1 / 70

PROGRAM OSTRAVA VÝSLEDKY VÝZKUMU 2010

PROGRAM OSTRAVA VÝSLEDKY VÝZKUMU 2010. Radim J. Šrám. Ústav experimentální mediciny AV ČR, v.v.i., Praha Ostrava , 1. 12. 2010. ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ 200 9. (Č HM Ú). Lokalita. PM10 µg/m 3. PM2.5 µg/m 3. B [a]P n g/m 3. Ostrava-Poruba Ostrava-Bartovice Karviná Havířov

lael
Download Presentation

PROGRAM OSTRAVA VÝSLEDKY VÝZKUMU 2010

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. PROGRAM OSTRAVA VÝSLEDKY VÝZKUMU 2010 Radim J. Šrám Ústav experimentální mediciny AV ČR, v.v.i., Praha Ostrava, 1. 12. 2010

  2. ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ 2009 (ČHMÚ) Lokalita PM10 µg/m3 PM2.5 µg/m3 B[a]P ng/m3 Ostrava-Poruba Ostrava-Bartovice Karviná Havířov Praha-Smíchov Praha-Libuš České Budějovice Prachatice 34.0 ± 28.1 47.6 ± 42.1 44.7 ± 36.8 43.9 ± 35.9 30.5 ± 25.1 25.4 ± 21.9 23.0 ± 19.7 31.8 ± 17.2 27.6 ± 21.1 35.1 ± 29. X X 22.1 ± 18.4 18.7 ± 15.9 17.4 ± 14.5 28.1 ± 9.2 3.3 ± 1.0 9.2 ± 4.2 7.4 ± 2.0 X 0.9 ± 0.4 0.8 ± 0.4 1.4 ± 0.5 1.4 ± 2.1 x - neměřeno R. J. Sram 2010

  3. VÝZNAM k-PAU VE ZNEČIŠTĚNÉM OVZDUŠÍ RIZIKO PRO LIDSKÉ ZDRAVÍ výsledky těhotenství (IUGR, LBW, působí jako ED) plodnost mužů respirační nemocnost dětí, psychický vývoj kardiovaskulární onemocnění, cukrovka, nádory

  4. VÝSLEDKY MOLEKULÁRNĚ EPIDEMIOLOGICKÝCH STUDIÍ (genomová frekvence translokací-FISH, mikrojadérka, fragmentace DNA ve spermiích) koncentrace> 1 ng B[a]P/m3 v ovzduší RIZIKO PRO LIDSKÉ ZDRAVÍ (WHO Bonn 6. 11. 2009) R. J. Sram 2010

  5. POŠKOZENÍ GENOMU POČÁTEK NEMOCI NUTNOST PREVENCE ! R. J. Sram 2010

  6. B[a]P 2008 Prague Concentrations (ng/m3) < 0.4 > 0.4-0.6 > 0.6-1.0 > 1.0-2.0 > 2.0 83.5 % 9.2 % 3.7 % 2.7 % 0.9 % Prague Ostrava R. J. Sram 2010

  7. R. J. Sram 2010

  8. Měsíční průměry koncentrace benzo[a]pyrenu Bartovice (Ostrava) 2009 40 35 30 25 ng/m3 Fragmentace DNA spermií 20 15 Vliv na výsledky těhotenství 10 7.5 5 2.8 0 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sept Oct Nov Dec Roční limit ( 31.12. 2012): 1 ng/m3 R. J. Sram 2010

  9. PROGRAM OSTRAVA 1. 2. Projekt AIRGEN (MŽP ČR č. SP/1b3/8/08) Projekt AIRTOX (MŠMT ČR č. 2B08005) R. J. Sram 2010

  10. PROGRAM OSTRAVA • 1)Zdravotní stav dětí • 2)Studium vlivu genetické výbavy na astma u dětí • 3)Molekulárně-epidemiologická studie: • vliv znečištěného ovzduší na lidský organismus • 4)Studie in vitro: • studium mechanismů toxického působení látek vázaných na respirabilních prachových částicích R. J. Sram 2010

