1 / 52

Jouni Tuomisto, THL

Jouni Tuomisto, THL. From biomonitoring of dioxins from Baltic fish to human populations to epidemiology, risk assessment and risk management. Outline. Why do we care about dioxins? A public health approach on dioxins in fish Biomonitoring in fish Biomonitoring in humans

eytan
Download Presentation

Jouni Tuomisto, THL

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Jouni Tuomisto, THL From biomonitoring of dioxins from Baltic fish to human populations to epidemiology, risk assessment and risk management

  2. Outline • Why do we care about dioxins? • A public health approach on dioxins in fish • Biomonitoring in fish • Biomonitoring in humans • Epidemiology in humans • A vulnerable group approach • Health data from animals and humans • A food and feed monitoring approach • Biomonitoring (in this presentation): measuring pollutants from human, animal or food samples.

  3. What are dioxins? • A group of persistent, fat soluble, organic compounds with 4-8 chlorines. • Dioxins stimulate AH receptor and lead to many physiological and toxic endpoints, e.g. CYP1A1 induction, reproductive effects,... • Dioxins accumulate in the environment, e.g. in fish and milk.

  4. Dirty dozen (Stockholm Convention on Persisten Organic Pollutants 2001) Aldrin Chlordane Dieldrin Endrin Heptachlor Hexachlorobenzene Mirex Toxaphene PCBs DDT Dioxins Furans

  5. Baltic fish is the major dioxin source in Finland. Is Baltic fish a public health hazard?

  6. PCDD/F concentrations in Finnish fish • Salmon • Baltic herring • Whitefish • Sprat • Perch • Flounder • Pike perch • Pike • Burbot • Farmed whitefish • Farmed char • Bream • Vendace • Whitefish • Pike perch • Perch • Pike • Burbot EU limit value

  7. PCDD/F concentration by age in Finland. Tuomisto JT et al. 2004

  8. Decrease of PCDD/Fs in breast milk Vartiainen et al.

  9. What is the right health metric? If risk managers assume responsibility of total health effect of salmon consumption -206 30900 BAU -154 23400 Restrict fish use 0 25000 30000 If risk managers care only for cancer due to pollutants Tuomisto JT et al. 2004

  10. Odds ratios of STS by PCDD/F concentration (95 % CI). Tuomisto JT et al. 2004

  11. Comparison of WHOPCDD/F-TEqs between fishermen and average population in Finland Kiviranta et al. 2002, Tuomisto JT et al. 2004

  12. The Fishermen study: mortality reduced despite double dioxin intake • Turunen AW et al: Int J Epidemiol. 2008;37:1008

  13. Is Baltic fish a public health hazard? • Conclusion 1. • No. In general, the (cardiovascular) health benefits of even the most polluted Baltic herring and salmon far outweight the risks. • But… • Did we ask the right question?

  14. Are there vulnerable groups that we should be especially worried about?

  15. M1 M1 M2 M2 M3 Control TCDD In utero / Lactational TCDD ExposureEffects on Molar Development in rats Kattainen, H. et al., 2001

  16. Dioxin causes tooth defects • The enamel in the tooth 6 is deformed. • Due to dioxin exposure during pregnancy and the first year of life. • Increases the risk of caries. Alaluusua et al. 1996

  17. Tooth defects of dioxins

  18. Are there vulnerable groups that we should be especially worried about? • Conlusion 2 • Yes. Pregnant and nursing women may expose their children to relatively high amounts of dioxin and cause tooth defects. • Currently, there is a safety margin, but it is small. • This has had an impact on fish recommendations. • So, how should we manage this risk?

  19. Should we withdraw all food items going beyond the EU limits?

  20. Withdrawals of food items due to high dioxin levels in the EU • Citrus pulp from Brazil used in animal feed, 1998 • Cause: contaminated lime in food processing • Belgian chicken incident, 1999 • Cause: someone dumped PCB oil to used food oil • Mozzarella incident in Italy, 2008 • Pork dioxin crisis in Ireland, 2008 • Animal feed producer Harles & Jentzsch, Germany 2011

  21. Accumulation over months • Example Belgian chicken crisis, 1999.

  22. Should we withdraw all food items going beyond the EU limits? • Conclusion 3 • EU dioxin directive has created an automatic food crisis generator with little benefit to infants, the risk group. • Overall conclusion: • Biomonitoring is useful in understanding exposure levels and pathways. • With the same data, different questions will lead to different risk management. • The presentation: http://en.opasnet.org/w/File:Dioxins.ppt

  23. Conclusions • Measurements are needed to learn about the pathways in the environment, accumulation, and intakes in humans. • Some policy recommendations can already be given with a limited data. • Some other recommendations are much less obvious and require thorough discussions between scientists and policy-makers • We should aim at shared understanding.

