Ментално наспрам физичког оптерећења

Концепт менталног оптерећења (МВЛ) постаје све важнији пошто модерне полуаутоматизоване и компјутеризоване технологије могу наметнути озбиљне захтеве за људске менталне способности или способности обраде информација у оквиру производних и административних задатака. Тако је, посебно за домене анализе посла, евалуације захтева посла и дизајна посла, концептуализација менталног оптерећења постала још важнија од традиционалног физичког оптерећења.

Дефиниције менталног оптерећења

Не постоји договорена дефиниција менталног оптерећења. Главни разлог је тај што постоје најмање два теоријски добро заснована приступа и дефиниције: (1) МВЛ посматрано у смислу захтева задатка као независне, екстерне варијабле са којом се радни субјекти морају више или мање ефикасно носити, и (2) МВЛ као што је дефинисано у смислу интеракције између захтева задатка и људских способности или ресурса (Ханцоцк и Цхигнелл 1986; Велфорд 1986; Виеланд-Ецкелманн 1992).

Иако произилазе из различитих контекста, оба приступа нуде неопходан и добро утемељен допринос различитим проблемима.

захтеви ресурси интеракција приступ је развијен у контексту теорија о уклапању/неподударности личности и окружења које покушавају да објасне интериндивидуално различите одговоре на идентичне физичке и психосоцијалне услове и захтеве. Дакле, овај приступ може објаснити индивидуалне разлике у обрасцима субјективних одговора на захтеве и услове оптерећења, на пример, у смислу умора, монотоније, афективне аверзије, сагоревања или болести (Гопхер и Дончин 1986; Ханцоцк и Месхкати 1988).

захтеви задатка приступ је развијен у оквиру оних делова психологије и ергономије рада који се претежно баве пројектовањем задатака, посебно пројектовањем нових и неопробаних будућих задатака, или тзв. пројектовање будућег задатка. Позадина овде је концепт стрес-деформација. Захтјеви задатка представљају стрес и радни субјекти покушавају да се прилагоде захтјевима или да се носе са захтјевима као што би то чинили другим облицима стреса (Ханцоцк и Цхигнелл 1986). Овај приступ захтевима задатака покушава да одговори на питање како унапред дизајнирати задатке како би се оптимизовао њихов каснији утицај на — често још увек непознате — запослене који ће остварити ове будуће задатке.

Постоји бар неколико заједничких карактеристика обе концептуализације МВЛ.

1. МВЛ углавном описује улазне аспекте задатака, односно захтеве и захтеве које задаци постављају запосленима, а који се могу користити у предвиђању исхода задатка.
2. Ментални аспекти МВЛ-а су концептуализовани у смислу обраде информација. Обрада информација обухвата когнитивне, као и мотивационе/вољне и емоционалне аспекте, јер ће особе увек процењивати захтеве са којима морају да се изборе и на тај начин ће саморегулисати свој напор за обраду.
3. Обрада информација интегрише менталне процесе, представе (на пример, знање или менталне моделе машине) и стања (на пример, стања свести, степене активације и, мање формално, расположење).
4. МВЛ је вишедимензионална карактеристика захтева задатка, пошто сваки задатак варира у неколико међусобно повезаних, али ипак различитих димензија које се морају посебно обрадити у дизајну задатка.
5. МВЛ ће имати вишедимензионални утицај који ће барем одредити (а) понашање, на пример, стратегије и резултирајући учинак, (б) перципирано, субјективно краткорочно благостање са последицама по здравље на дужи рок, и (ц ) психофизиолошки процеси, на пример, промене крвног притиска на послу, које могу постати дугорочни ефекти позитивне врсте (подстичући, рецимо, побољшање кондиције) или негативне (укључујући оштећења или лоше здравље).
6. Са тачке гледишта дизајна задатака, МВЛ не треба минимизирати — као што би било неопходно у случају канцерогеног загађења ваздуха — већ оптимизовати. Разлог је тај што су захтевни ментални задаци неизбежни за добробит, промоцију здравља и квалификације јер нуде неопходне импулсе за активирање, предуслове за кондицију и могућности учења/тренинга. Недостатак захтева, напротив, може довести до деактивације, губитка физичке способности, деквалификације и погоршања такозване унутрашње мотивације (зависне од садржаја задатка). Налази у овој области довели су до технике дизајна задатака који промовише здравље и личност (Хацкер 1986).
7. МВЛ се стога, у сваком случају, мора бавити анализом задатака, евалуацијом захтева задатка, као и корективним и проспективним дизајном задатка.

Теоријски приступи: приступи захтевима и ресурсима

Са тачке гледишта прилагођавања особе и животне средине, МВЛ и његове последице могу се грубо категоризовати — као што је приказано на слици 1 — на подоптерећење, оптерећење које се правилно уклапа и преоптерећење. Ова категоризација произилази из односа између захтева задатка и менталних способности или ресурса. Захтеви задатка могу премашити, уклопити или не задовољити ресурсе. Обе врсте неусаглашености могу бити резултат квантитативних или квалитативних облика неслагања и имаће квалитативно различите, али у сваком случају негативне последице (видети слику 1).

Слика 1. Врсте и последице односа захтеви-ресурси

Неке теорије покушавају да дефинишу МВЛ почевши од стране ресурса или капацитета захтева, наиме, односа ресурса. Ове теорије ресурса могу се поделити на теорије обима ресурса и теорије алокације ресурса (Виеланд-Ецкелманн 1992). Количина расположивог капацитета може доћи из једног извора (један теорије ресурса) који одређује обраду. Доступност овог ресурса варира у зависности од узбуђења (Кахнеман 1973). Модеран више теорије ресурса претпостављају скуп релативно независних ресурса за обраду. Дакле, учинак ће зависити од услова да ли су исти или различити ресурси потребни истовремено и истовремено. Различити ресурси су, на пример, ресурси за кодирање, обраду или одговор (Гопхер и Донцхин 1986; Велфорд 1986). Најкритичнији проблем за ове врсте теорија је поуздана идентификација једног или више добро дефинисаних капацитета за квалитативно различите операције обраде.

Теорије алокације ресурса претпостављају квалитативно променљиву обраду као функцију различитих стратегија. У зависности од стратегија, различити ментални процеси и репрезентације се могу применити за постизање задатка. Дакле, не обим стабилних ресурса, већ флексибилне стратегије алокације постају кључна тачка интересовања. Опет, међутим, остаје да се одговори на суштинска питања – посебно у вези са методама дијагнозе стратегија.

Процена МВЛ: коришћење приступа захтевима и ресурсима

Строго мерење МВЛ тренутно би било немогуће јер недостају добро дефинисане мерне јединице. Али, свакако, концептуализација и инструменти за процену треба да задовоље опште критеријуме квалитета дијагностичких приступа, који имају објективност, поузданост, валидност и корисност. Међутим, до сада се само мало зна о укупном квалитету предложених техника или инструмената.

Постоји значајан број разлога за преостале потешкоће са проценом МВЛ према приступу захтевима и ресурсима (О'Доннелл и Еггемеиер 1986). Покушај процене МВЛ-а мора да се носи са питањима као што су следећа: да ли је задатак самонамеран, да прати циљеве које сте сами поставили, или је усмерен на екстерно дефинисан налог? Које врсте капацитета (свесна интелектуална обрада, примена прећутног знања итд.) су потребне и да ли се користе истовремено или узастопно? Да ли постоје различите стратегије и, ако да, које? Који механизми за суочавање са радом могу бити потребни?

Приступи о којима се најчешће расправља покушавају да процене МВЛ у смислу:

1. потребан напор (процена напора) приступи који примењују—у неким верзијама психофизиолошки потврђене—процедуре скалирања као што су оне које нуде Бартенверфер (1970) или Еилерс, Нацхреинер и Ханицке (1986), или
2. заузети или, обрнуто, преостали ментални капацитет (процена менталних способности) приступи примењујући традиционалне технике двоструких задатака као што су, на пример, расправљали О'Доннелл и Еггемеиер (1986).

Оба приступа у великој мери зависе од претпоставки теорија о појединачним ресурсима и стога морају да се боре са горе поменутим питањима.