  11. STŘEDNÍ DÉLKA ŽIVOTAV LETECH 1982-2008

  12. Průměrné roční koncentrace PM10 [µg/m3] v okresech MS kraje, v Praze a v Teplicích 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Frýdek - Místek Karviná Ostrava Opava N . Jičín Praha - Libuš Teplice R. J. Sram 2010

  13. 77 76 75 74 73 72 71 Střední délka života 70 69 68 67 66 65 2008 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 znečištěné čistší Praha pánev ČR Střední délka života ve zneč. a čistší oblasti MSK, v Praze, v pánvi ÚK a ČR – muži R. J. Sram 2010

  14. 82 81 80 79 78 Střední délka života 77 76 75 74 73 72 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 znečištěné čistší Praha pánev ČR Střední délka života při narození ve zneč. a čistší oblasti MSK, v Praze, pánvi ÚK a ČR – ženy R. J. Sram 2010

  15. ASTHMA BRONCHIALE U DĚTÍ R. J. Sram 2010

  16. ASTMATICKÉ A ALERGICKÉ DĚTI OSTRAVA – BARTOVICE 2001 - 2007 Astma Alergie (%) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2001 2003 2005 2007 R. J. Sram 2010

  17. OSTRAVA PROGRAM ASTHMA BRONCHIALE A BIOMARKERY • Radvanice a Bartovice - 100 dětí s diagnostikovaným asthma bronchiale a 100 dětí bez alergie, věk 6-15 let • Kontrolní děti z okresu Praachatice, stejný počet a věkové rozmezí • Genetické polymorfismy(768 genů - metabolism,DNArepair,imunitní systém, Illumina chips) • Genová exprese(celý genom, Illumina chips) • Oxidativní poškození(8-oxodG, 15-F2T-isoP, proteiny) • PAU-DNA adukty ze slin • Vitamins A, E • Kotinin R. J. Sram 2010

  18. PRVNÍ PŘÍZNAKY ASTHMA BRONCHIALE V ZÁVISLOSTI NA VĚKU Prachatice Ostrava 50 40 30 počet dětí 20 10 0 <0.5 0.5 - 3.5 3.5 - 6.5 6.5- 9.5 9.5 - 12.5 12.5 - 15.5 věkový interval - roky R.J.Sram 2010

  19. Porovnání exprese (aktivity) genů astmatických a kontrolních dětí žijících ve znečištěné oblasti (Ostrava) s expresí genů astmatických a kontrolních dětí žijících v čisté oblasti(Prachaticko). VZTAH GENOVÉ EXPRESE K ASTMATU • Průduškové astma je komplexní onemocnění. • Mezi hlavní faktory ovlivňující vznik a vývoj astmatu patřígenetická predispozice a životní prostředí a jejich interakce Cíl studie: R. J. Sram 2010

  20. ANALÝZA GENOVÉ EXPRESE Princip čipové technologie Human HT-12 v3 Expression BeadChip • 12 pozic pro 12 různých vzorků; detekce transkriptů téměř celého lidského • genomu současně (48 804 prób pro stejný počet transkriptů) • próba = fragment DNA, představuje 1 gen • transkripty – značení fluorescenční barvou + vazba na příslušné (komplementární) próby • Illumina Beadstation 500 GX • detekce intenzity fluorescenčního signálu jednotlivých prób • čím větší intenzita signálu → větší počet transkriptů • → větší aktivita genu R. J. Sram 2010

  21. HIEARARCHICAL CLUSTERING OF DIFFERENTIALLY EXPRESSED GENES IN ASTHMATIC (red) AND HEALTHY (green) CHILDREN SAMPLES R. J. Sram 2010

  22. Analysis of transcriptomics data from children with asthma2nd report Dr. Hans Gmuender, Scientific ConsultantGenedata AG, BaselJuly, 2010

  23. P-value ≤ 0.01 P-value ≤ 0.01fold change ≥ 1.5 no asthma control vs. no asthma Ostrava asthma control vs. asthma Ostrava no asthma control vs. no asthma Ostrava asthma control vs. asthma Ostrava control vs. Ostrava control vs. Ostrava Comparison of ‘no asthma’ or ‘asthma’ results from the two regions There is a significant amount of differentially expressed genes comparing the 2 ‘no asthma’ or the 2 ‘asthma’ groups, respectively, indicating a strong region effect The Venn diagrams below show the number of significant transcripts obtained with these two comparisons and with the disease-independent comparison ‘control’ vs. ‘Ostrava’ R. J. Sram 2010

