Toksik eşdeğerlik faktörü - Toxic equivalency factor

Toksik eşdeğerlik faktörü ( TEF ) , dioksinlerin , furanların ve PCB'lerin toksisitesini dioksinin en toksik formu olan 2,3,7,8-TCDD cinsinden ifade eder . Bireysel türdeşlerin toksisitesi , büyüklük sırasına göre değişebilir .

TEF'lerle, dioksin ve dioksin benzeri bileşiklerin bir karışımının toksisitesi tek bir sayı ile ifade edilebilir - toksik eşdeğerlik (TEQ). Her bir türdeşin konsantrasyonunun ve ayrı TEF değerlerinin ürününden elde edilen tek bir rakamdır.

TEF / TEQ kavramı, risk değerlendirmesini ve düzenleyici kontrolü kolaylaştırmak için geliştirilmiştir . Başlangıçtaki ve mevcut TEF'ler yalnızca dioksinler ve dioksin benzeri kimyasallar (DLC'ler) için geçerli olsa da, kavram teorik olarak dioksinlerle kullanılan kapsamlı benzerlik kriterlerini karşılayan herhangi bir kimyasal grubuna uygulanabilir, öncelikli olarak ana etki mekanizması paylaşılır. grup genelinde. Şimdiye kadar, yalnızca DLC'ler bu kadar yüksek derecede toksikolojik benzerlik kanıtına sahipti.

Yıllar içinde, I-TEQ DF olarak temsil edilen, yalnızca dioksinler ve furanlar için Uluslararası Toksik Eşdeğerler ve ayrıca birkaç ülkeye özgü TEF'ler gibi, faaliyette olan birkaç sistem olmuştur. PCB'leri içeren ve WHO-TEQ DFP olarak temsil edilen mevcut Dünya Sağlık Örgütü şeması artık evrensel olarak kabul edilmektedir.

Kimyasal karışımlar ve katkı

İnsanlar ve yaban hayatı nadiren tek başına kirletici maddelere maruz kalır, bunun yerine potansiyel olarak zararlı bileşiklerin karmaşık karışımlarına maruz kalır. Dioksinler ve DLC'ler bir istisna değildir. Toksisiteyi değerlendirirken bunu dikkate almak önemlidir, çünkü bir karışımdaki kimyasalların etkileri genellikle tek başına hareket ettiklerinden farklıdır. Bu farklılıklar, etkileşime bağlı olarak bileşiklerin özelliklerinin değiştiği, hedef dokuda yeni bir doz ve kantitatif olarak farklı bir etki yarattığı kimyasal seviyede gerçekleşebilir. Eklem etkisi oluşturmak için birlikte (basit benzer eylem) veya alım sırasında, vücudun her yerine taşındığında veya metabolizma sırasında reseptörde organizma üzerinde bağımsız olarak hareket edebilirler . Eklem etkileri, ilave (doz, yanıt / risk veya ölçülen etki kullanılarak), sinerjistik veya antagonistik olarak tanımlanır . Karışım etkisi, her biri nispi toksik potansiyeline göre ağırlıklandırılan bileşen kimyasal dozlarının toplamı ile belirlendiğinde bir doz-katkı maddesi tepkisi meydana gelir. Karışım tepkisi, bağımsız olayların olasılık yasasına dayalı olarak bileşen risklerinin toplamı olduğunda bir risk-katkı tepkisi oluşur. Bir kimyasal karışıma maruz kalmanın birleşik etkisi , ayrı bileşen kimyasal etkilerinin toplamına eşit olduğunda , örneğin nispi karaciğer ağırlığındaki artımlı değişiklikler olduğunda bir etki-katkı karışımı tepkisi oluşur . Sinerji, kimyasalların birleşik etkisi, ayrı etkilerine dayalı olarak ilave edilebilirlik tahmininden daha büyük olduğunda ortaya çıkar. Antagonizm, birleşik etkinin eklemeli tahminden daha az olduğu yeri tanımlar . Açıkçası, hangi tür katkıların kullanıldığını belirlemek önemlidir. Bu etkiler , kimyasalların temel etki şekillerini ve toksisite mekanizmalarını yansıtır .