Процена напора. Такве технике процене напора као што је, на пример, процедура скалирања примењена на перципирани корелат општа централна активација, које је развио и потврдио Бартенверфер (1970), нуде вербалне скале које се могу употпунити графичким и које оцењују једнодимензионално варирајући део уоченог потребног напора током извршавања задатка. Од субјеката се тражи да опишу свој уочени напор помоћу једног од корака дате скале.

Горе наведени критеријуми квалитета су испуњени овом техником. Његова ограничења укључују једнодимензионалност скале, која покрива суштински, али сумњив део уоченог напора; ограничена или одсутна могућност предвиђања уочених резултата личног задатка, на пример, у смислу умора, досаде или анксиозности; а посебно високо апстрактни или формални карактер напора који неће идентификовати и објаснити скоро ништа од аспеката МВЛ зависних од садржаја као, на пример, било које могуће корисне примене квалификација или опција учења.

Процена менталних способности. Процена менталног капацитета се састоји од техника двоструког задатка и сродне процедуре интерпретације података, која се назива перформансе радна карактеристика (ПОЦ). Технике двоструког задатка покривају неколико процедура. Њихова заједничка карактеристика је да се од субјеката тражи да обављају два задатка истовремено. Кључна хипотеза је: што ће се мање додатног или секундарног задатка у ситуацији са двоструким задатком погоршати у поређењу са основном ситуацијом појединачног задатка, то су нижи захтеви за менталним капацитетима примарног задатка, и обрнуто. Приступ је сада проширен и истражују се различите верзије ометања задатака под условима двоструког задатка. На пример, субјекти се упућују да обављају два задатка истовремено са степенованим варијацијама приоритета задатака. ПОЦ крива графички илуструје ефекте могућих комбинација двоструких задатака које произилазе из дељења ограничених ресурса између задатака који се истовремено обављају.

Критичке претпоставке приступа се углавном састоје у сугестијама да ће сваки задатак захтевати одређени део стабилног, ограниченог свесног (насупрот несвесног, аутоматизованог, имплицитног или прећутног) капацитета обраде, у хипотетичком адитивном односу два захтева за капацитетом, и у ограничењу приступа само подацима о учинку. Ово последње би могло да доведе у заблуду из неколико разлога. Пре свега, постоје значајне разлике у осетљивости података о учинку и субјективно перципираних података. Чини се да је перципирано оптерећење одређено углавном количином потребних ресурса, често операционализованих у смислу радне меморије, док се чини да су мере перформанси углавном одређене ефикасношћу дељења ресурса, у зависности од стратегија алокације (ово је теорија дисоцијације; видети Вицкенс и Иех 1983). Штавише, индивидуалне разлике у способностима обраде информација и особинама личности снажно утичу на индикаторе МВЛ у субјективном (перципираном), перформансном и психофизиолошком подручју.

Теоријски приступи: приступи задатка

Као што је показано, захтеви задатка су вишедимензионални и стога не могу бити довољно описани помоћу само једне димензије, било да се ради о уоченом напору или о резидуалном свесном менталном капацитету. Дубљи опис би могао бити профил налик, применом теоријски одабраног узорка степенованих димензија карактеристика задатка. Централно питање је стога концептуализација „задатка“, посебно у смислу садржаја задатка, и „остварења задатка“, посебно у смислу структуре и фаза циљно оријентисаних акција. Улога задатка је наглашена чињеницом да је чак и утицај контекстуалних услова (као што су температура, бука или радно време) на особе зависан од задатка, јер су посредовани задатком који делује као капија (Фисхер 1986) . Различити теоријски приступи се довољно слажу у погледу оних критичних димензија задатка, које нуде ваљано предвиђање исхода задатка. У сваком случају, исход задатка је двострук, будући да (1) планирани резултат мора бити постигнут, испуњавајући критеријуме учинка и исхода, и (2) ће се појавити одређени број ненамерних личних краткорочних и кумулативних дугорочних нежељених ефеката, јер на пример умор, досада (монотонија), професионалне болести или побољшана унутрашња мотивација, знање или вештине.

Процена МВЛ. Са приступима захтевима задатка, приступи оријентисани на акцију попут оних потпуних наспрам делимичних радњи или оцене потенцијала мотивације (за разраду оба видети Хацкер 1986), предлажу као неопходне карактеристике задатка за анализу и евалуацију најмање следеће:

• временска и процедурална аутономија у доношењу одлука о самопостављеним циљевима и, последично, транспарентност, предвидљивост и контрола радне ситуације

• број и разноврсност подзадатака (посебно у вези са припремом, организацијом и провером резултата имплементације) и радњи којима се ови подзадаци остварују (тј. да ли такве акције укључују цикличну комплетност наспрам фрагментације)

• разноликост („ниво”) менталних процеса и представа који регулишу акцију. То могу бити ментално аутоматизовани или рутински, они засновани на знању „ако-онда” или интелектуални и они који решавају проблеме. (Могу их такође карактерисати хијерархијска потпуност за разлику од фрагментације)

• потребна сарадња

• дугорочни захтеви или опције учења.

Идентификација ових карактеристика задатака захтева заједничке процедуре анализе посла/задатка, укључујући анализу докумената, запажања, интервјуе и групне дискусије, које морају бити интегрисане у квази-експериментални дизајн (Рудолпх, Сцхонфелдер и Хацкер 1987). Доступни су инструменти за анализу задатака који могу водити и помоћи у анализи. Неки од њих помажу само у анализи (на пример, НАСА-ТЛКС Таск Лоад Индек, Харт и Ставеланд, 1988), док су други корисни за евалуацију и дизајн или редизајн. Пример овде је ТБС-ГА (Татигкеитсбевертунгс Систем фур геистиге Арбеит [Анкета о дијагнози задатака—Ментални рад]); види Рудолпх, Сцхонфелдер и Хацкер (1987).

Назад

Реч биомаркер је скраћеница за биолошки маркер, термин који се односи на мерљиви догађај који се дешава у биолошком систему, као што је људско тело. Овај догађај се онда тумачи као одраз, или маркер, општијег стања организма или очекиваног животног века. У здравству на раду, биомаркер се генерално користи као индикатор здравственог статуса или ризика од болести.

Биомаркери се користе за ин витро као и за ин виво студије које могу укључивати људе. Обично се идентификују три специфичне врсте биолошких маркера. Иако је неколико биомаркера тешко класификовати, они се обично деле на биомаркере изложености, биомаркере ефекта или биомаркере осетљивости (видети табелу 1).

Табела 1. Примери биомаркера изложености или биомаркера ефеката који се користе у токсиколошким студијама у здрављу на раду

Уз прихватљив степен ваљаности, биомаркери се могу користити у неколико намена. На индивидуалној основи, биомаркер се може користити да подржи или оповргне дијагнозу одређене врсте тровања или другог хемијски изазваног нежељеног ефекта. Код здравог субјекта, биомаркер такође може одражавати индивидуалну хиперсклоност специфичним хемикалијама и стога може послужити као основа за предвиђање ризика и саветовање. У групама изложених радника, неки биомаркери изложености могу се применити за процену степена усклађености са прописима о смањењу загађења или ефикасности превентивних напора уопште.

Биомаркери изложености

Биомаркер изложености може бити егзогено једињење (или метаболит) у телу, интерактивни производ између једињења (или метаболита) и ендогене компоненте, или други догађај повезан са изложеношћу. Најчешће, биомаркери изложености стабилним једињењима, као што су метали, обухватају мерења концентрација метала у одговарајућим узорцима, као што су крв, серум или урин. Код испарљивих хемикалија може се проценити њихова концентрација у издахнутом даху (након удисања ваздуха без контаминације). Ако се једињење метаболише у телу, један или више метаболита се може изабрати као биомаркер изложености; метаболити се често одређују у узорцима урина.

Савремене методе анализе могу омогућити раздвајање изомера или конгенера органских једињења, као и одређивање специјације металних једињења или изотопских односа појединих елемената. Софистициране анализе омогућавају одређивање промена у структури ДНК или других макромолекула изазваних везивањем са реактивним хемикалијама. Такве напредне технике ће без сумње значајно добити на значају за апликације у студијама биомаркера, а ниже границе детекције и боља аналитичка валидност ће вероватно учинити ове биомаркере још кориснијим.

