanizmu jejich vzniku
víme velmi málo
1 gen = 1 000 nukleotidů
1 chromozóm = 2 000 genů
100000 strukturálních genů v každé buňce (50 000 od matky, 5(! ·130od
otce
Mutace indukované:
I1
II
I·
!
1I
I
I
t
Fyzikální
Chemické
Biologické
Účinek: mutagenní, karcinogenní a teratogenní
Mutace jsou následkem:
• změny chemické struktury bazí, např. alkylací
• inkorporace nestabilních analogů bazí
• interkalace (vmezeření)
'i
,I
i
Schéma enotoxického účinku
Genotoxický faktor
.;
!Příjem a distribuce látky v organismu
tMetabolismus
1Poškození DNA (mutace)
1Fixní mutace
Somatická mutace ametická mutace
Ovlivnění genového produktu
N'd ' ~ ~St °IOta orova onemocnem err I a
KardiovJkulární onemocnění EmLyoletalita
PředčasnJ stárnutí Ma/formace
Pv t(lv ,re casne
porod"
GeLt~podm.
choroby
1---------------'----- ~-
MECHANISMUS KARCINOGENEZE
iniciátor (mutagen)
1
I
promotor (ev.inic.)
I
promotor
NORMÁLNÍ
BUŇKA
MUTOVANÁ
---
BUŇKA
LATENTNÍ
NEOPL.BUŇ~t\
NEOPL.
---
BUŇKA
~-----------------------------, I
. :I
I
I
I
I
I
I
REPARACE KLON
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I I
L ~
1
PROGRESE
1
TUMOR
PROMOTORY: CCI4
katecholaminy
nitrofurany
aromatické aminy
paracetamol atd.
" , , i
NEPRIME KARCINOGENY - uplatnění prostřednictvím ovlivnění buněčných
membrán tvorbou volných radikálů (volný kyslík, peroxidy, aldehydy)"
PŘÍMÉ KARCINOGENY- kovalentně se váží s DNA
1. SCHÉMA EXCIZNÍ REPARACE
A
s' )......r.__ -r--'I~--.--__.tf
i -"-.a.-..Io .••...••--'-- ..•.••....•---a..~ ......•....---a.. -..... ......-_5')
ENDO.
B
c
EXO.
I I I I I I
POLI.
D
LIGASA
E
2. FOTOREAKTIVACE
3. POREPLlKAČNÍ REPARACE
,. !' ,
TYPICKE M-UTAGENNI LATK-Y
Alkvlační činidla: (yperit, epichlorhydrin)
Po)ycvklické aronlatické uhlovodíkv:(benzo-a-pyren)
Aromatické andnv:(benzidin, naftylamin)
Aromatické nitrolátky:(nitropyren, nitro/urany)
Látky interkaluiící: t.j. jejichž molekuly se zasouvají mezi
sousedící páry bazí DNA.('akridinová barviva)
Deriváty hydrazinu:
'"
Cetná syntetická barviva:( uzoburviva, triazenová barviva)
Nitrosaminy:
Chlorované uhlovodíky: (vinylchlorid)
Laktony:(zde patří i mykotoxiny)
Klasifikace karcinogenů dle IARC (Mezinárodní
agentura pro výzkum rakoviny), Lyon, 1998
Do období 1998 bylo klasifikováno celkem 833 chemických látek či jejich
směsí, fyzikálních a biologických faktorů, profesionálních expozic či návyků.
Pro klasifikaci se používá číselná stupnice 1 -4 s následujícím významem.
SKUPINA 1 : látky či faktory jsou karcínogennípro člověka. Podkladem
pro toto zařazení jsou především průkazné epidemiologické studie
SKUPINA 2: je podle průkaznosti výsledků epidemiologických,
experimentálních, či in vitro studií rozdělena do podskupin
2A: látky či faktory jsou pravděpodobně karclnogenní pro člověka
(epidemiologické důkazy nejsou jednoznačně průkazné, avšak
karcinogenita je dostatečně prokázána na experimentálních
zvířatech).
