увод

Изложеност људи пестицидима има различите карактеристике у зависности од тога да ли се јавља током индустријске производње или употребе (табела 1). Формулација комерцијалних производа (мешањем активних састојака са другим коформулантима) има неке карактеристике изложености које су заједничке са употребом пестицида у пољопривреди. У ствари, пошто формулацију обично обављају мале индустрије које производе много различитих производа у узастопним операцијама, радници су изложени сваком од неколико пестицида на кратко време. У јавном здравству и пољопривреди, употреба разних једињења је генерално правило, иако се у неким специфичним применама (на пример, дефолијација памука или програми контроле маларије) може користити само један производ.

Табела 1. Поређење карактеристика изложености током производње и употребе пестицида

Извор: СЗО 1982а, модификовано.

Мерење биолошких индикатора изложености је посебно корисно за кориснике пестицида где су конвенционалне технике процене изложености кроз мониторинг амбијенталног ваздуха једва применљиве. Већина пестицида су супстанце растворљиве у липидима које продиру у кожу. Појава перкутане (кожне) апсорпције чини употребу биолошких индикатора веома важном у процени нивоа изложености у овим околностима.

Органофосфатни инсектициди

Биолошки индикатори ефекта:

Холинестеразе су циљни ензими који узрокују токсичност органофосфата (ОП) за врсте инсеката и сисара. Постоје два главна типа холинестераза у људском организму: ацетилхолинестераза (АЦХЕ) и плазма холинестераза (ПЦХЕ). ОП изазива токсичне ефекте код људи кроз инхибицију синаптичке ацетилхолинестеразе у нервном систему. Ацетилхолинестераза је такође присутна у црвеним крвним зрнцима, где је њена функција непозната. Плазма холинестераза је генерички термин који покрива нехомогену групу ензима присутних у глијалним ћелијама, плазми, јетри и неким другим органима. ПЦХЕ инхибирају ОП, али његова инхибиција не производи познате функционалне поремећаје.

Инхибиција активности АЦХЕ и ПЦХЕ у крви је у великој корелацији са интензитетом и трајањем изложености ОП. АЦХЕ у крви, који је исти молекуларни циљ као и онај који је одговоран за акутну ОП токсичност у нервном систему, је специфичнији индикатор од ПЦХЕ. Међутим, осетљивост АЦХЕ и ПЦХЕ у крви на инхибицију ОП варира између појединачних ОП једињења: при истој концентрацији у крви, нека инхибирају више АЦХЕ, а друга више ПЦХЕ.

Постоји разумна корелација између активности АЦХЕ у крви и клиничких знакова акутне токсичности (табела 2). Корелација има тенденцију да буде боља јер је стопа инхибиције бржа. Када се инхибиција јавља споро, као код хроничне изложености на ниском нивоу, корелација са болешћу може бити ниска или потпуно непостојећа. Мора се напоменути да инхибиција АЦХЕ у крви није предиктивна за хроничне или одложене ефекте.

Табела 2. Тежина и прогноза акутне ОП токсичности на различитим нивоима инхибиције АЦХЕ

Уочене су варијације активности АЦХЕ и ПЦХЕ код здравих људи иу специфичним физиопатолошким стањима (табела 3). Стога се осетљивост ових тестова у праћењу изложености ОП може повећати усвајањем појединачних вредности пре излагања као референтних. Активности холинестеразе након излагања се затим пореде са појединачним основним вредностима. Референтне вредности активности популације холинестеразе треба користити само када нивои холинестеразе пре излагања нису познати (табела 4).

Табела 3. Варијације активности АЦХЕ и ПЦХЕ код здравих људи иу одабраним физиопатолошким стањима

¹ Извор: Аугустинссон 1955 и Гаге 1967.

Табела 4. Активности холинестеразе здравих особа без изложености ОП мерене одабраним методама

* средњи резултат, ± стандардна девијација.
Извор: ¹ Закони 1991.    ² Алцини и др. 1988.

Крв је пожељно узети у року од два сата након излагања. Венепункција је пожељнија од вађења капиларне крви из прста или ушне ресице јер место узорковања може бити контаминирано пестицидом који се налази на кожи изложених субјеката. Препоручују се три узастопна узорка да би се успоставила нормална почетна линија за сваког радника пре излагања (СЗО 1982б).

Постоји неколико аналитичких метода за одређивање АЦХЕ и ПЦХЕ у крви. Према СЗО, Елманова спектрофотометријска метода (Еллман ет ал. 1961) треба да послужи као референтна метода.

Биолошки индикатори изложености.

