Vplyv fajčenia na mieru vylučovania biomarkerov expozície benzénu


Influence of tobacco smoking on excretion rate of biomarkers of benzene exposure

Benzene exposure poses a serious risk to human health in the workplace. Benzene has significant hematotoxic effects, causes damage to the central nervous system and immune system, is classified as a Category 1 carcinogen, and a Category 2 mutagen. In this study, we focused on determination and comparison of two biomarkers of benzene exposure. Determination of trans,trans-muconic acid in urine by a HPLC method with UV detection is considered as suitable and acceptable biomonitoring of workplaces, and spectrophotometric determination of phenol in urine. Cigarette smoke contains relatively high concentrations of benzene and becomes a significant additional source of benzene exposure for smokers. The aim of this study was to monitor influence of the length of occupational worker exposure on excretion rate of exposure benzene biomarkers, and to verify a hypothesis whether the amount of selected biomarker excretion is affected by active smoking of exposed workers. The result of a group testing of 105 workers being exposed to benzene was the determination of average concentration values of both excreted biomarkers of benzene exposure with a comparable and short halftime of excretion from the organism. Urine trans,trans-muconic acid concentration was 0.80 (1.34) mg . g-1 creatinine and phenol concentration was 10.64 (12.67) mg . g-1 creatinine. Concentration of trans,trans-muconic acid for workers being exposed to benzene did not exceed a recommended concentration limit of treshold limit value of benzene according to applicable legislation, but it exceeded recommended biological exposure indexes according to the American Conference of Governmental Industrial Hygienists as for samples of biological material taken from exposed workers at the end of the shift. The average phenol content in urine was even at physiologic level. Based on laboratory analyses and statistic data of the group of the exposed workers, no relationship was found between the lenght of occupational exposure and increased selected biomarker excretion. No relationship was confirmed between increased selected biomarker excretion and smoker habits that would affect evaluation of occupational load by inhalation of benzene either.

Key words:
benzene, trans,trans-muconic acid, phenol, smoking


Autoři: Bajusová I.ihash2ihash4ihash6 1 2 3 1
Působiště autorů: Klinika pracovného lekárstva a klinickej toxikológie LF Univerzity P. J. Šafárika a Univerzitnej nemocnice L. Pasteura, Košice, prednosta doc. MUDr. Ľubomír Legáth, PhD. 1;  Ústav verejného zdravotníctva LF Univerzity P. J. Šafárika Košice, prednosta prof. MVDr. Lýdia Čisláková, CSc. 2;  Oddelenie pracovného lekárstva a klinickej toxikológie Nemocnice Košice-Šaca, 1. súkromnej nemocnice Košice, primár MUDr. Michal Ihnatko 3
Vyšlo v časopise: Pracov. Lék., 63, 2011, No. 3-4, s. 123-130.
Kategorie: Původní práce

Souhrn

Expozícia benzénu v pracovnom prostredí predstavuje závažné riziko pre ľudský organizmus. Benzén má významné hematotoxické účinky, poškodzuje centrálnu nervovú sústavu a imunitný systém, je karcinogénom kategórie 1 a mutagénom kategórie 2. V práci sme sa zamerali na stanovenie a porovnanie dvoch biomarkerov expozície benzénu. Stanovenie kyseliny trans,trans-mukonovej v moči metódou HPLC s UV detekciou, ktoré je považované za vhodný a akceptovateľný biomonitoring pracovného prostredia a spektrofotometrické stanovenie fenolu v moči. Cigaretový dym obsahuje relatívne vysoké koncentrácie benzénu a stáva sa dôležitým prídavným zdrojom benzénovej expozície pre fajčiarov. Cieľom práce bolo sledovať vplyv dĺžky profesionálnej expozície pracovníkov na mieru vylučovania biomarkerov expozície benzénu a overiť hypotézu, či aktívne fajčenie exponovaných pracovníkov vplýva na mieru vylučovania zvolených biomarkerov. Výsledkom skupinového testovania 105 benzénu exponovaných pracovníkov bolo určenie hodnôt priemerných koncentrácií oboch vylučovaných biomarkerov expozície benzénu s porovnateľným, krátkym polčasom vylučovania z organizmu. Obsah kyseliny trans,trans-mukonovej v moči bol 0,80 (1,34) mg . g-1 kreatinínu a obsah fenolu bol 10,64 (12,67) mg . g-1 kreatinínu. Obsah kyseliny trans,trans-mukonovej u pracovníkov exponovaných benzénu neprekračoval doporučený koncentračný limit pre úroveň technickej smernej hodnoty benzénu v zmysle platnej legislatívy, ale prekračoval doporučenú biologickú medznú hodnotu, podľa Americkej rady vládnych hygienikov pre priemysel, pre vzorky biologického materiálu odobraté exponovaným zamestnancom na konci pracovnej zmeny. Priemerný obsah fenolu v moči sa u týchto zamestnancov dokonca pohyboval na fyziologickej úrovni. Na základe laboratórnych analýz a štatistického šetrenia exponovanej skupiny pracovníkov nebol zistený vzťah medzi dĺžkou pracovnej expozície a zvýšeným vylučovaním zvolených biomarkerov. Nebol potvrdený ani vzťah medzi zvýšeným vylučovaním biomarkerov a fajčiarskými návykmi, ktoré mohli mať vplyv na hodnotenie profesionálnej záťaže inhalačným benzénom.

