Nanopartiküllerin Akciğer, KVS ve Sistemik Etkileri

Transkript

1 Nanopartiküllerin Akciğer, KVS ve Sistemik Etkileri Hasan Bayram Gaziantep Üniversitesi Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı E-posta: 2. Çalışan Sağlığı ve Meslek Hastalıkları Sempozyumu, Ankara Haziran 2015.

2 Sunu Akışı Nanopartiküller (NP); çevresel (PM 0.1, DEP vs), insan yapımı olanlar NP e maruziyet ve yolları Solunum sistemine etkileri Kardiyovasküler ve diğer sistemlere etkiler Histopatolojik ve inflamatuar değişiklikler Etkilerinin altında yatan mekanizmalar; in vitro hücre çalışmaları Koruyucu önlemler Özet 3

3 Çevresel Nanopartiküller U.S. EPA 2002 (EPA/600/8-90/057F) 4

4 İnsan Yapımı Nanopartiküller 5

5 Nanopartiküller (NP) Doğal kaynaklar: Orman yangınları, volkanik emisyonlar, viral partiküller.. İnsan kaynaklı olanlar: Yanma sonucu (unintentional): egzoz emisyonu, yüksek ısılı fırınlar, enerji santralleri (kömür/petrol)... İnsan yapımı (intentional) NP ler: Sentezle elde edilenler 6

6 Kampala, Uganda 8

7 9

8 Nanopartiküllere Maruziyet İnhalasyon Dermal yolla Oral uygulama Enjeksiyon (tanı, tedavi) 12

9 Oberdörster G et al. Environ Health Perspect

10 14

11 17 İletici Hava Yollarında Çok Duvarlı Karbon Nanotüpler (MWCNT) MWCNT cilia MWCNT John Howard ın izniyle, NIOSH 17

12 Alveol Epitelyumu Arasında Polystyrene Nanopartikül Trafiği Yacobi NR et al,

13 20 Akciğerlerden Çok Duvarlı Karbon Nanotüp (MWCNT) Migrasyonu: Plevral Penetrasyon John Howard ın izniyle, NIOSH 20

14 23 Tek Duvarlı Karbon Nanotüplerin Farengeal Aspirasyonunun Fare Solunum Yollarına Etkisi Akut İnflmasyon ve Fibrozis Granülom 20 microns 20 microns 1 day post exposure 40 mg/mouse SWCNT 28 days post exposure 40 mg/mouse SWCNT Shvedova AA et al, 2005

15 SiO 2 Partiküllerin Astmatik Ratlarda Akciğer İnflamasyonuna Etkisi Saline OVA 40mg/ml SiO 2 80mg/ml SiO 2 Han B, et al. PloS One

16 İntratrakeal İnstillasyondan 1 gün Sonra Rat ve Farelerin Akciğer Lavajlarında Nötrofil Oranı Oberdörster G et al,

17 Titanyum Dioksit Nanopartiküllerin (20/mg/kg) Tek Defalık İntratrakeal Instillasyonundan 1-14 gün Sonra Farelerin BAL Sıvılarında Sitokin Düzeyleri Park EJ et al. Toxicology

18 İnhale TiO 2 Partiküllerinin (42mg/m 3,11gün) Fare Akciğerinde mikrorna Ekspresyonuna Etkisi Halappanavar S, et al. Environ Mol Mutagen

19 BALB/c Farelerde İntranazal OVA + Silika Partiküllerine Maruziyet Sonrasında Plazma OVA-spesifik Plazma IgE Düzeyleri Yoshida T, et al. Nanoscale Res Lett

20 Solunum Sistemi ve Akciğer Etkileri Akut inflamatuar değişiklikler Hava yollarında inflamatuar mediatör (İL-2, 4, 5, 6, 13, eotaxin, CXCL1, TNF-a), total ve spesifik IgE ve hücre sayısında (nötrofil, eozinofil vs) artış Parankimde fibrozis ve granülom oluşumu Allerjenler ile etkileşim, astımlılarda daha toksik 41

21 NP lerin Kardiyovasküler Etkileri Mann EE, et al. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol

22 NP lerin Olfaktuar Mukozada İzledikleri Yol (Rat) Oberdörster G et al. Environ Health Perspect

23 Nanopartiküller ve Nörotoksisite Win-Shwe TT, Fujimaki D. Int. J. Mol. Sci

24 Dermal Yol Oberdörster G et al. Environ Health Perspect

25 Silica NP lerin Allerjen ile Duyarlaştırılan Farelerin Kulaklarında İnflamatuar Hücre İnfiltrasyonuna Etkisi Hirai T, et al. Part Fibre Toxicol