Одређивање у урину метаболита који су изведени из алкил фосфатног дела молекула ОП или остатака насталих хидролизом П–Кс везе (слика 1) коришћено је за праћење изложености ОП.

Слика 1. Хидролиза ОП инсектицида

Метаболити алкил фосфата.

Метаболити алкил фосфата који се могу детектовати у урину и главно матично једињење из којег могу настати наведени су у табели 5. Алкил фосфати у урину су осетљиви индикатори изложености ОП једињењима: излучивање ових метаболита у урину се обично може детектовати на нивоу изложености на која инхибиција холинестеразе плазме или еритроцита не може да се открије. Излучивање алкил фосфата у урину је мерено за различите услове изложености и за различита ОП једињења (табела 6). Постојање везе између спољашњих доза ОП и концентрација алкил фосфата у урину утврђено је у неколико студија. У неким студијама је такође приказана значајна веза између активности холинестеразе и нивоа алкил фосфата у урину.

Табела 5. Алкил фосфати који се могу детектовати у урину као метаболити ОП пестицида

Табела 6. Примери нивоа уринарних алкил фосфата измерених у различитим условима изложености ОП

¹ За скраћенице видети табелу 27.12 [БМО12ТЕ].
² Дилон и Хо 1987.
³ Рицхтер 1993.
⁴ Ван Ситтерт и Думас 1990.

 Алкил фосфати се обично излучују урином за кратко време. Узорци прикупљени убрзо након завршетка радног дана су погодни за одређивање метаболита.

Мерење алкил фосфата у урину захтева прилично софистицирану аналитичку методу, засновану на дериватизацији једињења и детекцији гасно-течном хроматографијом (Схафик ет ал. 1973а; Реид и Ваттс 1981).

Хидролитички остаци.

p-Нитрофенол (ПНП) ​​је фенолни метаболит паратиона, метилпаратиона и етил паратиона, ЕПН. Мерење ПНП у урину (Цранмер 1970) је широко коришћено и показало се успешним у процени изложености паратиону. ПНП у урину добро корелира са апсорбованом дозом паратиона. Са нивоима ПНП у урину до 2 мг/л, апсорпција паратиона не изазива симптоме, а примећује се мало или никакво смањење активности холинестеразе. Излучивање ПНП се дешава брзо и нивои ПНП у урину постају безначајни 48 сати након излагања. Стога, узорке урина треба прикупити убрзо након излагања.

Карбамати

Биолошки индикатори ефекта.

Карбаматни пестициди укључују инсектициде, фунгициде и хербициде. Инсектицидна токсичност карбамата је последица инхибиције синаптичког АЦХЕ, док су други механизми токсичности укључени за хербицидне и фунгицидне карбамате. Дакле, само изложеност карбаматним инсектицидима може се пратити путем анализе активности холинестеразе у црвеним крвним зрнцима (АЦХЕ) или плазми (ПЦХЕ). АЦХЕ је обично осетљивији на инхибиторе карбамата од ПЦХЕ. Холинергични симптоми су обично примећени код радника изложених карбамату са активношћу АЦХЕ у крви нижом од 70% индивидуалног основног нивоа (ВХО 1982а).

Инхибиција холинестеразе карбаматима је брзо реверзибилна. Стога се могу добити лажно негативни резултати ако протекне превише времена између излагања и биолошког узорковања или између узорковања и анализе. Да би се избегли овакви проблеми, препоручује се да се узорци крви сакупе и анализирају у року од четири сата након излагања. Предност треба дати аналитичким методама које омогућавају одређивање активности холинестеразе одмах након узорковања крви, као што је дискутовано за органофосфате.

Биолошки индикатори изложености.

Мерење излучивања метаболита карбамата у урину као метода за праћење изложености људи до сада је примењено само на неколико једињења иу ограниченим студијама. Табела 7 сумира релевантне податке. Пошто се карбамати брзо излучују урином, узорци прикупљени убрзо након завршетка излагања су погодни за одређивање метаболита. Давсон ет ал. (1964); ДеБернардинис и Варгин (1982) и Верберк ет ал. (1990).

Табела 7. Нивои метаболита карбамата у урину измерени у теренским студијама

¹ Повремено су пријављивана системска тровања.
² 2-диметиламино-4-хидрокси-5,6-диметилпиримидин.
³ 2-метиламино-4-хидрокси-5,6-диметилпиримидин.
к = стандардна девијација.

Дитиокарбамати

Биолошки индикатори изложености.

Дитиокарбамати (ДТЦ) су широко коришћени фунгициди, хемијски груписани у три класе: тиурами, диметилдитиокарбамати и етилен-бис-дитиокарбамати.