Kľúčové slová:
benzén, kyselina trans,trans-mukonová, fenol, fajčenie

Úvod

Počet karcinogénnych ochorení v populácií profesionálnej i neprofesionálnej etiológie narastá. Pri posudzovaní rizika karcinogenity väčšia časť klasifikácií vychádza zo záverov publikovaných Medzinárodnou agentúrou pre výskum rakoviny (IARC). Podľa IARC je benzén karcinogénom kategórie 1 (látka s dostatočne dokázanou karcinogenitou pre človeka) a mutagénom kategórie 2 (pravdepodobný mutagén) [6]. Benzén má významné hematotoxické účinky (anémia, leukocytopénia, trombocytopénia, aplastická anémia, lymfóm), poškodzuje centrálnu nervovú sústavu a imunitný systém. Toxický je akútne i chronicky [6, 9, 21, 23]. V priemysle sa používa na vybrané organické syntézy, ako rozpúšťadlo v uzavretých technologických procesoch. Zdrojom benzénu v pracovnom prostredí sú emisie, vznikajúce v priebehu technologických procesov pri ťažbe a spracovaní neželezných rúd, uhlia a dreva [8, 16]. Priemerná environmentálna záťaž benzénom je < 0,01 ppm, priemyselné prostredie môže navýšiť jeho koncentrácie do výšky 10 ppm [15].

V Slovenskej republike je expozícia benzénu limitovaná hygienickými predpismi. Nariadenie vlády SR č. 356/2006, o ochrane zdravia zamestnancov pred rizikami súvisiacimi s expozíciou karcinogénnym a mutagénnym faktorom pri práci, uvádza technické smerné hodnoty (TSH) plynov, pár a aerosólov s karcinogénnymi a mutagénnymi účinkami v pracovnom ovzduší. Pre benzén je hodnota TSH 3,3 mg . m-3, ktorej zodpovedajú expozičné ekvivalenty príslušných močom vylučovaných biomarkerov. Pre jeden z nich, kyselinu trans,trans-mukonovú (ttMA) je doporučená biologická medzná hodnota (BMH) 2,0 mg . l-1 ttMA, resp. 1,25 mg . g-1 kreatinínu ttMA v moči [18]. Podľa Americkej rady vládnych hygienikov pre priemysel (ACGIH) je doporučená BMH pre ttMA 0,5 mg . g-1 kreatinínu, pre vzorky biologického materiálu odobraté exponovaným zamestnancom na konci pracovnej zmeny [1, 2].

Kyselina ttMA je považovaná za citlivý, nie celkom špecifický biomarker nízkych koncentrácii benzénu, pod 1 ppm. Nachádza sa v moči ako metabolit kyseliny sorbovej (antimykotikum, potravinový a kozmetický konzervačný prípravok) aj u bežnej, neexponovanej populácie, ako možný interferent [13]. Kinetické štúdie určili polčas vylučovania kyseliny sorbovej na 8 hodín, neexistuje korelácia medzi príjmom kyseliny sorbovej a vylučovaním ttMA, ak je vzorka biologického materiálu zbieraná 10–12 hodín po jej požití [2, 14]. Kyselina ttMA vzniká ako metabolit oxidačnej biotransformácie benzénu, a keďže nie je fyziologickou zložkou moču, je jej stanovenie diagnosticky špecifickejšie v porovnaní s fenolom. Fyziologické hladiny ttMA v moči sú u nefajčiarov 0,04–0,14 mg . g-1 kreatinínu, u fajčiarov 0,06–0,23 mg . g-1 kreatinínu [17].

Fenolové metabolity signifikantne korelujú s benzénovou expozíciou okolo 5–10 ppm [5, 17]. Na rutinné monitorovanie takejto expozície benzénu sa v minulosti najčastejšie využívalo spektrofotometrické stanovenie fenolu v moči [19]. Fenol je nešpecifickým biomarkerom posúdenia pracovnej expozície, ako proteínový katabolit sa nachádza v moči aj u neexponovanej časti populácie. Fenol ako akceptovateľný biomarker v súčasnosti v odporúčaní NV SR č. 356/2006 nie je uvedený. Do práce bol za BMH fenolu zvolený biologický limit doporučovaný pre fenol v 4-hodinovom moči v Českej republike, platný do r. 2003, do hodnoty 30 mg . l-1 alebo do 19 mg . g-1 kreatinínu [17].

Oba spomenuté metabolity vylučované močom sú porovnateľné svojimi polčasmi vylučovania z organizmu (polčas vylučovania ttMA je 5,7 hod., fenolu 3,4 hod.), preto boli zvolené ako porovnateľné premenné pre sledovanie vplyvu fajčenia na mieru ich vylučovania z organizmu exponovaných pracovníkov [1, 2, 5, 17].

Cigaretový dym, ktorý obsahuje benzén je prídavným zdrojom benzénovej expozície [12, 20, 23]. Z cigaretového dymu bolo izolovaných cez 5 tisíc chemických látok s dráždivými, toxickými, psychoaktívnymi, mutagénnymi a karcinogénnymi účinkami, napr. benzén, butadién, aldehydy, polycyklické aromatické uhľovodíky a ťažké kovy v plynnom stave (dokázaných 67 z 73 pravdepodobných ľudských karcinogénov) [11]. Benzén vzniká počas pyrolýzy v tabaku. Cigaretový dym obsahuje relatívne vysoké koncentrácie benzénu (150–204 mg . m-3) a je nezanedbateľným zdrojom jeho expozície pre fajčiarov. Odhad príjmu benzénu z vyfajčenej cigarety sa pohybuje od 10 do 30 μg [22]. Podľa zdroja ACGIH pre priemerného fajčiara (20 cig./D) to predstavuje prídavnú expozíciu okolo 600–800 μg/D benzénu, čo je porovnateľné s absorpciou benzénu približne 50 mg/D pre pracovníka exponovaného koncentráciou 10 ppm [1]. Predpokladá sa, že chemické látky obsiahnuté v cigaretovom dyme potencujú účinky rizikových faktorov v pracovnom prostredí [11]. Na interpretáciu biologického monitorovania preto nie je vhodné nazerať izolovane. Zvyčajne vylučovanie zodpovedajúcich biomarkerov nie je možné priradiť jednému očakávanému zdroju expozície.