Katkı, burada önemli bir kavramdır çünkü TEF yöntemi, değerlendirilen kirletici maddelerin karışımlarda doz katkı maddesi olduğu varsayımı altında çalışır. Dioksinler ve DLC'ler AhR'de benzer şekilde hareket ettikleri için, bir karışımdaki ayrı ayrı miktarları, toplam gücü değerlendirmek için orantılı değerler, yani TEQ'lar olarak toplanabilir. Bu kavram, araştırma tarafından oldukça iyi desteklenmektedir. Ağızdan alım dışındaki uygulamalar da dahil olmak üzere bazı etkileşimler gözlemlenmiş ve bazı belirsizlikler devam etmektedir.

TEF

2,3,7,8-TCDD ve diğer dioksinler ve dioksin benzeri bileşikler içeren çevresel ortamlara maruz kalma, insanlara olduğu kadar vahşi yaşam için de zararlı olabilir. Bu kimyasallar metabolizmaya dirençlidir ve besin zincirini biyolojik olarak büyütür . Bu bileşiklerin toksik ve biyolojik etkilerine aril hidrokarbon reseptörü (AhR) aracılık eder . Çoğu zaman insan aktivitesinin sonuçları, bu kimyasalların çevrede DLC karışımları olarak ortaya çıkmasına neden olur. TEF yaklaşımı, PAH'lar ve ksenoöstrojenler dahil diğer kimyasalların toksisitesini değerlendirmek için de kullanılmıştır.

TEF yaklaşımı, kimyasal yapı ve davranışı hesaba katan bu kimyasallarla ilişkili bir temel katkı varsayımı kullanır. Model, her bir kimyasal için, TEF olarak bilinen tek bir ölçeklendirme faktörünü atamak için göreceli etki potansiyeli (REP) olarak bilinen bireysel toksisite deneylerinden karşılaştırmalı ölçümler kullanır.

Farklı şemalara göre toksik eşdeğerlik faktörü
Konjener BGA 1985 NATO (I-TEF) 1988 WHO 1998 DSÖ 2005
2,3,7,8-Cl 4 DD 1 1 1 1
1,2,3,7,8-Cl 5 DD 0.1 0.5 1 1
2,3,7,8-alt. Cl 6 DD 0.1 0.1 0.1 0.1
1,2,3,4,6,7,8-Cl 7 DD 0.01 0.01 0.01 0.01
Cl 8 DD 0.001 0.001 0.0001 0.0003
2,3,7,8-Cl 4 DF 0.1 0.1 0.1 0.1
1,2,3,7,8-Cl 5 DF nn nn 0.05 0.03
2,3,4,7,8-Cl 5 DF 0.01 0.05 0.5 0.3
2,3,7,8-alt. Cl 6 DF 0.01 0.01 0.01 0.01
2,3,7,8-alt. Cl 7 DF 0.01 0.01 0.01 0.01
diğer Cl 7 DF 0.001 0 0 0
Cl 8 DF 0.001 0.001 0.0001 0.0003
diğer PCDD ve PCDF 0.01 0 0 0

TCDD

2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD), diğer dioksinlerin ve DLC'lerin toksisitesinin karşılaştırıldığı referans kimyasaldır. TCDD, bilinen en toksik DLC'dir. Diğer dioksinlere ve DLC'lere, TCDD'ye kıyasla bir ölçeklendirme faktörü veya TEF atanır. TCDD'nin TEF'si 1.0'dır. Bazen PCB126, 0.1 TEF ile referans kimyasal olarak da kullanılır.