Посебно обећавајући развој догодио се са биомаркерима изложености мутагеним хемикалијама. Ова једињења су реактивна и могу да формирају адукте са макромолекулима, као што су протеини или ДНК. Адукти ДНК могу се открити у белим крвним зрнцима или биопсијама ткива, а специфични фрагменти ДНК могу се излучити урином. На пример, излагање етилен оксиду доводи до реакција са ДНК базама, и, након ексцизије оштећене базе, Н-7-(2-хидроксиетил)гванин ће се елиминисати у урину. Неки адукти се можда не односе директно на одређену изложеност. На пример, 8-хидрокси-2´-деоксигуанозин одражава оксидативно оштећење ДНК, а ову реакцију може покренути неколико хемијских једињења, од којих већина такође индукује пероксидацију липида.

Други макромолекули се такође могу променити формирањем или оксидацијом адукта. Од посебног интереса, таква реактивна једињења могу да генеришу адукте хемоглобина који се могу одредити као биомаркери изложености једињењима. Предност је у томе што се из узорка крви могу добити велике количине хемоглобина, а с обзиром на четворомесечни животни век црвених крвних зрнаца, адукти формирани са амино киселинама протеина ће указивати на укупну изложеност током овог периода.

Адукти се могу одредити осетљивим техникама као што је липидна хроматографија високих перформанси, а доступне су и неке имунолошке методе. Генерално, аналитичке методе су нове, скупе и захтевају даљи развој и валидацију. Боља осетљивост се може постићи коришћењем ³²П тест обележавања након обележавања, што је неспецифична индикација да је дошло до оштећења ДНК. Све ове технике су потенцијално корисне за биолошки мониторинг и примењене су у све већем броју студија. Међутим, потребне су једноставније и осетљивије аналитичке методе. С обзиром на ограничену специфичност неких метода при ниском излагању, пушење дувана или други фактори могу значајно да утичу на резултате мерења, узрокујући потешкоће у интерпретацији.

Изложеност мутагеним једињењима, или једињењима која се метаболишу у мутагене, такође се може утврдити проценом мутагености урина изложене особе. Узорак урина се инкубира са сојем бактерија код којих је специфична тачкаста мутација изражена на начин који се лако може измерити. Ако су мутагене хемикалије присутне у узорку урина, онда ће се у бактеријама појавити повећана стопа мутација.

Биомаркери изложености се морају проценити с обзиром на временске варијације у изложености и однос према различитим одељцима. Дакле, временски оквир(и) представљени биомаркером, односно степен у коме мерење биомаркера одражава прошлу изложеност(е) и/или акумулирани терет тела, мора да се одреди из токсикокинетичких података да би се резултат интерпретирао. Посебно треба узети у обзир степен до којег биомаркер указује на задржавање у одређеним циљним органима. Иако се узорци крви често користе за студије биомаркера, периферна крв се генерално не сматра преградом као таквом, иако делује као транспортни медијум између одељења. Степен до којег концентрација у крви одражава нивое у различитим органима увелико варира између различитих хемикалија, а обично зависи и од дужине излагања, као и од времена од излагања.

Понекад се ова врста доказа користи за класификацију биомаркера као индикатора (укупне) апсорбоване дозе или индикатора ефективне дозе (тј. количине која је достигла циљно ткиво). На пример, излагање одређеном растварачу може се проценити на основу података о стварној концентрацији растварача у крви у одређено време након излагања. Ово мерење ће одражавати количину растварача који је апсорбован у тело. Део апсорбоване количине ће бити издахнут услед притиска паре растварача. Док циркулише у крви, растварач ће ступити у интеракцију са различитим компонентама тела и на крају ће постати подложан разградњи ензима. Исход метаболичких процеса може се проценити одређивањем специфичних меркаптурних киселина произведених коњугацијом са глутатионом. Кумулативно излучивање меркаптурних киселина може боље да одражава ефективну дозу него концентрација у крви.

Животни догађаји, као што су репродукција и старење, могу утицати на дистрибуцију хемикалије. Трудноћа значајно утиче на дистрибуцију хемикалија у телу, а многе хемикалије могу проћи плацентну баријеру, изазивајући излагање фетуса. Лактација може довести до излучивања хемикалија растворљивих у липидима, што доводи до смањеног задржавања код мајке заједно са повећаним уносом одојчета. Током губитка тежине или развоја остеопорозе, ускладиштене хемикалије се могу ослободити, што онда може довести до обновљеног и продуженог „ендогеног“ излагања циљних органа. Други фактори могу утицати на индивидуалну апсорпцију, метаболизам, задржавање и дистрибуцију хемијских једињења, а доступни су и неки биомаркери осетљивости (види доле).

Биомаркери ефекта

Маркер ефекта може бити ендогена компонента, или мера функционалног капацитета, или неки други индикатор стања или равнотеже тела или система органа, на који утиче изложеност. Такви маркери ефекта су генерално претклинички индикатори абнормалности.

Ови биомаркери могу бити специфични или неспецифични. Специфични биомаркери су корисни јер указују на биолошки ефекат одређене изложености, чиме се пружају докази који се потенцијално могу користити у превентивне сврхе. Неспецифични биомаркери не указују на појединачни узрок ефекта, али могу одражавати укупан, интегрисани ефекат због мешовите изложености. Обе врсте биомаркера стога могу бити од велике користи у здрављу на раду.

Не постоји јасна разлика између биомаркера изложености и биомаркера ефекта. На пример, могло би се рећи да формирање адукта одражава ефекат пре него излагање. Међутим, биомаркери ефекта обично указују на промене у функцијама ћелија, ткива или целог тела. Неки истраживачи укључују велике промене, као што је повећање тежине јетре изложених лабораторијских животиња или смањен раст код деце, као биомаркере ефекта. У сврху здравља на раду, биомаркери ефекта треба да буду ограничени на оне који указују на субклиничке или реверзибилне биохемијске промене, као што је инхибиција ензима. Најчешћи биомаркер ефекта је вероватно инхибиција холинестеразе коју изазивају одређени инсектициди, односно органофосфати и карбамати. У већини случајева, овај ефекат је потпуно реверзибилан, а инхибиција ензима одражава укупну изложеност овој одређеној групи инсектицида.

Нека излагања не доводе до инхибиције ензима, већ до повећане активности ензима. Ово је случај са неколико ензима који припадају породици П450 (погледајте „Генетске детерминанте токсичног одговора”). Они могу бити изазвани излагањем одређеним растварачима и полиароматичним угљоводоницима (ПАХ). Пошто се ови ензими углавном експримирају у ткивима из којих је тешко добити биопсију, активност ензима се одређује индиректно ин виво давањем једињења које се метаболише тим одређеним ензимом, а затим се производ разградње мери у урину или плазми.

Друге изложености могу изазвати синтезу заштитног протеина у телу. Најбољи пример је вероватно металотионеин, који везује кадмијум и подстиче излучивање овог метала; излагање кадмијуму је један од фактора који резултира повећаном експресијом гена за металотионеин. Слични заштитни протеини могу постојати, али још нису довољно истражени да би постали прихваћени као биомаркери. Међу кандидатима за могућу употребу као биомаркери су такозвани протеини стреса, првобитно названи протеини топлотног шока. Ове протеине генерише низ различитих организама као одговор на различита штетна излагања.

Оксидативно оштећење се може проценити одређивањем концентрације малондиалдехида у серуму или издисањем етана. Слично, излучивање протеина са малом молекулском тежином у урину, као што је албумин, може се користити као биомаркер раног оштећења бубрега. Неколико параметара који се рутински користе у клиничкој пракси (на пример, нивои серумских хормона или ензима) такође могу бити корисни као биомаркери. Међутим, многи од ових параметара можда нису довољно осетљиви да би се рано открило оштећење.

Друга група параметара ефеката односи се на генотоксичне ефекте (промене у структури хромозома). Такви ефекти се могу открити микроскопијом белих крвних зрнаца која пролазе кроз ћелијску деобу. Озбиљна оштећења хромозома — хромозомске аберације или формирање микронуклеуса — могу се видети под микроскопом. Оштећење се такође може открити додавањем боје ћелијама током ћелијске деобе. Излагање генотоксичном агенсу се тада може визуализовати као повећана размена боје између две хроматиде сваког хромозома (сестринска размена хроматида). Хромозомске аберације су повезане са повећаним ризиком од развоја канцера, али је значај повећане стопе размене сестринских хроматида мање јасан.

