Endokrin Bozucular ve Biyosidal Ürünler

Transkript

1 Endokrin Bozucular ve Biyosidal Ürünler Prof. Dr. Bayram Yılmaz YEDİTEPE ÜNİVERSİTESİ Yeditepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dalı Istanbul

2 Endokrin Bozucu: Endocrine Disrupters Xenoestrogens Organizmada bir hormonun sentez sekresyon taşınma reseptöre bağlanma ve etkisi ile eliminasyonunu etkileyen kimyasal maddedir EPA Definition: Exogenous agents that interfere with the synthesis, secretion, transport, binding, action or elimination of natural hormones in the body that are responsible for the maintenance of homeostasis, reproduction, development and/or behavior

3 Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) Endocrine Disruptors Industrial solvents & lubricants Organo chlorine pesticides/ Fungicides Plastics/ Plasticizers Metals Pharma ceuticals Natural PCB Dioxins PBB DDT Methoxychlor Chlorpyrifos Atrazine Vinclozolin Bisphenol A Phthalates Cadmium Lead Mercury Uranium Arsenic DES & Pills Phytoestrogens

4 Persistent Organic Pollutants (POPs) (2001, İsveç) Dirty Dozen PCBler Dioxin (TCDD) Hekzaklorobenzen Aldrin DDT Dieldrin Endrin Klordan Heptaklor Mirex Toxafen Furanlar

5

6 Diethylstilbestrol (DES): Sentetik bir östrojen "Recommended for routine prophylaxis in ALL pregnancies per cent live delivery with desplex in one series of 1200 patients - bigger and stronger babies, too. No gastric or other side effects with desplex - in either high or low dosage." [1957] Perinatal uygulamalardan sonra görülen genital sistem neoplazileri ABD de arası DES e maruz kalan 1-4 milyon çocuk (New Engl J Med 1971)

7 Dioxin Kontaminasyonu Vietnam Savaşı sırasında 70 tondan fazla Dioxin (TCDD, Agent Orange) Güney Vietnam a sprey şeklinde atıldı. Bu yeryüzünde görülmüş en büyük Dioxin kontaminasyonudur arasında kullanılan bu maddenin etkileri bugün hala Vietnam nesillerini etkilemeye devam etmektedir. Kontaminasyona maruz kalan Amerikan askerlerinin çocuklarında da yaygın lösemi vakaları görüldüğü bildirilmiştir.

8 POLİKLORLU BİFENİLLER (PCB) Kimyasal yapıları Üretim ve kullanım Kontaminasyon alanları Endokrin Bozucu Etkileri , Koplanar PCB 3 2 ortho 2' meta 3' 4 4' para 5 6 6' ortho 5' meta 246-4OH-3, Nonplanar PCB

9 PCBlerin Kullanıldıkları Yerler Kimyasal ve fiziksel yapı bakımından oldukça stabil (nonflammable) maddeler olduklarından, Sanayide başlıca; kapasitatör, transformer, hidrolik pompa, matbaa mürekkebi, boya, pestisit ve izolasyon sıvılarının yapımında Yanmayı ve enerji kaybını önlemek için yüksek gerilim hatlarının izolasyonunda da kullanıldılar.

10 POPs: Besin Zinciri ve İnsana Taşınma Yolları POPs başlıca sindirim yoluyla insan vücuduna geçer. POP kontaminasyonu olan sulardan avlanan balık ve diğer hayvanların tüketilmesiyle vücuda girerler. Deri yoluyla emilim Anne sütüyle yeni doğana geçerler. Volatilize olma özellikleri? Özellikle yağ dokusunda birikme eğilimi gösterirler

11 Türkiye de Genel Kimyasal Kirlilik Akın AN ve Önsan Zİ den (

12 Nörotoksik Kanserojenik İmmün sistem üzerine Kardiyovazküler (aterosklerozis) Reprodüktif etkiler Endokrin Bozucu Etki Mekanizmaları Östrojenik Anti-östrojenik Androjenik Anti-androjenik Tiroid sentez ve sekresyonu üzerine etkiler

13 Dioxin, PCBler ve Pestisitlerin Diyabet ile ilişkisi (?) Pankreasta b-hücrelerinin toksinlere olan hassasiyeti Vietnam da Dioxin e maruz kalan ABD li askerlerde yüksek diyabet sıklığı Çalışma ortamında PCB ve pestisitlere maruz kalanlarda diyabet Bunların kan örneklerinde rastlanan yüksek dioxin ve PCB miktarı

14 EDCs & Thyroid Function Iodine uptake inhibitors TPO inhibitors (iodine organification) Thyroid hormones signaling Pickford DB. (2010) Screening chemicals for thyroid-disrupting activity: A critical comparison of mammalian and amphibian models. Crit Rev Toxicol, 40:

15

16 Östrojenik ve Antiöstrojenik Etkiler Koplanar PCBler antiöstrojenik etkilerden Aryl Hydrocarbon reseptörü ve antiöstrojenik aktivite Nonplanar PCBler östrojenik etkilerden sorumludurlar E2 reseptörü ve östrojenik aktivite TCDD (Dioxin) Östradiol

17 Aryl Hydrocarbon (veya TCDD) Reseptörü Aryl Hydrocarbon reseptörü, sitoplazmada bulunan ve DNA ya bağlanma özelliği olan bir proteindir. Dioxin ve benzeri kimyasal maddeler bu reseptöre bağlanarak etkilerini gösterirler. TCDD Gen ekspresyonu AHR mrna Protein CYP 450

18 EDC Tarama (Analiz) Yöntemleri İn vivo metotlar Hershberger assay Uterotropik assay Erkek rat pübertal gelişim deneyi Dişi rat pübertal gelişim deneyi Amphibian metamorphosis assay Hipotalamo-Pituitary-Tiroit eksen analizi Metamorfik matürasyon analizi Balık HPG eksen analizleri

19 In vivo modeller Vitellogenin Morfolojik parametreler (uterus, ovaryum, testis, prostat ağırlığı vb) Histolojik incelemeler Biyomarker analizleri (c-fos, laktoferrin, vitellogenin ekspresyonu vb) Hormon analizleri Hendry et al, 2002; Exp Biol Med, 227:

20 Hershberger Assay

21 Vesicula seminalis İdrar kesesi Prostat Testis Penis Epididimis

22 Penis M. Levator ani M. Bulbocavernosus Cowper bezi

23 Uterotropic Assay İmmatür Uterotropic Assay 20 günlük ratlar Üç günlük s.c. uygulama 4. gün dekapitasyon OVX Uterotropic Assay Kontrol (x20) Bilateral ovarektomi İki hafta iyileşme 7 gün ilaç s.c. Uygulama 24 saat sonra Dekapitasyon Östradiol (x20)

24 Uterotropic Assay Immatür sıçanlarda uterus morfolojisi; Çözücü (a), Östrojen (b), Aroclor (10mg) (c), PCB 180 (10mg) (d), Aldrin (1mg) (e), Aldrin (10mg) (f), Mirex (10mg) (g), Endosulfan (1mg) (h). Östrojen grubunda (b) görülen belirgin histolojik değişiklik uterus boyutlarında artış, östrojen kadar olmamakla beraber sırasıyla endosulfan (h), PCB (d) ve Aroclor (c) gruplarında da uterus boyutları arttı. Bar 110 µm. TÜBİTAK Projesi (104T240)

25

26 EDC Tarama (Analiz) Yöntemleri İn vitro metotlar Östrojen proliferasyon deneyi Östrojen reseptör bağlanma deneyi Androjen reseptör bağlanma deneyi Steroidogenez deneyi (Androjen) testosteron sentezinin uyarılması veya baskılanması Steroidogenez deneyi (Östrojen) Östrojen sentezinin uyarılması veya baskılanması Aromataz aktivite testi Reporter Gene Assay

27 MCF-7 Focus Assay MCF-7 meme kanseri hücreleri E2 reseptörleri taşırlar Başka hücre tipleri (HTB 133) 120 Foci/cm 2 (Percent Maximum E 2 ) E Log Molarity

28 E2 Focus Assay de Test Ettiğimiz Pestisitler Aldrin Carbaryl Heptachlor Heptachlor Epoxide Lindane Methoxychlor Mirex a-bhc b-bhc d-bhc Endosulfan Dieldrin o,p DDE p,p DDE o,p DDD p,p DDD o,p DDT p,p DDT Malathion Parathion Ivermectin Toxaphene

29 Toxaphene in Antiöstrojenik etkileri Östrojenisite Testi E2 Reseptör Bağlanma Deneyi Anti-Östrojenisite Testi Tam Hücre E2 Reseptör Bağlanma Deneyi

30 Atrazine Induces Aromatase Enzyme Atrazine is a potent endocrine disruptor that both chemically castrates and feminizes male amphibians It also disrupts normal gonadal development and feminizes the gonads of developing males. Hayes et. al., 2006

31 Arbitrary Units Arbitrary Units Arbitrary Units Reporter Gen Assay Anti-Estrogenic Effect of PCB 138 in MVLN Cells Anti-Estrogenic Effect of PCB 138 in MVLN Cells * * * Control DMSO 0,2 µm 1 µm 5 µm 10 µm Control DMSO + E M 0,2 µm + E M 1 µm + E M * 5 µm + E M * 10 µm + E M Anti-Estrogenic Effect of PCB 138 in H4IIE Cells * * * Control DMSO 0,2 µm 1 µm 5 µm 10 µm