TEF tayini

TEF'ler, DSÖ tarafından belirlenen kriterleri karşılayan, farklı biyolojik modeller veya son noktalar kullanılarak bir REP veritabanı kullanılarak belirlenir ve belirsizlik derecesi sırasına sahip tahminler olarak kabul edilir. DSÖ'nün TEF yaklaşımına bir bileşiğin dahil edilmesi için gerekli özellikler şunları içerir:

  • Poliklorlu dibenzo-p-dioksinler veya poliklorlu dibenzofuranlara yapısal benzerlik
  • Aril hidrokarbon reseptörüne (AhR) bağlanma kapasitesi
  • AhR aracılı biyokimyasal ve toksik yanıtları ortaya çıkarma kapasitesi
  • Besin zincirinde kalıcılık ve birikim

Bir kimyasal için geçerli tüm REP'ler bir dağılımda derlenir ve TEF, logaritmik bir ölçekte yarı büyüklükteki artışlara göre seçilir. TEF, sağlığı korumak için tipik olarak REP dağılımının 75. yüzdelik diliminden seçilir.

In vivo ve in vitro çalışmalar

REP dağılımları, belirli türdeki çalışmalara daha fazla önem verecek şekilde ağırlıklandırılmamıştır. REP'lerin şu anki odağı, in vitro yerine in vivo çalışmalardır . Bunun nedeni, tüm in vivo çalışmaların ( akut , subkronik vb.) Ve farklı son noktaların birleştirilmesi ve ilişkili REP dağılımlarının tek bir kutu grafiği olarak gösterilmesidir.

TEQ

Toksik Eşdeğerler (TEQ'ler), PCDD'ler, PCDF'ler ve PCB'lerin karışımlarının toksisite ağırlıklı kütlelerini bildirir. Bildirilen değer, kimyasalların karışımı hakkında toksisite bilgisi sağlar ve toksikologlar için toplam gram sayısını bildirmekten daha anlamlıdır. TEQ'ları elde etmek için, bir karışımdaki her bir kimyasalın kütlesi TEF ile çarpılır ve daha sonra toplam toksisite ağırlıklı kütleyi bildirmek için diğer tüm kimyasallarla toplanır. TEQ'lar daha sonra risk karakterizasyonu ve temizleme alanlarına öncelik verme gibi yönetim amaçları için kullanılır.

Hesaplama

Bir karışımın toksik eşdeğerliği, ayrı ayrı bileşiklerin (C i ) konsantrasyonlarının toplamının göreli toksisiteleri (TEF) ile çarpımı ile tanımlanır:

TEQ = Σ [ C i × TEF i ]

Başvurular

Risk değerlendirmesi

Risk değerlendirmesi , çevredeki bir kirletici gibi bazı olumsuz etkilerin olasılığının tahmin edildiği süreçtir. Çevresel risk değerlendirmeleri, insan sağlığının ve çevrenin korunmasına yardımcı olmak için yürütülür ve genellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde CERCLA tarafından öngörülen düzenlemeler gibi düzenlemelerin karşılanmasına yardımcı olmak için kullanılır . Risk değerlendirmeleri geriye dönük olarak, yani bir süper fon sahasında kontaminasyon tehlikesi değerlendirilirken veya atık boşaltımlarını planlarken olduğu gibi öngörülü olarak gerçekleştirilebilir .

Ortamdaki kimyasal karışımların karmaşık yapısı, risk değerlendirmesi için bir zorluk oluşturmaktadır. TEF yaklaşımı, DLC'lerin ve diğer çevresel kirleticilerin toksisitesini ilave etkilerle değerlendirmeye yardımcı olmak için geliştirilmiştir ve şu anda Dünya Sağlık Örgütü tarafından onaylanmaktadır.

İnsan sağlığı

İnsanların dioksinlere ve DLC'lere maruz kalması, halkın ve düzenleyici endişelerin bir nedenidir. Sağlık sorunları arasında endokrin, gelişimsel, bağışıklık ve kanserojen etkiler bulunur. Maruz kalmanın yolu, öncelikle et, süt ürünleri, balık ve anne sütü gibi hayvansal ürünlerin yenmesidir. Bununla birlikte, insanlar ayrıca pişmiş yiyecek ve sebzelerde yüksek seviyelerde "doğal dioksinlere" maruz kalmaktadır. İnsan diyeti, toplam TEQ alımının% 95'inden fazlasını oluşturur.

İnsanlardaki riskler tipik olarak kirletici maddelerin bilinen yutulmasından veya kan veya yağ dokusu örneklerinden hesaplanır. Bununla birlikte, insan alım verileri sınırlıdır ve kan ve dokudan hesaplamalar iyi desteklenmemektedir. Bu, insanlara yönelik risk değerlendirmesinde TEF uygulamasına bir sınırlama getirir.