2B: látky či faktory mohou být karcinogenní pro člověka ( nejednoznačně
průkazné výsledky epidemiologických studií, popř. absence
důkazů epidemiologických, avšak dostatečná průkaznost v ex...
perimentech na zvířatech).
SKUPINA 3 : látky či faktory zatím nelze klasifikovat z hlediska karcinogenních
účinků
SKUPINA 4: látky či faktory jsou pro člověka pravděpodobně nekarci ..
nogenní
Příloha č, 1
Kategorizace vybraných mykotoxinů z hlediska karcinogenního působení
(Podle Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny (IARe), Světové zdravotní organizace (WHO)
MYKOTOXIN
KATE GORIZACE
Aflatoxiny {BI,D2,fil,G2} 1
Aflatoxin Ml 2D
Oehratoxin A 2D
Fumowsiny ml,B2} 2D
Fnsarin C 2D
Zearalenon 3. Deox.l'uivalenoI
3Nivalenol
3
FnsarenonX 3
T •.2 toxin 3
Pozn.
Prokázaný karcinogen pro člověka - 1
Možný kRl"eJnogenpro člověka ... ZB
Zlitím sen:( klaslRkovlÍ!llako
k/U'eÍBogell pro čloJ'ěka - 3
64
PŘÍKLADY NUTRIČNÍCH FAKTORŮ PODÍLEJÍCÍCH SE
NA PROCESU KARCINOGENEZE
INICIAČNÍ PROMOČNÍ INHIBIČNÍ
FAKTORY FAKTORY FAKTORY
mykotoxiny vysoký energ.příjem vitaminy C,E,A
v· ,
vysoký příjem tuků karotenoidyprrrozene
mutageny vysoký příjem soli vláknina
pyrol.prot. alkohol rostlinně fenolyI
PAU indoly
nitrosaminy selen
;
-
/desmutageny
Antimutageny '
\bo oioantimutageny
Desmutageny - atimutageny, které inaktivují mutageny před inkorporací
mutagenů do buněk a zahrnují antimutageny, které působí přímo na
mutageny, nebo aktivované mutageny. Desmutagenní mechanismus např.
tlavonoidů je ve vychytávání volných radikálů před jejich poškozením
DNA. Jiné desmutageny inhibují působení P - 450 enzymů v metabolické
aktivaci mutagenů.
Bioantimutageny - jsou normálně se vyskytující substance, které redukují
mutanty vzniklé působením na DNA reparační nebo replikativní
procesy. Tyto složky působí po tom, kdy jsou vytvořeny DNA addukty, ale
předtím kdy poškození DNAje fixováno do mutace.
MUTAGENITA
POVINNÉ TESTY
a) Testy na detekci genových mutací
TESTY NA SALMONELLA TYPHlMURlUM
TESTY NA ESCHERlCHlA COLl
TESTY NA SACCHAROMYCES CEREVlSlAE
TESTY NA DROSOPHlLA MELANOGASTER
(recesivni, letálni, na pohlaví vázané mutace)
b) Testy na detekci chromozomových aberací
CYTOGENETlCKA ANALÝZA KOSTNÍ DŘENĚo
HLODA VCU in vivo
CYTOGENETlCKA ANALÝZA PERIFERNÍ
KRVE ČLOVĚKA in vitro
MIKRONUKLEOVÝ TEST in vivo
c) Testy na detekci poškození a oprav DNK
REPARAČNÍ TEST NA S. TYPHlMURlUM
REPARAČNÍ TEST NA E. COLl
OVĚŘOVACÍ TESTY
..REPARAČNÍ SYNTÉZA DNA V LIDSKÝCHv ,
BUNKACH in vitro
- TEST NA GENOVÉ MUTACE V SAVČÍCH
BUŇKÁCH in vitro
- SPOT-TEST U MYŠÍ
- TEST PŘENOSNÝCH TRANSLOKACÍ U MYŠÍ
DOPLŇKOVÉ TESTY-z; " A. ',>," ,L. ,.& i." q",: ,''',.' .-. '" , _, ; . l' . -.'0 ~"'._",. . ,.