Угљен-дисулфид (ЦС₂) и његов главни метаболит 2-тиотиазолидин-4-карбоксилна киселина (ТТЦА) су метаболити заједнички за скоро све ДТЦ. Примећено је значајно повећање концентрација ових једињења у урину за различите услове излагања и за различите ДТЦ пестициде. Етилен тиоуреа (ЕТУ) је важан уринарни метаболит етилен-бис-дитиокарбамата. Такође може бити присутан као нечистоћа у тржишним формулацијама. Пошто је утврђено да је ЕТУ тератоген и канцероген код пацова и других врста и да је повезан са токсичношћу за штитну жлезду, широко се примењује за праћење изложености етилен-бис-дитиокарбамату. ЕТУ није специфичан за једињење, јер може бити изведен од манеба, манкозеба или зинеба.

Мерење метала присутних у ДТЦ-у је предложено као алтернативни приступ у праћењу изложености ДТЦ-у. Уочено је повећано излучивање мангана у урину код радника изложених манкозебу (табела 8).

Табела 8. Нивои метаболита дитиокарбамата у урину измерени у теренским студијама

* Средњи резултат према Марони ет ал. 1992.
¹ ТТЦА = 2-тиотиазолидин-4-карбонилна киселина.
² ЕТУ = етилен тиоуреа.

 CS₂, ТТЦА и манган се обично налазе у урину особа које нису биле изложене. Стога се препоручује мерење нивоа ових једињења у урину пре излагања. Узорке урина треба узети ујутру након престанка излагања. Аналитичке методе за мерење ЦС₂, ТТЦА и ЕТУ су пријавили Марони ет ал. (1992).

Синтетички пиретроиди

Биолошки индикатори изложености.

Синтетички пиретроиди су инсектициди слични природним пиретринима. Метаболити у урину погодни за примену у биолошком праћењу изложености идентификовани су кроз студије на људима добровољцима. Кисели метаболит 3-(2,2'-дихлоро-винил)-2,2'-диметил-циклопропан карбоксилна киселина (Цл₂ЦА) излучују и субјекти који су орално дозирали перметрин и циперметрин и бромо-аналог (Бр₂ЦА) од стране субјеката лечених делтаметрином. Код добровољаца лечених циперметрином, такође је идентификован фенокси метаболит, 4-хидрокси-фенокси бензојева киселина (4-ХПБА). Ови тестови, међутим, нису често примењени у праћењу професионалне изложености због сложених аналитичких техника које су потребне (Еадсфортх, Брагт и ван Ситтерт 1988; Колмодин-Хедман, Свенссон и Акерблом 1982). У апликаторима изложеним циперметрину, нивои Цл у урину₂Утврђено је да се ЦА креће од 0.05 до 0.18 мг/л, док је у формулаторима изложеним а-циперметрину нивои 4-ХПБА у урину нижи од 0.02 мг/л.

За одређивање метаболита препоручује се 24-часовни период сакупљања урина који је почео након завршетка излагања.

Органоцхлоринес

Биолошки индикатори изложености.

Органохлорни (ОЦ) инсектициди су били широко коришћени 1950-их и 1960-их. Након тога, употреба многих од ових једињења је прекинута у многим земљама због њихове постојаности и последичне контаминације животне средине.

Биолошко праћење изложености ОЦ може се спровести кроз одређивање интактних пестицида или њихових метаболита у крви или серуму (Дале, Цурлеи и Цуето 1966; Баркует, Моргаде и Пфаффенбергер 1981). Након апсорпције, алдрин се брзо метаболише у диелдрин и може се мерити као диелдрин у крви. Ендрин има веома кратко време полураспада у крви. Због тога је концентрација ендрина у крви од користи само за одређивање нивоа недавне изложености. Одређивање метаболита у урину анти-12-хидрокси-ендрина се такође показало корисним у праћењу изложености ендрину (ван Ситтерт и Тордоир 1987).

За нека ОЦ једињења доказане су значајне корелације између концентрације биолошких индикатора и појаве токсичних ефеката. Случајеви токсичности услед изложености алдрину и дилдрину повезани су са нивоима дилдрина у крви изнад 200 μг/л. Концентрација линдана у крви од 20 μг/л је назначена као горњи критични ниво када су у питању неуролошки знаци и симптоми. Нису пријављени акутни нежељени ефекти код радника са концентрацијом ендрина у крви испод 50 μг/л. Одсуство раних штетних ефеката (индукција микрозомалних ензима јетре) показало се при поновљеном излагању ендрину при концентрацијама анти-12-хидрокси-ендрина у урину испод 130 μг/г креатинина и при поновљеном излагању ДДТ при концентрацијама ДДТ или ДДЕ у серуму испод 250 μг/л.