Cieľom tejto práce bolo sledovať vplyv dĺžky profesionálnej expozície pracovníkov na mieru vylučovania biomarkerov expozície benzénu a overiť hypotézu, či aktívne fajčenie exponovaných pracovníkov (prípadne vplyv počtu vyfajčených cigariet u fajčiarov) ovplyvňuje mieru vylučovania zvolených biomarkerov.

Materiál a metodika

V rámci doplnenia pracovnej lekárskej preventívnej prehliadky v súvislosti s prácou boli stanovené obsahy ttMA a fenolu v moči, ako následok pracovnej expozície karcinogénnemu benzénu. V marci 2011 bolo v Toxikologickom laboratóriu vyšetrených 105 biologických vzoriek benzénu exponovaných pracovníkov vo veku od 20 do 61 rokov, priemerný vek vyjadrený ako Priemer (SD) bol 44,8 (9,1) rokov.

Metódou vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC) s UV detekciou boli stanovené koncentrácie kyseliny trans,trans-mukonovej v moči, ako jedného z vhodných biomarkerov expozície benzénu. Pre rutinné použitie HPLC metódy bolo dôležité, aby sa vyznačovala jednoduchou a rýchlou úpravou vzorky biologického materiálu a malou spotrebou chemikálií, ktoré umožňovala izolácia ttMA extrakciou tuhou fázou (LC-SAX, 0,5 g/3 ml). Priemerný čas HPLC analýzy bol 9,5 min., čo predstavovalo relatívne rýchle stanovenie metabolitu v klinickej praxi. Na separáciu a stanovenie ttMA v moči bol použitý kvapalinový chromatograf Shimadzu LC 20 Prominence (Japonsko) s PDA detektorom. Na separáciu pri 20 °C bola použitá kolóna Nucleosil C-18, 12,5 cm x 4,0 mm; 5 μm (Watrex, Česká republika). Ako mobilná fáza bola použitá zmes 0,8 % (v/v) kyselina octová : metanol (89 : 11, v/v) s prietokom 1 ml . min-1. UV detekcia sa uskutočnila pri vlnovej dĺžke 263 nm. Na vyhodnotenie analýz bol použitý softvér LC Solution (Shimadzu, Japonsko). Zistené medze detekcie a stanoviteľnosti pre ttMA v moči boli 0,057 mg . l-1 a 0,189 mg . l-1 ttMA. Presnosť HPLC metódy bola vyjadrená ako opakovateľnosť merania prostredníctvom hodnôt RSD, ktoré boli nižšie ako 7,6 %. Správnosť metódy (výťažnosť) bola overená analýzou certifikovaného referenčného materiálu s obsahom ttMA pri dvoch rôznych koncentráciách. Výťažnosť ttMA v oboch koncentračných hladinách bola vyššia ako 96 % [4].

Na stanovenie fenolu v moči bola použitá spektrofotometrická metóda. Moč okyslený kyselinou sírovou sa predestiluje vodnou parou. Hydrolýzou uvoľnený fenol prešiel do destilátu, kde sa stanovil 4-amino-antipyrínom v alkalickom prostredí po pridaní hexakyanoželezitanu draselného, za vzniku červeno sfarbeného indofenolového farbiva, vhodného k spektrofotometrickému stanoveniu [5].

Vyšetrené koncentrácie ttMA a fenolu v moči boli prepočítané na koncentráciu súčasne vylučovaného kreatinínu. Tento spôsob prepočtu využíva skutočnosť, že kreatinín sa z organizmu vylučuje stálou rýchlosťou, ktorá prakticky nie je ovplyvnená diétou, príjmom tekutín ani telesnou námahou. Bolo zistené, že výsledky biologických expozičných testov pre benzén vyjadrené údajmi vzťahovanými na kreatinín mali menší rozptyl než výsledky udávané koncentračnými údajmi. Kreatinín bol stanovený spektrofotometricky (Jaffého reakcia pri ktorej kyselina pikrová reaguje s kreatinínom v alkalickom prostredí za vzniku oranžovo-červeného sfarbenia) [5].

Biologický materiál bol zbieraný a uchovávaný za vopred určených podmienok správnej laboratórnej praxe do plastových skúmaviek [4]. Exponovaným pracovníkom bol moč na testovanie odoberaný v čase, keď bola koncentrácia chemickej látky najvyššia (na konci pracovnej zmeny, koncom pracovného týždňa). Základným technickým opatrením ochrany pracovníkov exponovaných benzénu malo byť ich vybavenie základnými osobnými ochrannými pracovnými pomôckami – polomaska Dräger filter A1P3D a kožené rukavice.

Meranie koncentrácií benzénu na prevádzke a jeho následný odber bol vykonaný v dýchacej zóne zamestnancov za štandardných prevádzkových podmienok, s použitím nasávacej pumpy GV-100 S a detekčných trubičiek firmy Gastec (Japonsko) pre benzén, typ 121L s meracím rozsahom 0,125 až 60 ppm. Detekčné meranie, presatie vzduchu detekčnou trubičkou bolo určené počtom zdvihov a vizuálnym odpočtom v koncentrácie benzénu v ppm na rozhraní zafarbeného a nezafarbeného reagentu a následným prepočtom na mg . m-3, s korek- ciou na mikroklimatické podmienky a rozšírenú neistotu merania. Princípom reakcie bola redukcia I2O5 benzénom, za uvoľnenia jódu, ktorý spôsobil tmavo zelené zafarbenie. Detekčné merania pracovného ovzdušia na chemický faktor benzén boli vykonané na štyroch rôznych miestach v inom čase (február 2010), preto nebolo možné stanoviť jednoznačnú úroveň expozície benzénu monitorovaného v pracovnom ovzduší na prevádzke v danom období.

