Hormonháztartást megzavaró anyagok (EDC)

Az előadások a következő témára: "Hormonháztartást megzavaró anyagok (EDC)"— Előadás másolata:

1 Hormonháztartást megzavaró anyagok (EDC)
Barna S. M.Sc. diplomamunka BMGE Gyarmati D. M.Sc. diplomamunka BMGE C.G. Daughton:J. Am. Soc. Mass. Spectrom, 12 (2001) C.G. Daughton, T.A. Ternes, Environmental Health Perspectives 107 (1999) 907. R. Carlson, Silent Spring (1962) Houghton Mifflin Company. T. Colborn et al., Our stolen future, Pinquin books, (1996).

2 Definició A hormonháztartás megzavaró anyagoknak (endocrine disrupting chemical, EDC) azokat az anyagokat nevezzük, amelyek megzavarják a szabályzásban és a növekedésben szerepet játszó természetes hormonok termelését, kibocsátását, transzportját, kötödését, reakcióját, vagy kiürülését.

3 Hormonok termelő szervek az emberben
C.G. Daughton,

4 Főbb hormontermelő mirigyek és irányításuk

5 Hormontengelyek Idegi és kémiai parancsok rendszere.

6 A hormonok hatása sejtszíntől teljes szintig érvényesül
A hatás lehet többgenerációs, teljes populációra kiható is.

7 EDC anyagok Hormon készítmények (fogamzásgátló és posztmenneopuzás tabletták, pajzsmirigy és egyéb gyógyszerek) Iparban és fogyasztásban használt anyagok (pl. detergensek, ftalátok, élelmiszeripari adalékok, PCB) Gyógyszerek, növényvédő szerek (pl. verapamil, naproxén, lindán, DDT, atrazin) Ipari és fogyasztási melléktermékek (PAH, dioxin) Természetes hormonok (pl. fitoösztrogének) Természetes hormonhatású anyagok (3-omega-zsírsavak) A csoportok közt átfedés Egy részük ismert (DDT, atrazin, alkilfenol-etoxilátok), de még potenciális jelölt.

8 Ösztrogén hatású EDC-k

9 Tiroid (pajzsmirigy) hatású EDC-k

10 EDC-k káros hatásai Nemi funkciók megzavarása, megszüntetése (hemafroditizmus) Eltolódott fiú-lány születési arány Rák és torzult szülés indukció több generáción keresztül Immunrendszer károsodás Rezisztencia kialakulása Fajok eltűnése Nem várt hatások kialakulása nem célzott fajokon

11 Hermafroditizmus nőstény tengeri csigán TBT hatására

12 EDC rámkinukáló hatása a RNS-re

13

14

15 EDC anyagok megjelenése környezetben
Ipari, háztartási szennyezések Mérsékelt lebomlás a természetben Elégtelen szennyvíztisztítás Elégtelen ivóvíztisztítás Anyagok párolgása Feldúsulás (biomagnifikáció, bioakummláció, perzisztencia)

16 EDC-k útja C.G. Daughton,

17 EDC felismerésének nehézségei
Egyesek csak bizonyos fajokra hatnak Gyakran csak bizonyos életkorokban veszélyesek (embrió, újszülött, pubertás és terhesség) Több generáción keresztül jelentkezik a hatás Számos közülük perzisztens, biomagnifikációra és bioakkumlációra hajlamos

18 Biomagnifikáció folyamata

19 DDT koncentrációk (µg/g zsír) Balti tengeri állatokban

20 Anyatej PCB és DDT tartalmának csökkené-se az anyagok betiltása után Svédországban

21 EDC-k megjelenése a természetben

22 Napi károsanyag felvétel élelmiszerrel Svédországban

23 BADGE veszélye Polimerizációs melléktermék Erős ösztrogén hatás
1996, incidental finding: up to about 50 ppm Bisphenol A diglycidyl ether (BADGE) in oily food Epoxy compounds considered as carcinogens unless demonstrated otherwise Specific Migration Limit (SML) of “non-detectable at detection limit of 20 ppb” Alarm! 50 ppm of potential carcinogen?! 1000MW alatt az anyagok átdiffundálnak a műanyag filmen

24 DDT perzisztenciája

25 A hatás gyakran nem lineáris függvénye a dózisnak hormonok és EDC-k esetén

26 Javasolt EDC teszt első lépcsője preparált szerveken
EDC tesztek Több fajon, több életciklusban, több generáción keresztül végzett akut és krónikus toxikológiai vizsgálatok szükségesek Javasolt EDC teszt első lépcsője preparált szerveken Ösztrogén receptor kötő/riporter gén esszé Androgén receptor kötő/riporter gén esszé Szteroid szintézis esszé here homogenátumon

27 Javasolt EDC teszt első lépcsője élő állatokon
3 napos rágcsálón uterotrof esszé (endocrine teszt a méhben), ami kimutatja a méhen belül fellépő rendellenességeket 20 napos rágcsáló, serdülőkori nőstény és hím esszé (ösztrogén vagy androgén és tiroid aktivitás mérése), ami kimutatja a kényes serdülőkorban az abnormális és csökkent funkciókat 7 napos rágcsáló, Hershberger esszé, ami kimutatja az androgén aktivitást Béka átváltozási esszé, ami kimutatja a tiroid rendszer zavarait Hal nemi szerv elváltozási esszé, ami kimutatja a nemi hormonok zavarát.