  24. Accumulation over decadesExample during Belgian chicken crisis

  25. Emissions to air(UK time trends)

  26. PCDD/F deposition(German time trends) Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie

  27. PCDD/F and PCB in breast milk in various countries (2002, mind timing!) Leeuwen & Malisch 2002, Chao et al., 2004, Focant et al., 2002

  28. Profiles of PCDD/F-TEq: you are what you eat Kiviranta et al. 2002

  29. Maternal Fat PCDD/F Concentrations vs. Tooth Defects in Rat and in Man

  30. Releases of PCDD/F to air in Sweden g/year as TEq

  31. Breast milk PCDD/F (diamonds) and PCB (squares) Sweden Germany Kiviranta 2005

  32. Edut Ravitsemuksellinen arvo (mm. valkuaisaineet) Tietyt vitamiinit (esim. D) ja mineraalit (esim. Se) Edulliset rasvahapot (omega-3): sydänriskit, raskauden riskit Korvaa kovia rasvoja Riskit Mikrobiologiset ongelmat Toksiinit (esim. botulismi, eräät levätoksiinit) Kemialliset riskit (esim. Hg, As, PCB, PCDD/F, organoklooripestisidit) Kalan edut ja riskit

  33. EU-komissio • Maksimipitoisuudet 1.7.2002 • Kala: 4 ng/kg (pg/g) PCDD/F tuorepainossa, lähiaikoina PCB-yhdisteet mukaan • “does not necessarily mean that there is an appreciable risk to the health of individuals, because the tolerable weekly intake includes a safety factor … however … leads to erosion of the protection embedded in the safety factor” • Suomi ja Ruotsi: poikkeus vuoteen 2006, velvoite hankkia lisätietoja ja informoida väestöä

  34. Uusia ajatuksia? • Vuosia haettu AH-reseptorin fysiologista (”normaa-lia”) tehtävää (mm. kasvun ja kehityksen säätelijä??) • Yksi ilmeinen tehtävä kuitenkin juuri vierasaineiden pilkkomisen kiihdyttäminen, myrkylliset aineet hoidetaan pois elimistöstä • Siten pieni AH-reseptorin aktivaatio hyödyllinen, ei haitallinen • Vuosia kiistelty dioksiinien syöpää aiheuttavista ominaisuuksista • Eläinkokeissa selvä, suurten työaltistusten jälkeen todennäköinen mutta ei kovin vahva syöpäriski

  35. AH-reseptorin ”luonnollinen” aktivaatio • Monet kasvien aineet (erityisesti kaalikasvien mutta myös muiden vihannesten ja hedelmien flavonoidit ja muut aineet) stimuloivat AH-reseptoria • Hedelmät ja vihannekset erityisen terveellisiä ja syynä nähty mm. juuri nämä flavonoidit, jopa kokeita menossa niiden syöpää estävästä vaikutuksesta • Onko siis myös pieni määrä dioksiinia hyödyllinen eikä haitallinen, kun se stimuloi elimistön hävittämään vierasaineita?? • Ainakin kyseenalaistaa dioksiinien pienen annoksen syöpävaarallisuuden

  36. Uusi dioksiini-rehuepisodi Saksassa • Muistuttaa Belgian rehuskandaalia 1999 • Rehuöljyihin joutunut teknistä öljyä • Rehussa 1,1-1,5 pg/g (EU maksimiraja 0,75 pg/g) • Pitoisuudet joidenkin tilojen kananmunissa enintään 4-5-kertaisia sallittuihin rajoihin (3 pg/g) verrattuna, kananlihassa enintään 2-3-kertaisia • Sianlihassa muutama näyte 1-1,5 pg/g (raja 1,0) • Pitoisuudet noin sadasosa Belgiassa 1999 tavatuista pitoisuuksista • Ylinopeus kaupungissa 60 km/h vai 180 km/h?