- DOMINANTNI LETALNITEST
- TEST NA ABNORMALITY SPERMIÍ
- VÝMĚNA SESTERSKÝCH ,CHROMATID
- MITOTICKÁ REKOMBINACE A GENOVÁ
KONVERZI TA U KVASINEK
- INHIBICE SYNTÉZY DNA V LIDSKÝCH BUŇKÁCH
, .i
- , r
BIOLOGIC.KÉ MO:r~ITOROVAr~I
Chemická analýza
Z ' tř d'/ .evm pros re I "". .
"'nloassay
Bakteriální testy
lViONITOROV ÁNÍ
/ Chemická analýza
xponovana
skupina
Bioassay
• cytogenetická analyza
• SCE
• abnormality spermii
• mutagenita tělních
tekutin
• DNA addukty
• proteinové addukty
~ r-.STAV PROSTŘEDÍ EXPOZICE ZDRAVOTNÍ STAV
POPULACE POPULACE
?•
BIOMARKER:
. vztah mezi biologickými změnami v organismu a
působením faktoru
. biologický indikátor expozice mutagenům
1. EXPOZICE
exogenní faktor + expozice organismu
2. ÚČINKU
-měřitelné změny (biochemické, fyziologické)
-velikost zátěže
-změna biologické odpovědi ve vztahu ke
zdravotnímu poškození a onemocnění
3. CITLIVOSTI
indikátor získané schopnosti k expozici
Použití biomarkerů:
• projevy na úrovni chemické karcinogenity
• lidská reprodukce
• k odhadu zdravotních rizik
• posuzování efektivnosti farmakoterapie
• v monitorování
APlikace biomarkerů:
• vztah k výživě
• vztah k vlivu faktorů životního prostředí
• profesionální expozice
ad 1) BIOMARKERY EXPOZICE
umožňují indikovat, že organismus je vystaven
účinku chemické noxy a vyvolává biologickou
odpověd', která prokazuje biologický účinek
EXTERNÍ DÁVKA:
.odhad rizika
.působi na exponovaný organismus
INTERNÍ DAVKA:
.překoná cestu vstupu do organismu
.významné je adsorbované množství, které se dostalo na
úroveň buněčných povrchů, kdy se potom část distribuje
do buňky
.změny v buňce -. biologický efekt -. dávka, která
se navázala v kritických centrech
mutagenita ovzduší
mutagenita moči
DNA addukty
proteinové addukty
· , v
ad 2) BIOMARKERY UCINKU
kritické hladiny pro biologickou odpověď
hematologické biomarkery
imunitní biomarkery
cytogenetická analýza (aberace,SCE,mikrojádra)
abnormality spermií
ad 3) BIOMARKERY CITLIVOSTI
charakterizují genový polymorfismus
CYTOCHROM P-450 IAI. .' }. biotransf. tabák
GLVTATION -S-TRANSFERAZA.. per.PAV
*genetický polymorfismus je ve spojitosti s rozdílnou
vnímavostí pro nádorová onemocnění
DETOXlKACE
N-ACETYLTRANSFERÁZA -----.~ AROMATICKÝCH
~ o
AMINU
-----.~ VYŠŠÍ RIZIKO
RAKOVINY MOČ.
v , v
MECHYRE
Nedědičné ovlivnění vnímavosti:
Životní styl
Stárnutí
Efekt alkoholu - genotoxicita - polymorfismus alkohol
dehydrogenázy
Expozice toxickým, infekčním agens
-------~-~-~~---~
BIOMARKERY EXPOZICE BIOMARKERY ÚČINKU
l iExpozice -+Vstřebaná -~~ Cílová ~iologický~Zdravotní
dávka dávka účinek účinek
1 1BIOMARKERY VNÍMAVOSTI