  24. P-value ≤ 0.01fold change ≥ 1.5 P-value ≤ 0.01 no asthma vs. asthma no asthma vs. asthmacontrol region no asthma vs. asthmacontrol region no asthma vs. asthma genes specific for asthma in Prachatice genes specific for asthma in Ostrava no genes common for both regions no asthma vs. asthmaOstrava no asthma vs. asthmaOstrava Comparison of ‘no asthma’ vs. ‘asthma’ t-test results In the Venn diagrams shown below, the t-test results obtained using all experiments either with a p-value cutoff of 0.01 or a p-value cutoff of 0.01 and at least a 1.5 fold change are compared R. J. Sram 2010

  25. Závěr • Výsledky prokazují deregulaci genů, která je specifická pro onemocnění, i pro sledovanou oblast • Deregulace genů u astmatických dětí je rozdílná mezi znečištěnou a kontrolní oblastí. • V každé oblasti byly pozorovány specifické deregulované geny při srovnání astmatických a kontrolních dětí: 17 transkriptů v kontrolní oblasti, • 12 transkriptův znečištěné oblasti. • Při srovnání astmatických a kontrolních skupin byl pozorován významný vliv oblasti (92 a 57 transkriptů • s > 1.5 násobnou změnou). R. J. Sram 2010

  26. Souhrn • Asthma bronchiale na Prachaticku – alergický typ astmatu, odpověď na alergen. • Asthma bronchiale v Ostravě - nealergický typ astmatu, vyvolán iritanty – znečištěné ovzduší, ETS, virové infekce. R. J. Sram 2010

  27. MOLEKULÁRNĚ EPIDEMIOLOGICKÁ STUDIE

  28. PROGRAM OSTRAVA MOLEKULÁRNĚ EPIDEMIOLOGICKÁ STUDIE skupiny: 1. Městští strážnici v Praze (kontroly, N = 65) 2. Úředníci v Ostravě (indoor, N = 70) 3. Městští strážnici v Karviné (N = 23) 4. Městští strážnici v Havířově (N = 20) 5. Dobrovolníci v Ostravě-Radvanicích (N=28) R. J. Sram 2010

  29. HUMAN STUDIES AND BIOMARKERS OF EXPOSURE, EFFECT AND SUSCEPTIBILITY PM2.5 Stationary monitoring c-PAHs Personal monitoring Stationary monitoring VOC Personal monitoring Stationary monitoring Cotinine Triglycerids, Total, HDL and LDL cholesterol Vitamins A, C, E DNA adducts by 32P-postlabeling Chromosomal aberrations FISH, micronuclei Oxidative damage 8-oxodG, 15-F2T-isoP, proteins, SCGE Genetic polymorphisms Gene expression R. J. Sram 2010

  30. PERSONÁLNÍ ODBĚRY OSTRAVSKO 11. – 28. 1. 2010 B[a]P 14.6 ng/m3 R. J. Sram 2010

  31. 1/2010 Ostrava-Bartovice 2/2010 Praha-Libuš (PM10) 12/2009 Karviná 12/2009 Třeboň 3/2010 Ostrava-Poruba Koncentrace PM2.5 ze stacionárního měření HiVol v Ostravě, Karviné, Praze a Třeboni 450 400 350 300 250 µg/m3 200 150 100 50 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 dny R. J. Sram 2010

  32. Koncentrace B[a]P ze stacionárního měření HiVol v Ostravě, Karviné, Praze a Třeboni 100 1/2010 Ostrava-Bartovice 90 12/2009 Karviná 3/2010 Ostrava-Poruba 80 2/2010 Praha-Libuš (PM10) 70 12/2009 Třeboň 60 ng/m3 50 40 30 20 10 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 dny R. J. Sram 2010

  33. Praha Karviná Havířov Radvanice a Bartovice Ostrava 25 20 15 ng/m3 10 5 0 BaA BaP BbFlu BghiP BkFlu Chry DahA IcdP Průměrné hodnoty personální expozice karcinogenním PAU v zimě roku 2010 na jednotlivých lokalitách R. J. Sram 2010