Na zistenie dodatočných informácií o dĺžke pracovnej expozície, dĺžke a frekvencii fajčenia bol zostavený krátky dotazník, ktorý umožňoval rozdeliť vyšetrovanú skupinu na nefajčiarov (NF), fajčiarov (F) a určiť mieru fajčenia fajčiarov v priemernom počte cigariet skonzumovaných za deň (ks/D).

Štatisticky bol testovaný vzťah expozície benzénu na mieru vylučovania zvolených biomarkerov pomocou lineárnej a logistickej regresnej analýzy, použitím štatistického softvéru SPSS 18.0. Na úvod bola vypracovaná deskriptívna štatistika charakteristík skúmaného súboru (priemerné koncentrácie fenolu a ttMA v celom súbore vyšetrovaných a v dichotomizovaných súboroch podľa dĺžky pracovnej expozície, podľa BMH a rozdelenia súboru respondentov podľa fajčiarskych zvyklostí do troch skupín). Rozdiely medzi dichotomizovanými skupinami boli štatisticky testované použitím t-testu, v prípade väčšieho počtu testovaných skupín bola použitá ANOVA. Dĺžka pracovnej expozície bola pre potreby logistickej regresie dichotomizovaná na skupinu s krátkou (0) a dlhou expozíciou (1), pričom limitom bola hodnota mediánu dĺžky pracovnej expozície v rokoch (22 rokov). Hladiny vylučovanej ttMA a fenolu boli dichotomizované na skupinu s nízkou [0] a vysokou [1] hladinou, za limitné hodnoty boli zvolené BMH biomarkerov (1,25 mg . g-1 kreatinínu ttMA a 19 mg . g-1 kreatinínu fenolu v moči). Pre vhodnejšiu interpretáciu a pre potreby logistickej regresie bola skupina vyšetrovaných exponovaných pracovníkov podľa fajčiarskych návykov trichotomizovaná na skupinu nefajčiarov (0), na skupinu s nižším počtom skonzumovaných cigariet za deň (1) a skupinu s vyšším počtom skonzumovaných cigariet za deň [2]. Limitom pre fajčiarov bola hodnota mediánu počtu skonzumovaných cigariet v priebehu jedného dňa (10 cig./D). Lineárnou regresiou bol skúmaný efekt expozície benzénu na pracovisku a fajčenia na mieru vylučovania zvolených biomarkerov. Logistickou regresiou boli testované vplyv dĺžky pracovnej expozície, vplyv fajčenia a dĺžka fajčenia na pravdepodobnosť výskytu zvýšenej hladiny vyšetrovaných biomarkerov expozície benzénu.

Výsledky

V marci 2011 bolo v Toxikologickom laboratóriu vyšetrených 105 biologických vzoriek exponovaných pracovníkov. Boli vyšetrované metabolity benzénu ako následok pracovnej expozície. Hodnota priemernej koncentrácie kreatinínu vo vyšetrovanej 105-člennej skupine bola 1182,8 (660,6) mg . l-1, vyjadrenej ako Priemer (SD), s rozsahom experimentálne nameraných hodnôt kreatinínu v intervale (164,0–4214,0) mg . l-1. Výsledky stanovenia ttMA a fenolu v moči sú znázornené v tabuľke 1.

Dotazník pred odberom biologického materiálu dobrovoľne vyplnilo 104 zo 105 zamestnancov exponovaných benzénu, pričom 1 zamestnanec odpovedať odmietol. Účasť na vyplnení predloženého dotazníka bola 99%. Priemerná dĺžka pracovnej expozície zamestnancov bola 19,2 (10,2) rokov, v rozmedzí od 0 do 37 rokov. Pre lepšiu interpretáciu a pre potreby logistickej regresie bola skupina dichotomizovaná na skupinu s krátkou [0] a dlhou expozíciou [1], pričom limitom bola hodnota 22 rokov (medián dĺžky pracovnej expozície v rokoch). Tabuľka 2 a grafy 1a a 1b dokumentujú rozdiely v hodnotách priemerných koncentrácii zvolených biomarkerov v prospech [1], ktoré sú však vzhľadom na štatistickú signifikantnosť nevýznamné.

Graf 1a. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt ttMA u skupín podľa dĺžky pracovnej expozície
Graf 1a. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt ttMA u skupín podľa dĺžky pracovnej expozície
 

Graf 1b. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt fenolu u skupín podľa dĺžky pracovnej expozície
Graf 1b. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt fenolu u skupín podľa dĺžky pracovnej expozície

V tabuľke 3 sú zaznamenané hladiny vylučovanej ttMA a fenolu, ktoré boli pre lepšiu interpretáciu a potreby logistickej regresie dichotomizované na skupinu s nízkou (0) a vysokou (1) koncentračnou hladinou. Za limitné hodnoty boli zvolené BMH biomarkerov (1,25 mg . g-1 kreatinínu ttMA a 19 mg . g-1 kreatinínu fenolu v moči). Tabuľka 3 ukazuje rozdiely v hodnotách priemerných koncentrácií u oboch zvolených biomarkerov v prospech [1], ktoré sú však vzhľadom na štatistickú signifikantnosť nevýznamné.