ОЦ се може наћи у ниским концентрацијама у крви или урину опште популације. Примери посматраних вредности су следећи: концентрације линдана у крви до 1 μг/л, диелдрина до 10 μг/л, ДДТ или ДДЕ до 100 μг/л и анти-12-хидрокси-ендрина до 1 μг/г креатинин. Стога се препоручује основна процена пре излагања.

За изложене субјекте, узорке крви треба узети одмах након завршетка једнократног излагања. За услове дуготрајног излагања, време узимања узорка крви није критично. Узорке мрља урина за одређивање метаболита у урину треба прикупити на крају излагања.

Триазинес

Биолошки индикатори изложености.

Мерење излучивања триазинских метаболита и немодификованог матичног једињења у урину примењено је на субјекте изложене атразину у ограниченим студијама. Слика 2 приказује профиле излучивања метаболита атразина у урину производног радника са дермалним излагањем атразину у распону од 174 до 275 μмол/радној смени (Цатенацци ет ал. 1993). Пошто други хлоротриазини (симазин, пропазин, тербутилазин) прате исти пут биотрансформације атразина, нивои деалкилованих триазинских метаболита се могу одредити да би се пратила изложеност свим хербицидима хлоротриазина. 

Слика 2. Профили излучивања у урину метаболита атразина

Одређивање немодификованих једињења у урину може бити корисно као квалитативна потврда природе једињења које је изазвало излагање. За одређивање метаболита препоручује се 24-часовни период сакупљања урина започет на почетку излагања.

Недавно је коришћењем ензимског имуносорбентног теста (ЕЛИСА тест), коњугат атразина меркаптурне киселине идентификован као његов главни метаболит у урину код изложених радника. Ово једињење је пронађено у концентрацијама које су најмање 10 пута веће од оних било ког деалкилованог производа. Примећен је однос између кумулативне дермалне и инхалационе изложености и укупне количине коњугата меркаптурне киселине излученог током периода од 10 дана (Луцас ет ал. 1993).

Деривати кумарина

Биолошки индикатори ефекта.

Кумарински родентициди инхибирају активност ензима циклуса витамина К у јетри сисара, укључујући и људе (слика 3), узрокујући на тај начин смањење у зависности од дозе синтезе фактора згрушавања зависних од витамина К, односно фактора ИИ (протромбина) , ВИИ, ИКС и Кс. Антикоагулантни ефекти се јављају када нивои фактора згрушавања у плазми падну испод приближно 20% нормалног.

Слика 3. Циклус витамина К

Ови антагонисти витамина К су груписани у такозвана једињења „прве генерације“ (нпр. варфарин) и једињења „друге генерације“ (нпр. бродифакум, дифенакум), а ове последње карактерише веома дуг биолошки полуживот (100 до 200 дана). ).

Одређивање протромбинског времена се широко користи у праћењу изложености кумаринима. Међутим, овај тест је осетљив само на смањење фактора згрушавања за приближно 20% нормалних нивоа у плазми. Тест није погодан за откривање раних ефеката излагања. У ту сврху се препоручује одређивање концентрације протромбина у плазми.

У будућности би ови тестови могли бити замењени одређивањем прекурсора фактора коагулације (ПИВКА), а то су супстанце које се у крви могу детектовати само у случају блокаде циклуса витамина К кумаринима.

Са условима продужене експозиције, време узимања крви није критично. У случајевима акутног прекомерног излагања, биолошки мониторинг треба спровести најмање пет дана након догађаја, с обзиром на латентност антикоагулансног дејства. Да би се повећала осетљивост ових тестова, препоручује се мерење основних вредности пре излагања.

Биолошки индикатори изложености.

Мерење немодификованих кумарина у крви је предложено као тест за праћење изложености људи. Међутим, искуство у примени ових индекса је веома ограничено углавном због тога што су аналитичке технике много сложеније (и мање стандардизоване) у поређењу са онима које су потребне за праћење ефеката на систем коагулације (Цхалермцхаикит, Фелице и Мурпхи 1993).

фенокси хербициди

Биолошки индикатори изложености.