Софистициранија процена генотоксичности заснива се на одређеним тачкастим мутацијама у соматским ћелијама, односно белим крвним зрнцима или епителним ћелијама добијеним из оралне слузокоже. Мутација на одређеном локусу може учинити ћелије способним да расту у култури која садржи хемикалију која је иначе токсична (као што је 6-тиогуанин). Алтернативно, може се проценити специфични генски производ (нпр. концентрације онкопротеина у серуму или ткиву које кодирају одређени онкогени). Очигледно, ове мутације одражавају укупно настало генотоксично оштећење и не указују нужно на било шта о узрочној изложености. Ове методе још нису спремне за практичну употребу у здравству на раду, али брз напредак у овој линији истраживања би сугерисао да ће такве методе постати доступне у року од неколико година.

Биомаркери осетљивости

Маркер осетљивости, било наслеђен или индукован, је индикатор да је појединац посебно осетљив на дејство ксенобиотика или на ефекте групе таквих једињења. Највише пажње је усмерено на генетску подложност, иако други фактори могу бити барем једнако важни. Хиперсензибилност може бити последица наследне особине, конституције појединца или фактора околине.

Способност метаболизма одређених хемикалија је променљива и генетски је одређена (погледајте „Генетске детерминанте токсичног одговора”). Чини се да неколико релевантних ензима контролише један ген. На пример, оксидација страних хемикалија се углавном спроводи у породици ензима који припадају породици П450. Други ензими чине метаболите растворљивијим у води коњугацијом (нпр. Н-ацетилтрансфераза и μ-глутатион-S-трансфераза). Активност ових ензима је генетски контролисана и значајно варира. Као што је горе поменуто, активност се може одредити давањем мале дозе лека, а затим одређивањем количине метаболита у урину. Неки од гена су сада окарактерисани и доступне су технике за одређивање генотипа. Важне студије сугеришу да је ризик од развоја одређених облика рака повезан са способношћу метаболизма страних једињења. Многа питања и даље остају без одговора, чиме се у овом тренутку ограничава употреба ових потенцијалних биомаркера осетљивости у здрављу на раду.

Друге наследне особине, као што је алфа₁-недостатак антитрипсина или недостатак глукоза-6-фосфат дехидрогеназе, такође резултира недостатком одбрамбених механизама у телу, што узрокује преосјетљивост на одређене изложености.

Већина истраживања у вези са осетљивошћу бавила се генетском предиспозицијом. Други фактори такође играју улогу и делимично су занемарени. На пример, особе са хроничном болешћу могу бити осетљивије на професионалну изложеност. Такође, ако је процес болести или претходна изложеност токсичним хемикалијама изазвала нека субклиничка оштећења органа, онда ће капацитет да се издржи ново токсично излагање вероватно бити мањи. Биохемијски индикатори функције органа се у овом случају могу користити као биомаркери осетљивости. Можда најбољи пример у вези са хиперсензибилношћу односи се на алергијске реакције. Ако је појединац постао осетљив на одређену изложеност, тада се у серуму могу открити специфична антитела. Чак и ако појединац није постао сензибилизиран, друга тренутна или прошла изложеност може повећати ризик од развоја штетних ефеката повезаних са професионалном изложеношћу.

Велики проблем је утврдити заједнички ефекат мешовитих експозиција на раду. Поред тога, личне навике и употреба дрога могу довести до повећане осетљивости. На пример, дувански дим обично садржи значајну количину кадмијума. Дакле, уз професионалну изложеност кадмијуму, тешки пушач који је акумулирао значајне количине овог метала у телу биће изложен повећаном ризику од развоја болести бубрега повезаних са кадмијумом.

Примена у здравству на раду

Биомаркери су изузетно корисни у токсиколошким истраживањима, а многи могу бити применљиви у биолошком праћењу. Без обзира на то, ограничења се такође морају препознати. Многи биомаркери су до сада проучавани само на лабораторијским животињама. Токсикокинетички обрасци код других врста не морају нужно да одражавају ситуацију код људи, а екстраполација може захтевати потврдне студије на људским добровољцима. Такође, морају се узети у обзир индивидуалне варијације због генетских или уставних фактора.

У неким случајевима, биомаркери изложености можда уопште нису изводљиви (нпр. за хемикалије које су краткотрајне ин виво). Друге хемикалије се могу складиштити или могу утицати на органе којима се не може приступити рутинским процедурама, као што је нервни систем. Пут излагања такође може утицати на образац дистрибуције, а самим тим и на мерење биомаркера и његову интерпретацију. На пример, директно излагање мозга преко олфакторног нерва ће вероватно избећи детекцију мерењем биомаркера изложености. Што се тиче ефеката биомаркера, многи од њих нису уопште специфични, а промена може бити узрокована разним узроцима, укључујући факторе начина живота. Можда посебно у вези са биомаркерима осетљивости, тумачење у овом тренутку мора бити веома опрезно, пошто остаје много неизвесности у вези са укупним здравственим значајем појединачних генотипова.

У здравству на раду, идеални биомаркер треба да задовољи неколико захтева. Пре свега, прикупљање и анализа узорака морају бити једноставни и поуздани. За оптималан аналитички квалитет потребна је стандардизација, али специфични захтеви значајно варирају. Главне области које изазивају забринутост укључују: припрему појединца, поступак узорковања и руковање узорком и поступак мерења; ово последње обухвата техничке факторе, као што су процедуре калибрације и осигурања квалитета, и факторе везане за појединца, као што су образовање и обука оператера.

За документацију аналитичке валидности и следљивости, референтни материјали треба да се заснивају на релевантним матрицама и са одговарајућим концентрацијама токсичних супстанци или релевантних метаболита на одговарајућим нивоима. Да би се биомаркери користили за биолошки мониторинг или у дијагностичке сврхе, одговорне лабораторије морају имати добро документоване аналитичке процедуре са дефинисаним карактеристикама перформанси и доступне записе који омогућавају верификацију резултата. У исто време, без обзира на то, економичност карактеризације и коришћења референтних материјала као допуна процедура обезбеђења квалитета уопште мора бити узета у обзир. Стога, достижни квалитет резултата и употреба на коју се они користе, морају бити у равнотежи са додатним трошковима осигурања квалитета, укључујући референтне материјале, радну снагу и инструментацију.

Други захтев је да биомаркер треба да буде специфичан, барем под околностима студије, за одређену врсту изложености, са јасним односом према степену изложености. У супротном, резултат мерења биомаркера може бити превише тежак за тумачење. За правилно тумачење резултата мерења биомаркера изложености, мора бити позната дијагностичка валидност (тј. превод вредности биомаркера у величину могућих здравствених ризика). У овој области, метали служе као парадигма за истраживање биомаркера. Недавна истраживања су показала сложеност и суптилност односа доза-одговор, са значајним потешкоћама у идентификацији нивоа без ефекта, а самим тим и у дефинисању подношљивих излагања. Међутим, ова врста истраживања је такође илустровала врсте истраживања и префињености које су неопходне да би се откриле релевантне информације. За већину органских једињења, квантитативне везе између изложености и одговарајућих штетних ефеката на здравље још нису доступне; у многим случајевима чак ни примарни циљни органи нису поуздани. Поред тога, процена података о токсичности и концентрација биомаркера је често компликована излагањем смешама супстанци, пре него излагањем једном једињењу у то време.

Пре него што се биомаркер примени у сврхе здравља на раду, неопходна су нека додатна разматрања. Прво, биомаркер мора одражавати само субклиничку и реверзибилну промену. Друго, с обзиром на то да се резултати биомаркера могу тумачити у односу на ризике по здравље, онда превентивни напори треба да буду доступни и треба их сматрати реалистичним у случају да подаци о биомаркерима указују на потребу да се смањи изложеност. Треће, практична употреба биомаркера се генерално мора сматрати етички прихватљивом.

Мерења индустријске хигијене могу се упоредити са применљивим границама изложености. Слично томе, резултати о биомаркерима изложености или биомаркерима ефеката могу се упоредити са границама биолошког деловања, који се понекад називају индекси биолошке изложености. Таква ограничења би требало да буду заснована на најбољим саветима клиничара и научника из одговарајућих дисциплина, а одговорни администратори као „менаџери ризика“ треба да узму у обзир релевантне етичке, друштвене, културне и економске факторе. Научна основа би, ако је могуће, требало да укључи односе доза-одговор допуњене информацијама о варијацијама у осетљивости унутар ризичне популације. У неким земљама, радници и припадници опште јавности укључени су у процес постављања стандарда и дају важан допринос, посебно када је научна несигурност знатна. Једна од главних нејасноћа је како дефинисати нежељени ефекат на здравље који треба спречити—на пример, да ли формирање адукта као биомаркера изложености само по себи представља нежељени ефекат (тј. биомаркер ефекта) који треба спречити. Вероватно ће се појавити тешка питања када се одлучује да ли је етички одбрамбено да за исто једињење има различите границе за случајну изложеност, с једне стране, и професионалну изложеност, с друге.