Vyhodnocovaná skupina exponovaných pracovníkov, respondentov (n = 104) bola rozdelená v pomere nefajčiar (n = 59) : fajčiar (n = 45), (56,7 %) ku (43,3 %). Priemerný počet skonzumovaných cigariet za jeden deň u fajčiarov sa pohyboval v rozmedzí od 2 do 20 cig./D. Pre vhodnejšiu interpretáciu a pre potreby logistickej regresie bola skupina vyšetrovaných exponovaných pracovníkov podľa fajčiarskych návykov trichotomizovaná na skupinu nefajčiarov (0), na skupinu s nižším počtom skonzumovaných cigariet za deň (1), a skupinu s vyšším počtom skonzumovaných cigariet za deň [2], pričom limitom pre fajčiarov bola hodnota 10 cig./D (medián). Tabuľka 4 a grafy 2a a 2b jednoznačne dokumentujú rozdiely v hodnotách priemerných koncentrácii oboch zvolených biomarkerov v prospech [2] u fajčiarov, ktoré sú vzhľadom na štatistickú signifikantnosť nevýznamné. V prípade hodnôt priemerných koncentrácii vylučovanej ttMA u nefajčiarov (0) bola prekvapivo pozorovaná vyššia hodnota priemernej koncentrácie vylučovanej ttMA.

Graf 2a. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt ttMA u troch skupín podľa miery konzumácie cigariet
Graf 2a. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt ttMA u troch skupín podľa miery konzumácie cigariet
 

Graf 2b. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt fenolu u troch skupín podľa miery konzumácie cigariet
Graf 2b. Grafické znázornenie distribúcie nameraných hodnôt fenolu u troch skupín podľa miery konzumácie cigariet

Z lineárnej regresie vyplýva, že dĺžka pracovnej expozície zamestnanca na pracovisku nemá štatisticky signifikantný vplyv na hladinu vylučovania ttMA (B = 0,01; 95% CI: -0,02–0,03; sig. = 0,668) a fenolu (B = 0,04; 95% CI: -0,21–0,28; sig. = 0,773), rovnako ako skutočnosť, či je exponovaný zamestnanec fajčiarom nemá štatisticky signifikantný vplyv na hladinu vylučovanej ttMA (B = -0,47; 95% CI: -0,99–0,06; sig. = 0,082) a fenolu (B = 2,85; 95% CI: -2,13–7,84; sig. = 0,259). Dĺžka fajčenia exponovaného zamestnanca v rokoch tiež nemala štatisticky signifikantný vplyv na hladinu vylučovanej ttMA (B = 0,01; 95% CI: 0,01–0,02; sig. = 0,244) a fenolu (B = -0,12; 95% CI: -0,46–0,22; sig. = 0,478).

Vyššie uvedené výsledky z lineárnej regresie sme sa pokúsili po dichotomizácii premenných overiť logistickou regresiou. Dĺžka expozície sa neukázala ako významný prediktor zvýšeného vylučovania ttMA a fenolu, ani v prípade dichotomizácie nameraných hodnôt ttMA a fenolu a použitia logistickej regresnej analýzy (ttMA OR = 0,60, 95% CI: 0,19–1,81; sig. = 0,362; fenol R = 1,41, 95% CI: 0,36–3,66; sig. = 0,824). Zo štatistického hľadiska musíme skonštatovať, že ani logistická regresia nepotvrdila štatisticky signifikantný vzťah medzi exponovaným fajčiarom a úrovňou vylučovanej hladiny ttMA a fenolu (ttMA OR = 0,28; 95% CI: 0,07–1,06; sig. = 0,061; fenol OR = 2,34, 95% CI: 0,71–7,70; sig. = 0,164). Hodnota koeficientu pomeru šancí (odds ratio, OR = 0,28) a jeho signifikancia na hranici významnosti naznačuje, že existuje určitý predpoklad (v prípade väčšej vzorky), že fajčenie ovplyvňuje vylučovanie ttMA, ale paradoxne tak, že fajčiari majú vyššiu pravdepodobnosť vykazovať nižšie hodnoty vylučovanej ttMA ako nefajčiari. Ani dĺžka fajčenia v rokoch (ttMA OR = 1,02; 95% CI: 0,92–1,13; sig. = 0,730; fenol OR = 1,01, 95% CI: 0,94–1,08; sig. = 0,865) rovnako ako aj počet cigariet vyfajčených za deň (ttMA OR = 1,01; 95% CI: 0,80–1,26; sig. = 0,969; fenol OR = 1,05, 95% CI: 0,90–1,21; sig. = 0,565) nie sú signifikantným prediktorom zvýšeného vylučovania meraných biomarkerov.

Diskusia

Cieľom práce bolo overiť vplyv dĺžky profesionálnej expozície pracovníkov exponovaných benzénu na mieru vylučovania vhodných biomarkerov a skutočnosť či aktívne fajčenie profesionálne exponovaných pracovníkov, vplýva na veľkosť ich vylučovania. Boli vyšetrené metabolity benzénu vylučované močom s porovnateľným, krátkym polčasom vylučovania z organizmu, kyselina trans,trans-mukonová a fenol. Výsledkom skupinového biologického expozičného testu benzénu exponovaných pracovníkov bolo určenie hodnôt priemerných koncentrácií týchto močom vylučovaných biomarkerov.

V Slovenskej republike je v zmysle platnej legislatívy expozícia benzénu limitovaná hodnotou TSH 3,3 mg . m-3, ktorej zodpovedá expozičný ekvivalent kyselina trans,trans-mukonová s doporučenou BMH 1,25 mg . g-1 kreatinínu ttMA v moči [18]. Výsledky stanovenia skupinového testu naznačujú, že obsah ttMA v moči u skupiny pracovníkov exponovaných benzénu neprekračuje doporučený koncentračný limit pre úroveň TSH benzénu, ale prekračuje doporučenú BMH podľa Americkej rady vládnych hygienikov pre priemysel (0,5 mg . g-1 kreatinínu ttMA), pre vzorky biologického materiálu odobraté exponovaným zamestnancom na konci pracovnej zmeny [1, 2]. Priemerný obsah ttMA v moči všetkých exponovaných zamestnancov sa pohybuje na objektívne vyššej úrovni než fyziologickej (aj pre fajčiarov), ale priemerný obsah fenolu v moči sa u týchto zamestnancov pohybuje na fyziologickej úrovni [7].