32 Arbitrary Units Arbitrary Units Reporter Gen Assay Üsküdar in MVLN Cells 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Control 1 µl 5 µl 10 µl 20 µl 50 µl Üsküdar in H4IIE Cells 2,5 2 * 1,5 1 0,5 * * * 0 Control 1 µl 5 µl 10 µl 20 µl 50 µl

33 Arbitrary Units Arbitrary Units Reporter Gen Assay Dilderesi in MVLN Cells 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 * * * * * Control 1 µl 5 µl 10 µl 20 µl 50 µl Dilderesi in H4IIE Cells 1,4 1,2 1 0,8 * * 0,6 0,4 0,2 0 Control 1 µl 5 µl 10 µl 20 µl 50 µl * Yesildaglar N, Yildirim G, Attar R, Karateke A, Ficicioglu C, Yilmaz B. Fertility Sterility, 2010; 93:

34 Dioxin Reporter Gen Assay (pg 2,3,7,8-TCDD BEQ/g fat) AHR (Dioxin) reseptör yolağı Subjects EU 2011 gıda yönetmeliğine göre dioksin ve dioksin-benzeri maddeler için süt ve yağ gibi besinlerde maksimum değerler sınırlanmıştır (2.5 ve 5.5 pg/g yağ). Reporter gen assay Referans metot (EU 2012, #252).

35 Genotoksisite Tarama Testleri Ames test Mutagenicity test - Chinese Hamster Ovary (CHO) cell line Rodent micronucleus test Comet Assay DNA methylation techniques Sodium bisulfite sequencing

36 Comet Assay ile Genotoksisite Analizleri

37 Meme Epitel Hücrelerinde Genotoksisite Analizleri

38 Bisphenol A, Nonylphenol ve Phythalate Esterleri

39 Plastiklerde bulunan kimyasal maddeler Bisphenol A: Sertleştirici olarak plastiklerin yapımında kullanılırlar (Polikarbonat, epoxy resin gibi) Sıcak ortamda sıvılara difüze olur Östrojenik ve anti-androjenik etkiler Phythalate esterleri: Yumuşatıcı (elastikleştirici) olarak plastiklerin yapımında kullanılırlar Nonylphenol: Yumuşatıcı (elastikleştirici) olarak plastiklerin yapımında kullanılırlar

40 Bisphenol A Short half-life, but widespread use in the production of plastics and epoxy resins drink containers (milk, water, infant bottles) tinned food, bottle tops Medical devices, dental sealants, electrical equipment, CDs, water supply pipes Leaches from plastic mainly under heat condition Kristiansen C. Endocrine News, 2007

41 Bisphenol A Diamenti-Kandarakis E. Endocrine Reviews, 2009 Produced at a rate of 800 million kg annually in US alone 92% of Americans have BPA in their urine, mainly children and adolescents Highly concentrated in placenta, the amniotic fluid and breast milk Exposure mainly from ingestion, but also through the skin or inhaled household dust? Safe daily intake: 50µg/kg body weight/day AB ile paralel olarak, biberon gibi bebek beslenmesinde kullanılan polikarbonat malzemelerin üretiminde BPA kullanımı Türkiye de yasaklandı.

42 Endokrin Bozucuların İnsanlardaki Etkileri

43 Endokrin Bozucuların İnsanlardaki Etkileri Erkeklerde Sperm sayısında azalma ve testis kanseri Kriptorşidizm Erkek bebek doğum oranında azalma Kadınlarda Meme ve rahim kanseri İnfertilite problemleri Püberte problemleri EDC Hipothalamus GnRH + Ön Hipofiz LH and FSH + Gonad Obesogens : Lipid metabolism and Adipogenesis Endocrine Disrupter çalışmalarının 20. yılına girilmiş olmasına rağmen, hangi kimyasal maddelerin ne tür endokrin bozukluğa neden olduğu konusunda henüz tam uzlaşma sağlanamamıştır.

44 Perinatal ve erken evre maruziyet ve doz Kimyasal kirleticilere maruz kalınan dönem Doz ve süre Kongenital ve gelişim bozuklukları

45 Önlemler & Öneriler Sağlıklı sanayileşmeyi teşvik etmek Kullanımı yasaklanmış maddeleri denetlemek EDC için yeni su arıtma teknolojileri geliştirmek Gebelik öncesi ve sırasında çevresel östrojenlerden sakınmak Kendini ve çocuklarını kimyasal kirleticilerden uzak tutmak Plastik kaplarda sıcak yiyecek ve içecek tüketiminden sakınmak Yerli gıda maddesi üretimini ve tüketimini teşvik etmek

46 EDCs & Multidisciplinary Approach