Информације добијене употребом биомаркера генерално треба да се пренесу појединцима који се прегледају у оквиру односа лекар-пацијент. Етички проблеми се морају посебно размотрити у вези са високо експерименталним анализама биомаркера које се тренутно не могу детаљно тумачити у смислу стварних здравствених ризика. За општу популацију, на пример, тренутно постоје ограничене смернице у погледу тумачења биомаркера изложености осим концентрације олова у крви. Такође је важно поверење у добијене податке (тј. да ли је урађено одговарајуће узорковање и да ли су у укљученој лабораторији коришћене добре процедуре за обезбеђење квалитета). Додатна област посебне бриге односи се на индивидуалну преосјетљивост. Ова питања се морају узети у обзир приликом пружања повратних информација из студије.

Сви сектори друштва на које утиче студија о биомаркерима или се баве извођењем студије о биомаркерима морају бити укључени у процес доношења одлука о томе како поступати са информацијама добијеним од студије. Специфичне процедуре за спречавање или превазилажење неизбежних етичких сукоба треба да буду развијене у правним и друштвеним оквирима региона или земље. Међутим, свака ситуација представља другачији скуп питања и замки, и не може се развити јединствена процедура за укључивање јавности која би обухватила све примене биомаркера изложености.

Назад

Концепт будности се односи на стање будности људског посматрача у задацима који захтевају ефикасну регистрацију и обраду сигнала. Главне карактеристике задатака будности су релативно дуго трајање и захтев да се детектују ретки и непредвидиви циљни стимуланси (сигнали) у позадини других стимулативних догађаја.

Задаци будности

Прототипни задатак за истраживање будности био је задатак радарских оператера. Историјски гледано, њихов очигледно незадовољавајући учинак током Другог светског рата био је главни подстрек за опсежно проучавање будности. Други велики задатак који захтева будност је индустријска инспекција. Уопштено говорећи, све врсте задатака надгледања који захтевају откривање релативно ретких сигнала садрже ризик од неуспеха у откривању и реаговању на ове критичне догађаје.

Задаци будности чине хетероген скуп и варирају у неколико димензија, упркос њиховим заједничким карактеристикама. Очигледно важна димензија је укупна стопа стимулуса као и стопа циљних стимулуса. Није увек могуће недвосмислено дефинисати стопу стимулуса. Ово је случај у задацима који захтевају детекцију циљних догађаја у односу на континуирано представљене позадинске стимулусе, као код откривања критичних вредности на скупу точкића у задатку надгледања. Мање очигледно важна разлика је она између задатака узастопне дискриминације и задатака симултане дискриминације. У задацима симултане дискриминације истовремено су присутни и циљни и позадински стимуланси, док се у задацима узастопне дискриминације један за другим представља тако да се постављају неки захтеви за памћење. Иако већина задатака будности захтева детекцију визуелних стимулуса, проучавани су и стимуланси у другим модалитетима. Подражаји могу бити ограничени на једну просторну локацију или могу постојати различити извори циљних стимулуса. Циљни стимуланси се могу разликовати од позадинских стимулуса по физичким карактеристикама, али и по концептуалнијим (попут одређеног обрасца очитавања бројила који се може разликовати од других образаца). Наравно, упадљивост циљева може варирати: неке се могу лако открити, док је друге тешко разликовати од позадинских стимулуса. Циљни стимуланси могу бити јединствени или могу постојати скупови циљних стимулуса без добро дефинисаних граница да би се одвојили од позадинских стимулуса, као што је случај у многим задацима индустријске инспекције. Ова листа димензија по којима се задаци будности разликују може се проширити, али чак и ова дужина листе довољна је да нагласи хетерогеност задатака будности, а самим тим и ризике укључене у генерализацију одређених запажања у целом скупу.

Варијације перформанси и смањење будности

Најчешће коришћена мера учинка у задацима будности је удео откривених циљних стимулуса, на пример, неисправних производа у индустријској инспекцији; ово је процена вероватноће тзв Хитс. Они циљни стимуланси који остају непримећени се називају промашује. Иако је стопа погодака згодна мера, она је донекле непотпуна. Постоји тривијална стратегија која омогућава постизање 100% погодака: потребно је само класификовати све стимулусе као мете. Међутим, стопа погодака од 100% је затим праћена стопом лажног аларма од 100%, то јест, не само да су циљни стимуланси исправно откривени, већ су и позадински стимуланси погрешно „откривени“. Ова линија расуђивања јасно даје до знања да кад год уопште постоје лажни аларми, важно је знати њихову пропорцију поред стопе погодака. Још једна мера за учинак у задатку будности је време потребно да се одговори на циљне стимулусе (време одговора).

Учинак у задацима будности показује два типична атрибута. Први је низак општи ниво перформанси будности. Низак је у поређењу са идеалном ситуацијом за исте стимулусе (кратки периоди посматрања, висока спремност посматрача за сваку дискриминацију итд.). Други атрибут је такозвани декремент будности, опадање перформанси у току сата који може да почне у првих неколико минута. Оба ова запажања односе се на пропорцију погодака, али су такође пријављена за време одговора. Иако је смањење будности типично за задатке будности, оно није универзално.

У истраживању узрока лоших укупних перформанси и смањења будности, биће направљена разлика између појмова који се односе на основне карактеристике задатка и концепата који су повезани са организмским и ситуационим факторима који нису повезани са задатком. Међу факторима који се односе на задатке могу се разликовати стратешки и нестратешки фактори.

Стратешки процеси у задацима будности

Детекција сигнала попут неисправног производа делом је ствар посматрачеве стратегије, а делом и дискриминабилност сигнала. Ова разлика се заснива на теорија детекције сигнала (ТСД), а неке основе теорије треба да буду представљене како би се истакла важност разлике. Размотрите хипотетичку променљиву, дефинисану као „доказ за присуство сигнала“. Кад год се представи сигнал, ова варијабла поприма неку вредност, а кад год се представи позадински стимуланс, она поприма вредност која је нижа у просеку. Претпоставља се да вредност варијабле доказа варира у зависности од поновљених презентација сигнала. Стога се може окарактерисати такозваном функцијом густине вероватноће као што је илустровано на слици 1. Друга функција густине карактерише вредности варијабле доказа након представљања позадинског стимулуса. Када су сигнали слични позадинским стимулусима, функције ће се преклапати, тако да одређена вредност варијабле доказа може да потиче или од сигнала или од позадинског стимулуса. Конкретан облик функција густине са слике 1 није од суштинског значаја за аргумент.

Слика 1. Прагови и дискриминабилност

Одговор посматрача на детекцију заснива се на варијабли доказа. Претпоставља се да је праг постављен тако да се одговор детекције даје кад год је вредност варијабле доказа изнад прага. Као што је илустровано на слици 1, области испод функција густине десно од прага одговарају вероватноћи погодака и лажних аларма. У пракси се могу извести процене раздвајања две функције и локације прага. Раздвајање две функције густине карактерише дискриминабилност циљних стимулуса од позадинских стимулуса, док локација прага карактерише стратегију посматрача. Варијација прага производи заједничку варијацију пропорција погодака и лажних аларма. Са високим прагом, пропорције погодака и лажних аларма ће бити мале, док ће са ниским прагом пропорције бити велике. Дакле, избор стратегије (постављање прага) у суштини представља избор одређене комбинације стопе погодака и стопе лажних аларма међу комбинацијама које су могуће за одређену дискриминабилност.

Два главна фактора која утичу на локацију прага су исплате и фреквенција сигнала. Праг ће бити постављен на ниже вредности када се може много добити од поготка, а мало изгубити од лажног аларма, а биће подешен на више вредности када су лажни аларми скупи, а користи од погодака мале. Ниско подешавање прага такође може бити изазвано високим уделом сигнала, док низак удео сигнала има тенденцију да изазове подешавања виших прагова. Ефекат фреквенције сигнала на подешавања прага је главни фактор за ниске укупне перформансе у смислу пропорције погодака у задацима будности и за смањење будности.