  34. Autoradiographs of thin layer chromatograms with DNA adduct pattern of: Positive control (DNA isolated from the lung of rats intraperitoneally treated with 100 mgB[a]P/kg b.w.) DNA isolated fromlymphocytes of subject sampled in January 2004 (1st sampling period) Water blank R. J. Sram 2010

  35. DNA adukty/108 nukleotidů B[a]P ng/m2 N Celkové B[a]P –“like“ 2009 2010 2009 2010 2009 2010 64 98 Praha Ostravsko 0.80 ± 0.55 2.73 ± 2.60* 2.86 ± 1.87 14.8 ± 13.3* 0.21 ± 0.06 0.28 ± 0.08* 0.25 ± 0.12 0.16 ± 0.06* 1.30 ± 0.41 1.37 ± 0.37 1.37 ± 0.47 1.03 ± 0.33* Kontrola 42 0.80 ± 0.62 0.10 ± 0.03 0.76 ± 0.20 DNA adukty R. J. Sram 2010

  36. FISH analysis t(Ab);t(Ab);t(Ba) CYTOGENETIC ANALYSIS Three translocations between chromosome 1 and unpainted chromosomes R. J. Sram 2010

  37. B[a]P ng/m2 FG/100 % AB.B. N 2009 2010 2009 2010 2009 2010 0.80 ± 0.55 2.73 ± 2.60 2.86 ± 1.87 14.8 ± 13.3* Praha Ostravsko 0.27 ± 0.18 0.26 ± 0.19 0.23 ± 0.15 0.22 ± 0.18 1.43 ± 1.15 1.44 ± 1.23 1.39 ± 1.03 1.25 ± 1.18 60 98 Kontrola 42 0.80 ± 0.62 0.21 ± 0.16 1.13 ± 1.01 GENOMOVÁ FREKVENCE TRANSLOKACÍ FISH R. J. Sram 2010

  38. Lokalita Praha (N=65) Ostravsko (N=100) Zima 2009 Zima 2010 Zima 2009 Zima 2010 Průměr Směrodatná odchylka Median Minimum Maximum Porovnání lokalit (Praha vs. Ostravsko) v rámci období (p) Porovnání období (2009 vs. 2010) v rámci lokality (p) 165.9 41.7 158.4 108.7 321.2 <0.001 <0.001 256.5 104.7 236.9 119.6 647.8 279.3 330303.6 179.2 101.3 2410.3 279.5 124.5 252.3 90.6 814.6 Hladiny 15-F2t-IsoP v krevní plasmě v zimním období 2009 a 2010 v Praze a na Ostravsku. R. J. Sram 2010

  39. VÝZNAM OXIDAČNÍHO POŠKOZENÍ U DOSPĚLÝCH ZVYŠUJE VÝSKYT: nádorových onemocnění aterosklerosy diabetes Alzheimerovy demence URYCHLUJE PROCES STÁRNUTÍ R. J. Sram 2010

  40. MICRONUCLEI R. J. Sram 2010

  41. N (6000 b./osobu) % AB.B. S MN Skupiny MN/1000 I.odběr II.odběr I.odběr II.odběr 4 4 4 4 0.81 ± 0.15 0.80 ± 0.14 0.74 ± 0.43 1.14 ± 0.55 8.32 ± 1.63 8.47 ± 1.55 7.96 ± 4.92 12.91 ± 6.49 kontrolní exponovaná * FREKVENCE MIKROJADÉREK (vliv 3-týdenního pobytu na Ostravsku, leden 2010) * p < 0.05 R. J. Sram 2010

  42. N (5000 b./osobu) % FG/100 Skupiny % AB.B. I.odběr II.odběr I.odběr II.odběr 4 4 4 4 1.51 ± 0.61 1.45 ± 0.52 1.44 ± 0.66 2.44 ± 1.82 0.27 ± 0.05 0.28 ± 0.07 0.25 ± 0.11 0.43 ± 0.30 kontrolní exponovaná FREKVENCE GENOMOVÝCH TRANSLOKACÍ (FISH) (vliv 3-týdenního pobytu na Ostravsku, leden 2010) * p < 0,05 R. J. Sram 2010

