Humanes Biomonitoring: Techniken & Umweltgesundheitsbewertung

Einleitung

Umweltverschmutzung nimmt zu. Humanes Biomonitoring, eine Technik zur Bewertung der Exposition gegenüber schädlichen Umweltchemikalien, bietet eine Antwort. Die Technik wird verwendet, um Bevölkerungs­expositionen gegenüber Schadstoffen zu kontrollieren und zu verhindern, und es gibt eine Reihe von Methoden. Am wichtigsten für die Integrität der Forschung ist es, Alter, Gesundheit und geografischen Standort zu berücksichtigen, Faktoren, die die individuellen Körperwerte beeinflussen, und zu bedenken, dass Biomonitoring zwar die Exposition quantifizieren kann, aber nicht die Expositionsquelle oder die Dauer des Wirkstoffs im Körper bestimmen kann.

Häufig untersuchte Substanzen

Forscher suchen nach Markern, die von dem Umweltwirkstoff hinterlassen werden, was der Wirkstoff selbst, ein Produkt des Wirkstoffs oder eine Veränderung des Individuums sein kann, die aus einem von beidem resultiert. Gewebe- und Flüssigproben eines Individuums werden analysiert; sowohl Chemikalien als auch ihre Metaboliten werden gemessen. Die am häufigsten untersuchten Substanzen sind Urin, Ausatemluft, Blut und Muttermilch; Fett, Knochen, Nägel, Haare und andere Gewebe werden ebenfalls untersucht. Typischerweise wird die zu messende Substanz dadurch bestimmt, ob der Wirkstoff eher von Fett oder Wasser aufgenommen wird.

Einzell-Gelelektrophorese (SCGE) Assay

Diese Methode, auch als Kometen-Assay bezeichnet, ist äußerst effektiv, weil Forscher Daten auf der Ebene der einzelnen Zelle sammeln können. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf genotoxikologische Studien. Die statistische Analyse ist robuster als die anderer Methoden, weniger Zellen werden pro Verfahren benötigt und mehr Zelltypen können verwendet werden. In Kombination mit bakteriellen Enzymen kann der Kometen-Assay die oxidativen DNA-Schäden bestimmen, die zu bestimmten Gesundheitszuständen führen, und unter Verwendung von Fluoreszenztechniken wurden Schadensstellen entlang der DNA-Sequenz identifiziert.

Elektrothermische Atomabsorptionsspektrometrie (ETAAS)

Auch Graphitrohranatomabsorptionsspektrometrie genannt, verdampft diese Methode Proben in einem mit Graphit beschichteten Ofen. Wenn die getesteten Elemente vorhanden sind, absorbiert die resultierende Atomwolke Licht bei charakteristischen Wellenlängen dieser Elemente.

Induktiv gekoppelte Plasmamassenspektrometrie (ICP-MS)

Diese Methode, die in den späten 1980er Jahren entwickelt wurde, analysiert die Ladungsverhältnisse von Proben (fest oder flüssig), die in einer Hochtemperaturmatrix in neutrale Elemente zerlegt werden. Masse­fragmente werden in eine Vakuumkammer geschickt, wo sie für verschiedene Elemente bis hinunter zu Pikogramm- oder sogar, für einige Elemente, Femtogrammwerten gemessen werden.

Vorteile des humanen Biomonitorings

Die Ergebnisse von Studien, die humane Biomonitoring-Techniken verwenden, können der Gesellschaft als Ganzes zugutekommen. Die Reduzierung von Blei in Benzin, die von der US-Umweltschutzbehörde auferlegt wurde, ist ein Beispiel. Assays halfen auch dabei, die Exposition gegenüber Passivrauchen zu bestimmen, und korrelierten ungünstige neuroentwicklungsbedingte Wirkungen mit der Anwesenheit von Methylquecksilber in Blut und Haaren. Analysen können Trends in gesamten Populationen (z. B. Amerikaner) und Subgruppen (z. B. Alter, Geschlecht, Ethnizität) feststellen.