Обрачун смањења будности у смислу стратешких промена (промена прага) захтева да смањење пропорције погодака у току посматрања буде праћено смањењем пропорције лажних аларма. Ово је, у ствари, случај у многим студијама, и вероватно је да свеукупни лош учинак у задацима будности (у поређењу са оптималном ситуацијом) такође резултира, барем делимично, прилагођавањем прага. Током посматрања, релативна учесталост одговора на детекцију одговара релативној учесталости циљева, а ово подешавање подразумева висок праг са релативно малим уделом погодака и релативно малим уделом лажних аларма. Ипак, постоји смањење будности које је резултат промена у дискриминаторности, а не променама у подешавањима прагова. Они су примећени углавном у задацима узастопне дискриминације са релативно високом стопом стимулативних догађаја.

Нестратешки процеси у задацима будности

Иако се део укупног лошег учинка у задацима будности и многи случајеви смањења будности могу објаснити у смислу стратешких прилагођавања прага детекције ниским брзинама сигнала, такав приказ није потпун. Постоје промене у посматрачу током посматрања које могу смањити дискриминабилност стимулуса или довести до очигледних померања прага који се не могу сматрати прилагођавањем карактеристикама задатка. Током више од 40 година истраживања будности, идентификован је низ нестратешких фактора који доприносе лошем укупном учинку и смањењу будности.

Исправан одговор на мету у задатку будности захтева довољно прецизну сензорну регистрацију, одговарајућу граничну локацију и везу између процеса перцепције и повезаних процеса повезаних са одговором. Током посматрања посматрачи морају да одрже одређени задатак, одређену спремност да на одређени начин одговоре на циљне стимулусе. Ово је нетривијалан захтев јер без одређеног постављеног задатка ниједан посматрач не би реаговао на циљне стимулусе на тражени начин. Два главна извора неуспеха су стога нетачна сензорна регистрација и пропусти у спремности да се одговори на циљне стимулусе. Главне хипотезе које објашњавају такве неуспехе биће укратко прегледане.

Детекција и идентификација стимулуса су бржи када нема временске или просторне несигурности у погледу његовог изгледа. Временска и/или просторна несигурност ће вероватно смањити учинак будности. Ово је суштинско предвиђање за теорија очекивано. Оптимална припремљеност посматрача захтева временску и просторну сигурност; очигледно су задаци будности мање него оптимални у овом погледу. Иако је главни фокус теорије очекивања на укупном ниском учинку, он такође може послужити да се урачунају делови смањења будности. Са ретким сигналима у насумичним интервалима, високи нивои припремљености могу у почетку постојати у тренуцима када сигнал није представљен; поред тога, сигнали ће бити представљени на ниском нивоу припремљености. Ово обесхрабрује повремене високе нивое припремљености уопште, тако да ће све користи које стекну од њих нестати током посматрања.

Теорија очекивања има блиску везу са теорије пажње. Варијанте пажњивих теорија будности, наравно, повезане су са доминантним теоријама пажње уопште. Размотрите поглед на пажњу као „избор за обраду” или „избор за акцију”. Према овом ставу, стимуланси се бирају из окружења и обрађују са високом ефикасношћу кад год служе тренутно доминантном акционом плану или постављеном задатку. Као што је већ речено, селекција ће имати користи од прецизних очекивања о томе када и где ће се такви стимуланси појавити. Али стимуланси ће бити изабрани само ако је акциони план – постављени задатак – активан. (Возачи аутомобила, на пример, реагују на семафоре, други саобраћај итд.; путници то не раде нормално, иако су и једни и други у готово истој ситуацији. Критична разлика је у томе што између постављених задатака та два: само Задаци возача захтевају одговоре на семафоре.)

Избор стимулуса за обраду ће трпети када се акциони план привремено деактивира, односно када постављени задатак привремено изостане. Задаци будности обухватају бројне карактеристике које обесхрабрују континуирано одржавање скупа задатака, као што су кратко време циклуса за обраду стимулуса, недостатак повратних информација и мали мотивациони изазов због очигледне тежине задатка. Такозвана блокирања се могу приметити у скоро свим једноставним когнитивним задацима са кратким циклусом, као што је једноставна ментална аритметика или брзи серијски одговори на једноставне сигнале. Сличне блокаде се јављају иу одржавању задатка постављеног у задатку будности. Они се не препознају одмах као одложени одговори јер су одговори ретки и циљеви који су представљени током периода одсуства постављених задатака можда више неће бити тамо када се одсуство заврши, тако да ће се приметити промашај уместо одложеног одговора. Блокирања постају све чешћа са временом проведеним на задатку. Ово може довести до смањења будности. Могу постојати додатни разлози за привремене пропусте у доступности одговарајућег скупа задатака, на пример, ометање.

Одређени подстицаји се не бирају у служби актуелног акционог плана, већ на основу сопствених карактеристика. То су стимуланси који су интензивни, нови, крећу се ка посматрачу, имају нагли почетак или из било ког другог разлога могу захтевати хитну акцију без обзира на тренутни акциони план посматрача. Мали је ризик да се такви стимуланси не открију. Они аутоматски привлаче пажњу, на шта указује, на пример, оријентациони одговор, који укључује померање смера погледа ка извору стимулуса. Међутим, одговарање на звоно за узбуну се обично не сматра задатком будности. Поред стимулуса који својим карактеристикама привлаче пажњу, постоје стимуланси који се аутоматски обрађују као последица вежбања. Чини се да „искачу“ из околине. Ова врста аутоматске обраде захтева продужену праксу са такозваним доследним мапирањем, односно доследним додељивањем одговора на стимулусе. Смањење будности ће вероватно бити мало или чак изостати када се развије аутоматска обрада стимулуса.

Коначно, учинак будности пати од недостатка узбуђења. Овај концепт се на прилично глобалан начин односи на интензитет неуронске активности, у распону од сна преко нормалног будног стања до високог узбуђења. Један од фактора за који се сматра да утиче на узбуђење је спољашња стимулација, а она је прилично ниска и уједначена у већини задатака будности. Дакле, интензитет активности централног нервног система може свеукупно да опадне током посматрања. Важан аспект теорије узбуђења је да повезује перформансе будности са различитим ситуационим факторима који нису повезани са задатком и факторима који се односе на организам.

Утицај ситуационих и органских фактора

Ниско узбуђење доприноси лошем учинку у задацима будности. Тако учинак може бити побољшан ситуационим факторима који имају тенденцију да појачају узбуђење, а могу се смањити свим мерама које смањују ниво узбуђења. Све у свему, ова генерализација је углавном тачна за укупан ниво перформанси у задацима будности, али ефекти на смањење будности су одсутни или су мање поуздано уочени код различитих врста манипулације узбуђењем.

Један од начина да се подигне ниво узбуђења је увођење додатне буке. Међутим, смањење будности је генерално непромењено, а у погледу укупног учинка резултати су недоследни: примећени су побољшани, непромењени и смањени нивои перформанси. Можда је сложена природа буке релевантна. На пример, може бити афективно неутралан или досадан; не само да узбуђује, већ и одвлачи пажњу. Конзистентнији су ефекти депривације сна, што је „разбуђујуће“. Генерално смањује учинак будности и понекад се види да појачава смањење будности. Одговарајуће промене учинка будности су такође примећене код депресивних лекова као што су бензодиазепини или алкохол и стимулативних лекова као што су амфетамин, кофеин или никотин.

Индивидуалне разлике су упадљива карактеристика учинка у задацима будности. Иако индивидуалне разлике нису конзистентне у свим врстама задатака будности, оне су прилично конзистентне код сличних. Постоји само мали или никакав ефекат секса и опште интелигенције. С обзиром на године, учинак будности се повећава током детињства и има тенденцију да опада након шездесете године. Поред тога, постоји велика шанса да ће интроверти показати боље перформансе од екстровертних.

Унапређење перформанси будности

Постојеће теорије и подаци сугеришу нека средства за побољшање учинка будности. У зависности од специфичности предлога, није тешко саставити листе различите дужине. У наставку су дати неки прилично широки предлози који се морају прилагодити специфичним захтевима задатка. Оне се односе на лакоћу перцептивне дискриминације, одговарајућа стратешка прилагођавања, смањење неизвесности, избегавање ефеката пропуста пажње и одржавање узбуђења.