28 Javasolt EDC teszt második lépcsője
két generációs emlős szaporodási teszt madár szaporodási teszt hal életciklus teszt két generációs mysid (rák, gerinctelen) életciklus hüllő fejlődési és szaporodási teszt EPA által kidolgozott rendszer

29 Béka átváltozási teszt pajzsmirigy funkcióra

30 EDC-k analitikai meghatározása

31 Gélszűrés és az immunreakció kombinált mód-szere a vitellogenin aktivitás megállapításához

32 Detergensek eloszlása a természetben

33 Megkövetelt vizsgálatok at alkilfenolokat mérik

34 A kidolgozott analízis
Vízminta pH = 2 (HCl:víz, 1:1) + ST Extrakció (hexán) SPE (szilika) Származékképzés (AA/TEA) Extrakció (hexán, MTBE) + IST Mérés (GC, GC/MS)

35 Standardok teljes ionáram kromatogramja és fragmensei (GC/MS, 1µg/ml)
Származékképzés nélkül Származékképzéssel (Ac)

36 Ivóvíz alkilfenol tartalma
GC/MS SIR:135

37 Duna víz alkilfenol tartalma
GC/MS SIR 135

38 Tisztított szennyvíz alkilfenol tartalma
GC/MS SIR:135

39 Nyersszennyvíz alkyilfenol tartalma származékképzés nélkül
GC/MS SIR:135

40 Különböző vizekben meghatározott alkilfenol szennyezések
Minta Származék-képzés nélkül Származék-képzéssel Ivóvíz n.d. 290 ng/l Duna víz ng/l 320 ng/l Tisztított szennyvíz 170 ng/l 1000 ng/l Nyers szennyvíz 6700 ng/l ng/l

41 Gyógyszerek a természetben
Veszélyek Állandó utánpótlás (pszeudó perzisztencia) Rezisztencia kialakulása Érzékenyeknél allergia Nem vizsgált, hosszú távú, több generációs hatás Nem vizsgált fajokra gyakorolt hatás nem ismert Nem várt szinergetikus (egymást erősítő kombinációk) hatások

42 Megfigyelt gyógyszerhatások a természetben
Antidepresszánsok → lecsökkent szaporodás Fogamzásgátlók → hermafroditizmus Antibiotikumok → baktérium perzisztencia Verapamil → nem várt túlérzékenység Antibiotikumok → allergiás tünetek

43 Gyógyszertermelési adatok
Több tonna gyógyszert anyagot gyártanak évente ( t Németország) 60 g/ fő t/év anyag potenciálisan környezet szennyező Németországban 412 t antibiotikum fogyasztás évente→ 305 t eléri a szennyvíztisztítót (92 t korházból) Szinergizmus : antineoplastikusok - antibiotikumok toxaphene- endosufan verapamil -fogamzásgátló

44 Angliai gyógyszerfogyasztás 2000-ben

45 Magyarországon eladott gyógyszerhatóanyagok (1998)

46 Gyógyszerek háztartási szerek kijutása a természetbe

47 Gyógyszerek kijutása a természetbe

48 Gyógyszerek metabolizmusa
Metabolizmus során a gyógyszerek polárosabbak lesznek. Ezek a folyamatok főleg a májban zajlanak (pl. P-450) Metabolizmus I fázis: oxidáció redukció hidrolízis. Ekkor a molekuls szerkezete változik. Metabolizmus II fázis: addició (pl. glukoronid, szulfát, addukt)

49 Metabolizmus II termékek

50 Hirtelen eső lerontja a szennyvíztisztító hatásfokát
Télen általában kisebb a tisztítás hatásfoka, mert kisebb a fotóvíz hígító hatása és öntisztulása is mérsékelt.

51 A szennyvíztisztítók csak részben semmisítik meg az EDC-ket
Glukuronid metabolitik visszaalakulhatnak anyavegyületté a szennyvíztisztitókban

52 Természetben talált gyógyszer maradványok
Ma már környezeti hatástanulmányt kell végezni, ha egy gyógyszer várható koncentrációja > 1µg/l a természetes vizekben.

53 Állatgyógyszerek szennyvízben, talajban, és trágyában
Zöld: hatásos koncentráció Kék: talált koncentráció

54

55 Fogamzásgátló anyag hatása a zebrahalakra

56 Antibiotikumok hatása a természetben
Forrása: emberi gyógyszerszedés, állati gyógyszerek és hozamnövelők Kijutása: szennyvíz, trágyázás (az antibiotikumoknak csak egy része bomlik a szervezetben a maradék változatlanul távozik, konjugátumaik visszaalakulhatnak anyavegyületté) Hatása: rezisztens törzsek kialakulása, biológiai szennyvíztisztítók flórájának pusztítása, magas perzisztencia Előfordulás:g/l koncentráció tartományban a vizekben d, de talajban, szennyvíziszapban lehet mafasabb található Meghatározásuk: immunreakciók, LC/MS/MS (LOD: kb.10 ng/l)

57 Antibiotikum rezisztens fajok a szennyvízben

58 Antibiotikumok perzisztenciája

59 Pézsma illatanyagok a szennyvízben

60 Gyógyszerek meghatározása szennyvizekben fejlett műszerezettséget igényel

61 Gyógyszerek a felszíni vizekben
LC/MS/MS analízisek

62 Gyártott kozmetikumok mennyisége Németországban (1993)

63 Naproxén meghatározás folyamatábrája
Naproxén gyakran használt nem-szteroid gyulladásgátló gyógyszer

64 Naproxénnal spikolt szennyvíz GC analízise

65 Naproxén tömegspektruma

66 Talált naproxén koncentrációk
Minták Koncentráció (ng/l) Befolyó, tisztítatlan szennyvíz 250 Elfolyó, tisztított szennyvíz 87,5 Dunavíz 2,4