V práci bola stanovená priemerná hodnota koncentrácie ttMA pre exponovaných pracovníkov (n = 105) na hodnotu 0,80 (1,34) mg . g-1 kreatinínu ttMA. Zo 104 respondujúcich vyšetrených zamestnancov (85,6 %) malo hodnotu priemernej koncentrácie 0,42 (0,27) mg . g-1 kreatinínu ttMA, výrazne pod biologickou medznou hodnotou 1,25 mg . g-1 kreatinínu ttMA [18], dokonca pod limitnou hodnotou 0,5 mg . g-1 kreatinínu ttMA [1, 2]. 14,4 % exponovaných vyšetrených vylučovalo vyšší obsah ttMA s hodnotou priemernej koncentrácie 3,10 (2,53) mg . g-1 kreatinínu ttMA, výrazne vyššou než biologická medzná hodnota 1,25 mg . g-1 kreatinínu ttMA (nutnosť sledovania, príp. došetrenia pracovníka lekárom klinického pracovného lekárstva).

Porovnateľné rozloženie vyšetrených bolo pozorované pri vylučovaní fenolu. Priemerná hodnota koncentrácie fenolu pre všetkých exponovaných pracovníkov (n = 105) bola 10,64 (12,67) mg . g-1 kreatinínu. 87,5 % zo 104 vyšetrených malo priemerný obsah fenolu 7,03 (4,29) mg . g-1 kreatinínu, pod doporučovanú hodnotu 19 mg . g-1 kreatinínu fenolu v moči, ale 12,5 % z vyšetrených pracovníkov malo obsah fenolu 36,18 (21,13) mg . g-1 kreatinínu, výrazne nad úrovňou akceptovateľnosti nami zvolenej hodnoty.

Široké reálne rozsahy experimentálnych hodnôt koncentrácií ttMA a fenolu v moči vo vyšetrovanej skupine (viď tab. 1, usporiadané od najnižšej po najvyššiu koncentráciu metabolitov), naznačujú vysoké interindividuálne rozdiely v skupinovom teste. Takto laboratórne identifikovaní jedinci by mali byť sledovaní a došetrení lekárom klinického pracovného lekárstva.

Tab. 1. Vylučovanie biomarkerov benzénu u pracovníkov exponovaných benzénu (n = 105)
Vylučovanie biomarkerov benzénu u pracovníkov exponovaných benzénu (n = 105)

Tab. 2. Dichotomizácia dĺžky pracovnej expozície vyhodnocovanej skupiny (n = 104)
Dichotomizácia dĺžky pracovnej expozície vyhodnocovanej skupiny (n = 104)
aRozdiel v koncentrácii ttMA t = -0,258; sig. = 0,797 bRozdiel v koncentrácii fenolu t = -0,890; sig. = 0,375

Z lineárnej regresie vyplynulo, že dĺžka pracovnej expozície zamestnanca na pracovisku nemala štatisticky signifikantný vplyv na hladinu vylučovania ttMA a fenolu. Dĺžka expozície sa neukázala významným prediktorom zvýšeného vylučovania ttMA a fenolu, ani v prípade dichotomizácie nameraných hodnôt zvolených biomarkerov a použitím logistickej regresnej analýzy. Výsledky našej práce nepotvrdili vzťah medzi dĺžkou profesionálnej expozície zamestnancov a nadmerným vylučovaním biomarkerov expozície benzénu.

Interpretácia biologického monitorovania nie je nikdy izolovaná. Zvyčajne vylučovanie zodpovedajúcich biomarkerov nemožno priradiť jednému očakávanému zdroju. Medzi faktory vplývajúce na vylučovanie interpretovateľného biomarkera ttMA patria fajčenie, absorpcia sorbitolu, tehotenstvo, dermálna expozícia a interindividuálne rozdiely v toxikokinetike [1]. Existujú štúdie poukazujúce na skutočnosť, že fajčenie potencuje vylučovanie ttMA v skupinách fajčiarov viac než v skupine nefajčiarov i bez priamej pracovnej expozície [2, 3, 10]. Fajčenie sa považuje za faktor modifikujúci toxicitu benzénu u ľudí. Umožňuje toxickým látkam vstup do organizmu a patrí medzi nežiadúce interakcie. Podľa Aprea je fajčenie jedným z determinantov expozície benzénu pre bežnú populáciu, ale môže byť tiež významným aditívnym faktorom jeho priemyselnej expozície [2]. Boli publikované i porovnávacie štúdie, ktoré signifikantný vplyv fajčenia na vylučovanie biomarkerov expozície benzénu nepotvrdili [9, 12]. Výsledky našej štúdie tiež nepotvrdzujú priamy vzťah medzi mierou vylučovaných metabolitov a dĺžkou fajčenia, ani množstvom dennej konzumácie cigariet. Paradoxne bola pozorovaná zvýšená hladina vylučovanej ttMA v skupine nefajčiarov, aj keď jej signifikancia nedosiahla štatistickú významnosť. Dĺžka profesionálnej expozície, dĺžka fajčenia ani množstvo denne skonzumovaných cigariet sa neukázali ako signifikantný prediktor zvýšeného vylučovania oboch biomarkerov.