Задаци будности захтевају дискриминацију у неоптималним условима. Стога се добро саветује да се дискриминација учини што лакшом или да сигнали буду што упадљивији. Мере које се односе на овај општи циљ могу бити једноставне (као што је одговарајуће осветљење или дуже време инспекције по производу) или софистицираније, укључујући посебне уређаје за побољшање уочљивости циљева. Симултана поређења су лакша од узастопних, тако да доступност референтног стандарда може бити од помоћи. Помоћу техничких уређаја понекад је могуће представити стандард и предмет који се испитује у брзој смени, тако да ће се разлике појавити као покрети на дисплеју или друге промене на које је визуелни систем посебно осетљив.

Да би се спречиле стратешке промене прага које доводе до релативно ниског удела тачних откривања циљева (и да би задатак био мање досадан у смислу учесталости радњи које треба предузети), дат је предлог да се уведу лажни циљеви. Међутим, чини се да ово није добра препорука. Лажне мете ће повећати удео укупних погодака, али по цену чешћих лажних узбуна. Поред тога, удео неоткривених циљева међу свим стимулансима на које се не реагује (одлазећи неисправни материјал у задатку индустријског прегледа) неће нужно бити смањен. Чини се да је прикладније експлицитно знање о релативној важности погодака и лажних узбуна и можда друге мере за постизање одговарајућег постављања прага за одлучивање између „доброг“ и „лошег“.

Временска и просторна несигурност су важне детерминанте лошег учинка будности. За неке задатке, просторна несигурност се може смањити дефинисањем одређене позиције објекта који се прегледа. Међутим, мало се може учинити у вези са временском неизвесношћу: посматрач би био непотребан у задатку будности ако би се појава мете могла сигнализирати пре њеног представљања. Једна ствар која се у принципу може урадити, међутим, јесте да се помешају објекти који се прегледају ако се грешке јављају у групама; ово служи за избегавање веома дугих интервала без циљева као и веома кратких интервала.

Постоје неки очигледни предлози за смањење пропуста пажње или барем њиховог утицаја на перформансе. Правилном обуком се можда може постићи нека врста аутоматске обраде циљева под условом да позадина и циљни стимуланс нису превише променљиви. Захтев за континуираним одржавањем постављених задатака може се избећи честим кратким паузама, ротацијом послова, проширењем посла или обогаћивањем посла. Увођење разноврсности може бити једноставно као да инспектор сам или она узме материјал за преглед из кутије или друге локације. Ово такође уводи самостални темпо, што може помоћи у избегавању презентација сигнала током привремених деактивација скупа задатака. Континуирано одржавање скупа задатака може бити подржано путем повратних информација, исказаног интересовања од стране супервизора и свести оператера о важности задатка. Наравно, тачна повратна информација о нивоу перформанси није могућа у типичним задацима будности; међутим, чак и нетачне или непотпуне повратне информације могу бити од помоћи што се тиче мотивације посматрача.

Постоје неке мере које се могу предузети да би се одржао довољан ниво узбуђења. Континуирана употреба лекова може постојати у пракси, али се никада не налази међу препорукама. Нека музика у позадини може бити корисна, али може имати и супротан ефекат. Друштвену изолацију током задатака будности углавном треба избегавати, а током дана са ниским нивоом узбуђења као што су касни ноћни сати, мере подршке као што су кратки часови су посебно важне.

Назад

Процена генетичке токсичности је процена агенса за њихову способност да изазову било коју од три општа типа промена (мутација) у генетском материјалу (ДНК): генске, хромозомске и геномске. У организмима као што су људи, гени се састоје од ДНК, која се састоји од појединачних јединица које се зову нуклеотидне базе. Гени су распоређени у дискретне физичке структуре које се називају хромозоми. Генотоксичност може довести до значајних и неповратних ефеката на људско здравље. Генотоксично оштећење је критичан корак у индукцији рака и такође може бити укључено у индукцију урођених мана и феталне смрти. Три класе мутација које су горе поменуте могу се јавити унутар било којег од два типа ткива које поседују организми као што су људи: сперматозоида или јајашца (герминативне ћелије) и преосталог ткива (соматске ћелије).

Тестови који мере мутацију гена су они који откривају супституцију, додавање или брисање нуклеотида унутар гена. Тестови који мере хромозомску мутацију су они који откривају ломове или хромозомске преуређење које укључује један или више хромозома. Тестови који мере геномску мутацију су они који откривају промене у броју хромозома, стање које се зове анеуплоидија. Процена генетске токсичности се значајно променила од када је Херман Мулер 1927. године развио први тест за откривање генотоксичних (мутагених) агенаса. Од тада је развијено више од 200 тестова који мере мутације у ДНК; међутим, данас се обично користи мање од десет тестова за процену генетске токсичности. Овај чланак даје преглед ових тестова, описује шта они мере и истражује улогу ових тестова у процени токсичности.

Идентификација опасности од рака Пре развоја Поље генетске токсикологије

Генетска токсикологија је постала саставни део целокупног процеса процене ризика и стекла је у последње време као поуздани предиктор канцерогене активности. Међутим, пре развоја генетске токсикологије (пре 1970), друге методе су се користиле и још увек се користе за идентификацију потенцијалних опасности од рака за људе. Постоји шест главних категорија метода које се тренутно користе за идентификацију ризика од рака код људи: епидемиолошке студије, дугорочни ин виво биолошки тестови, средњорочни ин виво биолошки тестови, краткорочни ин виво и ин витро биолошки тестови, вештачка интелигенција (структура-активност), и закључивање засновано на механизму.

Табела 1 даје предности и недостатке ових метода.

Табела 1. Предности и недостаци актуелних метода за идентификацију ризика од рака код људи

Образложење и концептуална основа за генетске токсиколошке анализе

Иако се тачни типови и број тестова који се користе за процену генетске токсичности стално развијају и варирају од земље до земље, најчешћи су тестови за (1) генске мутације у бактеријама и/или култивисаним ћелијама сисара и (2) хромозомске мутације у култивисане ћелије сисара и/или коштану срж унутар живих мишева. Неки од тестова у оквиру ове друге категорије такође могу открити анеуплоидију. Иако ови тестови не откривају мутације у заметним ћелијама, они се првенствено користе због додатних трошкова и сложености извођења тестова заметних ћелија. Без обзира на то, тестови заметних ћелија код мишева се користе када су пожељне информације о ефектима заметних ћелија.

Систематске студије током периода од 25 година (1970-1995), посебно у америчком Националном токсиколошком програму у Северној Каролини, резултирале су употребом дискретног броја тестова за откривање мутагене активности агенаса. Образложење за процену корисности тестова заснивало се на њиховој способности да открију агенсе који изазивају рак код глодара и за које се сумња да изазивају рак код људи (тј. канцерогене). То је зато што су студије током последњих неколико деценија показале да ћелије рака садрже мутације у одређеним генима и да су многи карциногени такође мутагени. Према томе, ћелије рака се посматрају као оне које садрже мутације соматских ћелија, а карциногенеза се посматра као врста мутагенезе соматских ћелија.

Тестови генетске токсичности који се данас најчешће користе одабрани су не само због њихове велике базе података, релативно ниске цене и лакоће извођења, већ и због тога што се показало да откривају многе карциногене за глодаре и, претпоставља се, за људе. Сходно томе, тестови генетске токсичности се користе за предвиђање потенцијалне канцерогености агенаса.

Важан концептуални и практични развој у области генетске токсикологије било је признање да су многи карциногени модификовани ензимима унутар тела, стварајући измењене облике (метаболите) који су често били крајњи канцероген и мутагени облик матичне хемикалије. Да би поновио овај метаболизам у петријевој посуди, Хајнрих Малинг је показао да укључивање препарата из јетре глодара садржи многе ензиме неопходне за обављање ове метаболичке конверзије или активације. Стога, многи тестови генетске токсичности изведени у посудама или епруветама (ин витро) користе додавање сличних ензимских препарата. Једноставни препарати се називају С9 микс, а пречишћени микрозоми. Неке ћелије бактерија и сисара су сада генетски модификоване да садрже неке од гена глодара или људи који производе ове ензиме, смањујући потребу за додавањем С9 мешавине или микрозома.