Balık ve yaban hayatı

DLC'nin yaban hayatına maruz kalması, kara ve su habitatları üzerindeki atmosferik emisyon birikimi (örneğin atık yakma) ve atık atık sulardan kaynaklanan kirlilik gibi çeşitli kaynaklardan kaynaklanmaktadır. Kirleticiler daha sonra besin zincirini biyolojik olarak biriktirir. Dünya Sağlık Örgütü balık, kuş ve memeli türleri için TEF'ler türetmiştir, ancak bazı bileşikler için taksonlar arasındaki farklılıklar büyüklük dereceleridir. Memelilere kıyasla balıklar, mono-orto PCB'lere daha az duyarlıdır.

Sınırlamalar

TEF yaklaşımı DLC risk değerlendirmesi, değişen derecelerde belirsizlik içeren belirli varsayımlar altında çalışır. Bu varsayımlar şunları içerir:

  • Bireysel bileşiklerin hepsi aynı biyolojik yolla hareket eder
  • Bireysel etkiler doz artırıcıdır
  • Doz yanıt eğrileri benzer şekilde şekillendirilmiştir
  • Tek tek bileşikler vücutta benzer şekilde dağılmıştır

Gerçek olmasa da TEF'lerin tüm etkiler, tüm maruziyet senaryoları ve tüm türler için eşdeğer olduğu varsayılmaktadır. TEF yöntemi yalnızca AhR mekanizmasıyla ilgili toksisite etkilerini hesaba katar - ancak, bazı DLC toksisitelerine diğer süreçler aracılığıyla aracılık edilebilir. Doz eklenebilirliği tüm DLC'ler ve maruziyet senaryoları, özellikle düşük dozları içerenler için geçerli olmayabilir. Antagonistik etkilere neden olabilecek diğer kimyasallarla etkileşimler dikkate alınmaz ve bunlar türe özgü olabilir. İnsan sağlığı risk değerlendirmeleri açısından, AhR'de türe özgü farklılıklar olmasına rağmen, hayvan çalışmalarından elde edilen göreceli potens tahminlerinin, insanlardaki toksisiteyi öngördüğü varsayılmaktadır. Bununla birlikte, In vivo karışım çalışmaları, WHO 1998 TEF değerlerinin iki veya daha az faktör içinde karışım toksisitesini öngördüğünü göstermiştir. Olasılıklı bir yaklaşım, TEF'in belirlenmesinde bir avantaj sağlayabilir çünkü bir TEF değerinde mevcut belirsizlik seviyesini daha iyi tanımlayacaktır.

Toprak, tortu ve su gibi abiyotik matrisleri değerlendirmek için TEF değerlerinin kullanılması sorunludur çünkü TEF değerleri öncelikle oral alım çalışmalarından hesaplanır.

Tarih ve gelişme

1980'lere kadar uzanan TEF'lerin geliştirilmesi ve bunların nasıl kullanılacağı konusunda uzun bir tarih vardır. Yürütülen yeni araştırmalar, bilim ilerledikçe TEF'lerin atanmasına yönelik rehber kriterleri etkilemektedir. Dünya Sağlık Örgütü, yeni verilerle birlikte TEF'lerin nasıl atanacağı konusunda küresel bir fikir birliğine varmak için uzman panelleri düzenledi. Her ülke kendi TEF değerlerini önerir ve tipik olarak WHO küresel fikir birliği TEF'lerini onaylar.

Potansiyel dahil etme için diğer bileşikler

Mekanistik değerlendirmeleri esas alarak, PCB 37 , PBDDs, PBDFs, PXCDDs, PXCDFs, PCN , PBNs ve PBBs TEF konseptine dahil edilebilir. Bununla birlikte, bu bileşiklerin çoğu insan maruziyet verilerinden yoksundur. Bu nedenle, bu bileşikler için TEF değerleri inceleme sürecindedir.

Ayrıca bakınız

Kaynaklar