Tab. 3. Dichotomizácia vylučovania zvolených biomarkerov expozície benzénu vyhodnocovanej skupiny (n = 104)
Dichotomizácia vylučovania zvolených biomarkerov expozície benzénu vyhodnocovanej skupiny (n = 104)
aaRozdiel v koncentrácii ttMA t = -4,076; sig. = 0,001*** abRozdiel v koncentrácii ttMA t = 0,932; sig. = 0,353 baRozdiel v koncentrácii fenolu t = 0,249; sig. = 0,804 bbRozdiel v koncentrácii fenolu t = 4,959; sig. = 0,000***

Tab. 4. Vylučovanie biomarkerov benzénu u exponovaných nefajčiarov a fajčiarov (n = 104)
Vylučovanie biomarkerov benzénu u exponovaných nefajčiarov a fajčiarov (n = 104)
aRozdiel v koncentrácii ttMA F=1,551; sig. = 0,217 bRozdiel v koncentrácii fenolu F=1,638; sig. = 0,191

Pri interpretácii našej práce je treba uvážiť niekoľko limitácií. Prvou je pomerne malá veľkosť vyšetrovanej vzorky, ktorá bola dostupná pre náš výskum. Aj keď jej veľkosť je reprezentatívna pre zvolenú prevádzku na Slovensku, jej štatistická sila nedovoľuje odhalenie subtílnejších asociácií medzi skúmanými premennými. Dôsledkom toho je výskyt štatisticky nesignifikantných výsledkov. Medzi limitácie štúdie je potrebné zahrnúť faktory, ktoré mohli ovplyvniť expozíciu benzénu u našich respondentov (rôzna hladina dechtu v cigaretách, ktoré jednotliví respondenti fajčili ako aj dôslednosť v používaní predpísaných osobných ochranných pracovných prostriedkov). Napriek predpokladu, že osobné ochranné pracovné prostriedky používajú všetci zamestnanci nepretržite počas pracovnej doby na exponovaných pracoviskách, realita môže byť iná, čo tiež mohlo spôsobiť nehomogénnu expozíciu benzénu medzi respondentmi.

Záver

Práca je príspevkom k sledovaniu cieleného biomonitoringu pracovníkov exponovaných benzénu. Využitie biologických expozičných testov vo forme skupinového testovania možno interpretovať ako odraz hygienického stavu pracoviska. Vyšetrením celej exponovanej skupiny zamestnancov sa vyrovnávajú interindividuálne rozdiely medzi získanými výsledkami. Individuálne hodnotenie expozičného testu zamestananca je významné pri hodnotení priemyselnej intoxikácie a diferenciálnej diagnostiky exponovaného jednotlivca. Na základe laboratórnych analýz a štatistického šetrenia exponovanej skupiny pracovníkov nebol zistený vzťah medzi dĺžkou pracovnej expozície a zvýšeným vylučovaním zvolených biomarkerov. Považovali sme za užitočné zvládnuť správnu interpretáciu sledovaných biologických expozičných testov a interpretačne eliminovať pozitívne pozadie fajčenia, ktoré je zhodné s pôsobením profesionálnych rizikových faktorov. Prezentované výsledky našej práce nedokázali priamy vplyv fajčiarskych návykov na hodnotenie profesionálnej záťaže inhalačným benzénom. Z týchto skutočností vyplýva, že zabezpečenie účinných preventívnych opatrení v prevádzkovej praxi je dostatočné a technológie výrobných procesov, technická úprava pracoviska, strojov a zariadení je na úrovni, ktorá obmedzuje únik škodlivín do pracovného prostredia.

Došlo dne 21. 10. 2011.

Přijato do tisku dne 28. 10. 2011.

Kontaktní adresa:

RNDr. Ivica Bajusová

Klinika pracovného lekárstva a klinickej toxikológie

Univerzitnej nemocnice L. Pasteura Košice

Rastislavova 43

040 01 Košice

Slovenská republika

e-mail: ivica.bajusova@unlp.sk


Zdroje

1. American Conference of governmental industrial hygienists Benzene [on line], 2001 [cit. 2011-7-26]. Dostupné na www: http://www.google.sk/search?hl=sk&source=hp&biw=1920&bih=944&q=xa.yimg.com%

2Fkq%2Fgroups%2F1051902%2F1204002194%2Fname%2FBenzene

%2BBEI.PDF&oq=xa.yimg.com%2Fkq%2Fgroups%2F1051902%

2F1204002194%2Fname%2FBenzene%2BBEI.PDF

&aq=f&aqi=&aql=1&gs_sm=e&gs_upl=1404l1404l0l3358l1l1l0l0l0l0l217l217l2-1l1.

2. APREA, C., SCIARRA, G., BOZZI, N., PAGLIANTINI, M., PERICO, A., BAVAZZANO, P., LEANDRI, A., CARRIERI, M., SCAPELLATO, M. L., BETTINELLI, M., BARTOLUCCI, G. B. Reference values of urinary trans,trans-muconic acid: Italian multicentric study. Arch. Environ. Contam Toxicol., 2008, 55, s. 329–340.

3. BAHRAMI, A. R., JONEIDI-JAFARI, A., AHMADI, H., MAHJUB, H. Comparison of Benzene Exposure in Drivers and Petrol Station Workers by Urinary trans,trans-Muconic Acid in West of Iran. Industrial Health., 2007, 45, s. 396–401.

4. BAJUSOVÁ, I. Analýza vybraných toxických organických látok metódou HPLC. Rigorózna práca, Univerzita P. J. Šafárika v Košiciach, 2009.