Генетски токсиколошки тестови и технике

Примарни бактеријски системи који се користе за скрининг генетске токсичности су тест мутагености салмонеле (Амес) и, у много мањој мери, сој ВП2 од Есцхерицхиа цоли. Студије средином 1980-их су показале да је употреба само два соја Салмонелла система (ТА98 и ТА100) била довољна за откривање приближно 90% познатих мутагена салмонеле. Дакле, ова два соја се користе за већину скрининг сврха; међутим, разни други сојеви су доступни за опсежније тестирање.

Ови тестови се изводе на различите начине, али две опште процедуре су тестови уградње плоче и тестови суспензије течности. У тесту инкорпорације плоче, ћелије, испитивана хемикалија и (по жељи) С9 се додају заједно у течни агар и сипају на површину агар петријеве плоче. Горњи агар се стврдне у року од неколико минута, а плоче се инкубирају два до три дана, након чега су мутантне ћелије нарасле да формирају визуелно уочљиве групе ћелија које се називају колоније, које се затим броје. Агар медијум садржи селективне агенсе или је састављен од састојака тако да ће расти само новомутиране ћелије. Тест инкубације у течности је сличан, осим што се ћелије, тест агенс и С9 инкубирају заједно у течности која не садржи течни агар, а затим се ћелије исперу од тест агенса и С9 и засеју на агар.

Мутације у култивисаним ћелијама сисара се откривају првенствено у једном од два гена: хпрт tk. Слично као код бактеријских тестова, ћелијске линије сисара (развијене од ћелија глодара или људи) се излажу испитиваном агенсу у пластичним посудама за културу или епруветама, а затим се засеју у посуде за културу које садрже медијум са селективним агенсом који дозвољава само мутантним ћелијама да расту . Тестови који се користе у ову сврху укључују ЦХО/ХПРТ, ТК6 и мишји лимфом Л5178И/ТК^{+ / -} есеји. Користе се и друге ћелијске линије које садрже различите мутације за поправку ДНК, као и неке људске гене укључене у метаболизам. Ови системи дозвољавају опоравак мутација унутар гена (мутација гена), као и мутација које укључују регионе хромозома који прате ген (хромозомска мутација). Међутим, овај други тип мутације се обнавља у много већој мери tk генских система него по хпрт генских система због локације на tk ген.

Слично тесту инкубације у течности за бактеријску мутагеност, тестови мутагености ћелија сисара углавном укључују излагање ћелија у посудама за културу или епруветама у присуству тест агенса и С9 током неколико сати. Ћелије се затим исперу, култивишу још неколико дана да би се омогућило да се нормални (дивљи тип) генских производа разгради и да се нови мутантни генски производи експресују и акумулирају, а затим се засеју у медијум који садржи селективни агенс који дозвољава да расту само мутантне ћелије. Као и код бактеријских тестова, мутантне ћелије расту у визуелно уочљиве колоније које се затим броје.

Хромозомска мутација се идентификује првенствено цитогенетским тестовима, који укључују излагање глодара и/или ћелија глодара или људи у посудама за културу испитиваној хемикалији, омогућавајући једну или више деоба ћелија, бојење хромозома, а затим визуелно испитивање хромозома под микроскопом за откривање промена у структури или броју хромозома. Иако се могу испитати различите крајње тачке, две које регулаторне агенције тренутно прихватају као најзначајније су хромозомске аберације и поткатегорија која се зове микронуклеуси.

Потребна је значајна обука и стручност да би се ћелије процениле на присуство хромозомских аберација, што ову процедуру чини скупом у смислу времена и новца. Насупрот томе, микронуклеуси захтевају мало обуке, а њихово откривање може бити аутоматизовано. Микронуклеуси се појављују као мале тачке унутар ћелије које се разликују од језгра, које садржи хромозоме. Микронуклеуси су резултат или ломљења хромозома или анеуплоидије. Због лакоће оцењивања микронуклеуса у поређењу са хромозомским аберацијама и због тога што недавне студије показују да агенси који изазивају хромозомске аберације у коштаној сржи живих мишева генерално индукују микронуклеусе у овом ткиву, микронуклеуси се данас обично мере као показатељ способности агенс који изазива хромозомске мутације.

Иако се тестови заметних ћелија користе много ређе него други горе описани тестови, они су неопходни у одређивању да ли агенс представља ризик за заметне ћелије, мутације у којима могу довести до здравствених ефеката у наредним генерацијама. Најчешће коришћени тестови заметних ћелија су код мишева и укључују системе који откривају (1) наследне транслокације (размену) међу хромозомима (тест наследне транслокације), (2) генске или хромозомске мутације које укључују специфичне гене (видљиви или биохемијски специфични локус тестови) и (3) мутације које утичу на одрживост (доминантни тест смрти). Као и код тестова соматских ћелија, радна претпоставка код тестова заметних ћелија је да се претпоставља да су агенси позитивни у овим тестовима потенцијални мутагени људских заметних ћелија.

Тренутни статус и будући изгледи

Недавне студије су показале да су само три информације биле неопходне да би се открило приближно 90% скупа од 41 канцерогена за глодаре (тј. претпостављених карциногена за људе и мутагена соматских ћелија). Ово укључује (1) познавање хемијске структуре агенса, посебно ако садржи електрофилне делове (видети одељак о односима структуре и активности); (2) подаци о мутагености салмонеле; и (3) податке из 90-дневног теста хроничне токсичности код глодара (мишева и пацова). Заиста, сви хумани карциногени које је прогласио ИАРЦ могу се открити као мутагени користећи само тест салмонеле и микронуклеусни тест мишје коштане сржи. Употреба ових тестова мутагености за откривање потенцијалних канцерогена за људе је додатно подржана налазом да је већина канцерогена за људе канцерогена и код пацова и код мишева (канцерогени за транс-врсте) и да је већина канцерогена за транс-врсте мутагена у салмонели и/или индукују микронуклеусе. у коштаној сржи миша.

Са напретком у ДНК технологији, пројекту људског генома и побољшаним разумевањем улоге мутације у раку, развијају се нови тестови генотоксичности који ће вероватно бити укључени у стандардне процедуре скрининга. Међу њима је употреба трансгених ћелија и глодара. Трансгени системи су они у којима је ген друге врсте унет у ћелију или организам. На пример, трансгени мишеви су сада у експерименталној употреби која омогућава откривање мутације у било ком органу или ткиву животиње, на основу увођења бактеријског гена у миша. Сада су доступне бактеријске ћелије, као што је салмонела, и ћелије сисара (укључујући људске ћелијске линије) које садрже гене укључене у метаболизам канцерогених/мутагених агенаса, као што су гени П450. Молекуларна анализа стварних мутација индукованих у транс-гену код трансгених глодара, или унутар нативних гена као нпр. хпрт, или циљни гени унутар салмонеле сада се могу извести, тако да се може утврдити тачна природа мутација изазваних хемикалијама, пружајући увид у механизам деловања хемикалије и омогућавајући поређења са мутацијама код људи који су вероватно били изложени агенсу .

Молекуларни напредак у цитогенетици сада омогућава детаљнију процену хромозомских мутација. То укључује употребу сонди (малих делова ДНК) које се везују (хибридизују) за специфичне гене. Преуређивање гена на хромозому се тада може открити измењеном локацијом сонди, које су флуоресцентне и лако се визуализују као обојени сектори на хромозомима. Једноћелијски гел електрофорезни тест за ломљење ДНК (који се обично назива „кометски” тест) дозвољава откривање прекида ДНК унутар појединачних ћелија и може постати изузетно користан алат у комбинацији са цитогенетским техникама за откривање хромозомских оштећења.

После много година употребе и стварања велике и систематски развијене базе података, процена генетске токсичности сада се може урадити са само неколико тестова за релативно мале трошкове у кратком временском периоду (неколико недеља). Добијени подаци се могу користити за предвиђање способности неког агенса да буде глодар и, претпоставља се, хумани канцероген/мутаген соматских ћелија. Таква способност омогућава да се ограничи уношење мутагених и канцерогених агенаса у животну средину и да се развију алтернативни, немутагени агенси. Будуће студије би требало да доведу до још бољих метода са већом предиктивношћу од тренутних тестова.

Назад