Фенокси хербициди се једва биотрансформишу код сисара. Код људи, више од 95% дозе 2,4-дихлорофеноксисирћетне киселине (2,4-Д) се излучује непромењено урином у року од пет дана, а 2,4,5-триклорофеноксисирћетна киселина (2,4,5-Т) и 4-хлоро-2-метилфеноксисирћетна киселина (МЦПА) се такође излучују углавном непромењене урином у року од неколико дана након оралне апсорпције. Мерење непромењених једињења у урину примењено је у праћењу професионалне изложености овим хербицидима. У теренским студијама, утврђено је да се нивои урина код изложених радника крећу од 0.10 до 8 μг/л за 2,4-Д, од 0.05 до 4.5 μг/л за 2,4,5-Т и испод 0.1 μг/л до 15 μг/л за МЦПА. За одређивање непромењених једињења препоручује се 24-часовни период сакупљања урина који почиње на крају излагања. Аналитичке методе за мерење фенокси хербицида у урину известио је Драпер (1982).

Квартерна једињења амонијума

Биолошки индикатори изложености.

Дикват и паракват су хербициди које људски организам једва биотрансформише. Због њихове високе растворљивости у води, лако се излучују непромењени урином. Концентрације у урину испод аналитичке границе детекције (0.01 μг/л) често су примећене код радника изложених параквату; док су у тропским земљама мерене концентрације до 0.73 μг/л после неправилног руковања паракватом. Концентрације диквата у урину ниже од аналитичке границе детекције (0.047 μг/л) су пријављене за субјекте са дермалним излагањем од 0.17 до 1.82 μг/х и инхалационим излагањем мањим од 0.01 μг/х. Идеално би било да се за анализу користи 24-часовно узорковање урина прикупљеног на крају излагања. Када је то непрактично, може се користити спот узорак на крају радног дана.

Одређивање нивоа параквата у серуму је корисно у прогностичке сврхе у случају акутног тровања: пацијенти са нивоом параквата у серуму до 0.1 μг/л двадесет четири сата након ингестије вероватно ће преживети.

Аналитичке методе за одређивање параквата и диквата прегледао је Суммерс (1980).

Разни пестициди

4,6-динитро-о-крезол (ДНОЦ).

ДНОЦ је хербицид уведен 1925. године, али је употреба овог једињења прогресивно смањена због његове високе токсичности за биљке и људе. Пошто концентрације ДНОЦ у крви у одређеној мери корелирају са озбиљношћу штетних ефеката на здравље, предложена је мера непромењеног ДНОЦ у крви за праћење професионалне изложености и за процену клиничког тока тровања.

Пентацхлоропхенол.

Пентаклорофенол (ПЦП) је биоцид широког спектра са пестицидним деловањем против корова, инсеката и гљивица. Мерења непромењеног ПЦП у крви или урину су препоручена као одговарајући индекси у праћењу професионалне изложености (Цолосио ет ал. 1993), јер су ови параметри у значајној корелацији са оптерећењем ПЦП тела. Код радника са продуженим излагањем ПЦП-у време узимања крви није критично, док узорке мрља урина треба узети ујутру након излагања.

Методу са више остатака за мерење халогенизованих и нитрофенолних пестицида описали су Схафик ет ал. (1973б).

Остали тестови предложени за биолошко праћење изложености пестицидима наведени су у табели 9.

Табела 9. Остали индекси предложени у литератури за биолошки мониторинг изложености пестицидима

Закључци

Биолошки индикатори за праћење изложености пестицидима примењени су у бројним експерименталним и теренским студијама.

Неки тестови, као што су они за холинестеразу у крви или за одабране немодификоване пестициде у урину или крви, потврђени су великим искуством. За ова испитивања су предложене границе биолошке изложености (табела 10). Други тестови, посебно они за метаболите у крви или урину, пате од већих ограничења због аналитичких потешкоћа или због ограничења у интерпретацији резултата.

Табела 10. Препоручене биолошке граничне вредности (од 1996. године)

¹ Индексе биолошке изложености (БЕИ) препоручује Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ 1995).
² Вредности биолошке толеранције (БАТ) препоручује Немачка комисија за испитивање опасности по здравље хемијских једињења у радном подручју (ДФГ 1992).
³ Биолошке границе засноване на здрављу (ХББЛ) препоручује студијска група СЗО (СЗО 1982а).
⁴ Биолошке граничне вредности (БЛВ) су предложене од стране Студијске групе Научног комитета за пестициде Међународне комисије за здравље на раду (Тордоир ет ал. 1994). Процена услова рада захтева се ако је ова вредност прекорачена.

Ова област је у брзом развоју и, с обзиром на огроман значај коришћења биолошких индикатора за процену изложености овим супстанцама, нови тестови ће се континуирано развијати и валидирати.

Назад