5. BARDODĚJ, Z. et al. Expozičné testy v průmyslové toxikologii. 1. vyd., Praha: Avicenum, 1980.

6. BUCHANCOVÁ, J. et al. Pracovné lekárstvo a toxikológia. 1. vyd., Martin: Vydavateľstvo Osveta, 2003, ISBN 80-8063--113-1.

7. CD-ROM Thomson MICROMEDEX(R) HEALTHCARE SERIES Vol. 138, Poisindex (R) Managements, 1974–2008.

8. COCKERHAM, L. G., SHANE, B. S. (Eds) Basic Environmental Toxicology. Boca Raton: CRC Press, Inc., 1994, ISBN 0-8493-8851-1.

9. FRACASSO, M. E., DORIA, D., BARTOLUCCI, G. B., CARRIERI, M., LOVREGLIO, P., BALLINI, A., SOLEO, L., TRANFO, G., MANNO, M. Low air levels of benzene: Correlation between biomarkers of exposure and genotoxic effects. Toxicol. Lett., 2010, 192, s. 22–28.

10. FUSTINONI, S., CONSONNI, D., CAMPO, L., BURATTI, M., COLOMBI, A., PESATORI, A. C., BONZINI, M., BERTAZZI, P. A., FOA, V., GARTE, S., FARMER, P. B., LEVY, L. S., PALA, M., VALERIO, F., FONTANA, V., DESIDERI, A., MERLO, D. F. Monitoring Low Benzene Exposure: Comparative Evaluation of Urinary Biomarkers, Influence of Cigarette Smoking, and Genetic Polymorphisms. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 2005, 14, 9, s. 2237–2244.

11. HRUBÁ, D. Kouření zvyšuje vliv profesionálních rizik na zdraví pracujících. Pracov. Lék., 2009, 61, 1, s. 27–31.

12. KIM, S., VERMEULEN, R., WAIDYANATHA, S., JOHNSON, B. A., LAN, Q., ROTHMAN, N., SMITH, M. T., ZHANG, L., LI, G., SHEN, M., YIN, S., RAPPAPORT, S. M. Using urinary biomarkers to elucidate dose-related patterns of human benzene metabolism. Carcinogenesis, 2006, 27, s. 772–781.

13. KONGTIP, P., LEELAPAIBOON, S., YOOSOOK, W., CHANTANAKUL, S. Determination of urinary trans,trans-muconic acid by gas chromatography in gasoline service attendants. J. Health Res., 2009, 23, 3, s. 117–124.

14. LEE, B. L., ONG, H. Y., ONG, Y. B., ONG, CH. N. A sensitive liquid chromatographic method for the spectrometric determination of urinary trans,trans-muconic acid. J. Chromatogr. B. 2005, 818, s. 277–283.

15. LIN, Y. S., VERMEULEN, R., TSAI, CH. H., WAIDYANATHA, S., LAN, Q., ROTHMAN, N., SMITH, M. T., ZHANG, L., SHEN, M., LI, G., YIN S., KIM, S., RAPPAPORT, S. M. Albumin Adducts of Electrophilic Benzene Metabolites in Benzene-Exposed and Control Workers. Environmental Health Perspectives, 2007, 115, 1, s. 28–34.

16. Ministerstvo životního prostředí České republiky. Integrovaný registr znečišťování, Benzen [on line], [cit. 2011-6-23]. Dostupné na www: http://www.irz.cz/node/16.

17. MRÁZ, J., STRÁNSKÝ, V., ŠPERLINGOVÁ, I., DUŠKOVÁ, Š. Možnosti biologického monitorování expozice benzenu [on line], XVI. konzultační den Státní zdravotní ústav, Centrum pracovního lékařství, Praha, 20. 9. 2007 [cit. 2011-1-23]. Dostupné na www: http://www1.szu.cz/chpnp/pages/education/16moznosti_biol_monit_benzenu.pdf.

18. Nariadenie vlády SR č. 356/2006, o ochrane zdravia zamestnancov pred rizikami súvisiacimi s expozíciou karcinogénnym a mutagénnym faktorom pri práci. Zbierka zákonov č. 356/2006, čiastka 125, s. 2579–2594.

19. NIOSH. NIOSH Manual of analytical methods. 4th ed. Ohio. National Institute of Occupational Safety & Health [on line], 1994, [cit. 2011-8-14]. Dostupné na www:

http://www.cdc.gov/niosh/docs/2003-154/pdfs/8305.pdf.

20. PROTANO, C., GUIDOTTI, M., MANINI, P., PETYX, M., LA TORRE, G., VITALI, M. Benzene exposure in childhood: Role of living environments and assessment of available tools. Environmet International, 2010, 36, s. 779–787.

21. ROM, W. N. (Ed) Environmental Occupational Medicine. 3rd Ed., Philadelphia: Lippincott-Raven Publishers, 1998, ISBN 0-316-75578-8.

22. Směrnice pro kvalitu ovzduší v Evropě. Vydala Evropská regionální úřadovna Světové zdravotnické organizace pod názvem Air Quality Guidelines for Europe (Regionální publikace WHO, Evropská řada č. 23) [on line], 1987 [cit. 2011-6-23]. Dostupné na www: http://www.ecmost.cz/ver_cz/ovzdusi/smernice/smernice6.htm.

23. WEISEL, C. P. Benzene exposure: An overview of monitoring methods and their findings. Chem-Biol. Interact., 2010, 184, s. 58–66.

Štítky
Hygiena a epidemiologie Hyperbarická medicína Pracovní lékařství
Článek Rejstříky

Článek vyšel v časopise

Pracovní lékařství

Číslo 3-4

2011 Číslo 3-4

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Příběh jedlé sody
nový kurz
Autoři: MUDr. Ladislav Korábek, CSc., MBA

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Všechny kurzy
Kurzy Soutěž Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se