  43. ZNEČIŠTĚNÉ OVZDUŠÍ DIOXINOVÁ AKTIVITA R. J. Sram 2010

  44. CO JE DIOXINOVÁ TOXICITA 1) Persistentní aktivace buněčného „dioxinového“ receptoru AhR, změna exprese mnoha regulačních genů.2) Důsledky chronické aktivace AhR: zvýšený metabolismus cizorodých látek (včetně genotoxických PAU) a lipidních endogenních látek (včetně steroidních a thyroidních hormonů) kardiovaskulární choroby, diabetes, efekty na hormonální funkce (endokrinní disrupce), kožní a zubní abnormality, rakovina a promoce rakoviny kardiovaskulární choroby, diabetes, efekty na hormonální funkce (endokrinní disrupce), kožní a zubní abnormality, rakovina a promoce rakoviny AhR vývojová neurotoxicita, efekty na vývoj reprodukčních orgánů, imunotoxicita R. J. Sram 2010

  45. DIOXINOVÁ TOXICITA VE VZORCÍCH OVZDUŠÍ(organické extrakty PM2.5) efekt POPs + PAHs efekt POPs R. J. Sram 2010

  46. Příspěvek jednolivých skupin PAH Celkové koncentrace skupin PAH (ng/m3) 250 250 Sum of PASHs 228 Sum of PANHs 200 200 Sum of Oxidated PAHs Sum of Alkylated PAHs Sum of other PAHs Sum of 16 US EPA PAHs 150 150 100 100 50 50 54 49 20 18 0 0 Praha Praha Karviná Karviná Třeboň Třeboň Ostrava- Ostrava- Poruba Poruba Bartovice Bartovice Ostrava- Ostrava- CHEMICKÁ ANALÝZA PAU R. J. Sram 2010

  47. Karcinogenní potence Mutagenní potence 12 Benzo[k]fluoranthen Dioxinová potence Benzo[j]fluoranthen Chrysen 10 Benzo[b]fluoranthen 70 Dibenzo[a,l]pyren Benzo[k]fluoranthen Indeno[1,2,3-cd]pyren Benzo[j]fluoranthen 8 Dibenz[a,h]anthracen 16 60 Chrysen Benzo[k]fluoranthen Cyclopenta[cd]pyren Benzo[b]fluoranthen ] 3 Benzo[a]pyren Benzo[j]fluoranthen Dibenzo[a,l]pyren 14 50 Chrysen Indeno[1,2,3-cd]pyren 6 Benzo[b]fluoranthen CEQ [ng BaP/m Dibenz[a,h]anthracen ] 3 12 Dibenzo[a,l]pyren Cyclopenta[cd]pyren 40 Indeno[1,2,3-cd]pyren Benzo[a]pyren 4 Dibenz[a,h]anthracen ] 3 10 MEQ [ng BaP/m Cyclopenta[cd]pyren 30 Benzo[a]pyren 8 2 IEQ(c) [pg TCDD/m 20 6 0 10 Třeboň Praha Poruba Bartovice Karviná 4 0 2 Třeboň Praha Poruba Bartovice Karviná 0 Třeboň Praha Poruba Bartovice Karviná TOXICKÉ POTENCE INDIVIDUÁLNÍCH PAU (koncentrace x relativní potence TEF) R. J. Sram 2010

  48. ZÁVĚRY • PAU působí velkou většinu dioxinové toxicity; příspěvek persistentních organických polutantů (dioxinů a PCB) je velmi malý. • Organická fáze PM2.5 z lokality Ostrava-Bartovice vykazuje extrémně vysokou dioxinovou toxicitu. • Prachové částice z Ostravy-Poruby obsahují několikanásobně vyšší koncentrace PAU, čemuž odpovídají také nejvyšší zdravotní rizika (karcinogenita, mutagenita a dioxinová toxicita). R. J. Sram 2010

  49. ZNEČIŠTĚNÉ OVZDUŠÍ STUDIEIN VITRO R. J. Sram 2010

  50. CHARAKTERISTIKY ODEBRANÝCH ČÁSTIC Filtr z Ostravy- Bartovic R. J. Sram 2010

More Related