  37. Dioksiineja löytyi ensin kanoista ja kananmunista, sittemmin myös sianlihasta Kuva Der Spiegel

  38. Harles & Jentzsch rehurasvan kierrätysyhtiö lähellä Hampuria on keskipisteessä Kuva Der Spiegel

  39. Elintarvikkeet pidettävä erossa teknisistä kemikaaleista • Harles& Jentzschissä teknisiä rasvoja tullut rehurasvojen sekaan • Eräissä varastoissa sekä rehurasvoja että teknisiä rasvoja. Sekaannus? • Petrotec Biodiesel valmistaa jäterasvoista biodieseliä, aluksi väitti, ettei toimita rehutehtaille, on toimittanut kolmannen osapuolen kautta • Epäselvää, mistä dioksiini tullut, ilmeisesti ei ainakaan syntynyt Petrotecin prosesseissa • Herättää kysymyksiä sekakäsittelystä. Biodiesel? Huoltoasemat? Kemikaalit ruokakaupassa?

  40. Riskikeskustelu Saksassa vanhahtavaa • Puhutaan dioksiinien aiheuttamasta syöpäriskistä • Sekä media että viranomaiset vähän perässä: jo 1998 WHO:n asiantuntijaryhmä arvioi, että syöpäriski ei ole dioksiinien olennaisin riski • Olennainen on kehityshäiriöriski, sekä raskauden aika että imetyksen aika tärkeitä • Syytä valvoa äitien ja tulevien äitien pitoisuuksia, sen määrää heidän koko siihenastinen altistumisensa • Nykytaustapitoisuuksilla kuitenkin riski vähäinen, jos valvonta kunnossa ja episodit havaitaan ajoissa

  41. Edut Ravitsemuksellinen arvo (mm. valkuaisaineet) Tietyt vitamiinit (esim. D) ja mineraalit (esim. Se) Edulliset rasvahapot (omega-3): sydänriskit, kehitys, raskauden riskit Korvaa kovia rasvoja Riskit Mikrobiologiset ongelmat Toksiinit (esim. botulismi, eräät levätoksiinit) Kemialliset riskit (esim. Hg, As, PCB, PCDD/F, organoklooripestisidit) Kalan edut ja riskit

  42. Kalan ja kalaöljyjen käyttö ja sydän-kuolleisuusMozaffarian and Rimm, JAMA 2006

  43. Kalastajatutkimus (Turunen ym. 2008) • 6410 kalastajaa, 4260 puolisoa • Kalan käyttö runsaampaa kuin perusväestöllä, sekä hyödylliset rasvahapot että dioksiinit kohonneet • Kokonaiskuolleisuus pienempi kuin perusväestöllä • Kalastajat 78% • Vaimot 84% • Sydänkuolleisuus vähäisempi • Kalastajat 73% • Vaimot 65% • Kalastajilla myös aivoinfarktien ja syövän määrät vähentyneet

  44. Human Frequency and severity of mineralization defects (Alaluusua et al., 1996) Smaller molars and retarded eruption Rat 0.03 µg/kg 0.05, 0.20, 0.80, 1.0 µg/kg, (Hurst et al., 2001) 1 10 100 1000 10000 Concentration (pg I-TEQ/g fat) Maternal Fat PCDD/F Concentrations vs. Tooth Defects in Rat and in Man Missing molars 1.0 µg/kg

  45. Uutta kalasta ja hermoston kehityksestä • Dioksiineihin liittyy kehityshäiriöiden riski, mutta: • Monityydyttymättömät rasvahapot (EPA, DHA, etenkin DHA) välttämättömiä hermoston kehitykselle • Raskauden aikana ja äidinmaidosta; riippuu suurelta osin äidin kalan käytöstä • Vakavassa puutostilassa mm. huono näkökyky • 14541 lapsen tutkimus (Hibbeln 2007) osoitti alle 340 g kalan viikkosaannin liittyvän heikompaan hermoston kehitykseen kuin yli 340 g (mm. IQ)

  46. H/W vs. L-E rats

  47. Which of these lab species best predicts human susceptibility to lethality from dioxins ?? Lethal Dose in Different SpeciesSingle-dose LD50 (μg/ kg body wt) Guinea pig 2 Rat 10-60 Rh. Monkey ~ 70 Rabbit 115 Mouse 100-300 Dog > 300 Bullfrog > 500 Hamster ~ 3,000 Han/Wistar(Kuopio) rat > 10,000

More Related