26 İnsanlarda Mesleki Nanopartikül Maruziyetinin Etkisi 7 bayan işçi (18 47y), nanopartiküllere (30nm) iş yerinde (baskı şirketi) 5 13 ay maruz kalmış Klinik Bulgular; Nefes darlığı Plevra ve perikardiyal effüzyon Song Y et al. Eur Respir J

27 Akciğer Patolojisi Pulm inflamasyon, Pulm fibrozis Plevrada yabancı granulom oluşumu Song Y et al. Eur Respir J

28 Pulm epitel hücrelerin karyoplazmasında nanopartiküller Song Y et al. Eur Respir J 2009 Plevral sıvı 52

29 Çok Duvarlı Karbon Nanotüplerin (KNT) Primer Bronş Epitel Hücrelerin Silya Titreşim Frekansına (STF) etkisi S T F ( H z ) % * p < , * * p < u g / m l K N T 1 0 u g / m l K N T 5 0 u g / m l K N T u g / m l K N T d e p u g / m l 5 0 * Z a m a n ( s a a t ) * * Taşdemir D, TÜBİTAK Projesi,

30 T E D ( ) % Çok Duvarlı Karbon Nanotüplerin (KNT) Primer Bronş Epitel Hücre Kültürlerinin Elektriksel Direncine Etkisi u g /m l K N T 5 0 u g /m l K N T 1 0 u g /m l K N T 0 u g /m l K N T Z a m a n (s a a t) İlhan S, TÜBİTAK Projesi,

31 TiO 2 NP ler ± Akar Alerjenlerin (HDM) lerin BEAS- 2B Kültürlerinin Elektriksel Direncine Etkisi HDM (-) HDM (+) Chakrabarti HS, TÜBİTAK ve BAP Projesi,

32 TiO 2 in Sigara İçenlerin (Sigaralı) ve KOAH lıların Bronş Epitel Hücre Canlılığına Etkisi 24. Saat 48. Saat SİGARALI Optik Dansite * # *p<0,0001 #p<0,0001 * KOAH Optik Dansite ** ** * *p<0,001 **p=0,0016 * * *p<0,001 * * * TiO 2 (mg/ml) TiO 2 (mg/ml) Gögebakan B, ark. TTD Kongresi,

33 TiO 2 ve ÇDKNT ile 48 Saat İnkübasyonun BEAS-2B Hücre Apopitozisine Etkisi * TiO 2 *p= 0,0009 **p=0,0169 SF (0mg/ml TiO 2 ) 300 mg/ml TiO * ÇDKNT *p<0,0001 **p=0,0003 ***p<0,0001 SF (0mg/ml ÇDKNT) 300 mg/ml ÇDKNT Hücre % * Hücre % ** *** 2 0 LL LL LR LR UR UR UL UL Canlı Erken Apo Geç Apo Nekrotik ** 5 0 LL LL LR LR UR UR UL UL Canlı Erken Apo Geç Apo Nekrotik Gögebakan B, ark. TTD Kongresi,

34 TiO 2 in Nazal Epitel Hücrelerinden IL-8 Salınımına Etkisi Control Allergic Rhinitis Atopic Polyps Non-atopik polip Öztürk AB, Uzmanlık Tezi 2012

35 IL-8 (pg/ml) TiO 2 in Primer Bronş Epitel Hücrelerinde IL-8 ve GM-CSF Salınımına Etkisi h * * *p= ** 48 h ** **p< ** ***p= GM-CSF (pg/ml) *** TiO 2 (mg/ml) TiO 2 (mg/ml) 300 Gögebakan B, Doktora Tezi 2012

36 Değişik Çaptaki CeO 2 Nanopartiküllerin 24s Sonra BEAS-2B Hücrelerinde perk, p38 ve pjnk Ekspresyonuna Etkisi Eom HJ et al. Toxicol Lett

37 Nanopartiküllerin Non-selüler ROS Aktivitesi Particle Mass Surface Area Elder A, et al 2008 ( 80

38 Cerium Oxide NP lerin (30nm) BEAS- 2B Hücrelerinde ROS İndüksiyonu Park EJ et al,

39 Nanopartiküllerin Sağlık Riskini Azaltmaya Dönük Girişimler

40 KNT le Maruz Bırakılan Ratlarda Ectoine ile Sitokin Profillerinin Modülasyonu (2.5mg/kg) Control PBS Ectoine (1mM) Sydlik U et al,

41 88 Araştırma ve Üretimde Güvenli Nanoteknoloji Yaklaşımı Mühendislik önlemleri: Üretimin tamamen kapalı devre yapılması Lokal egzoz ventilasyonu ile kısmi kapalı devre üretim Lokal egzoz ventilasyonu Genel ventilasyon 88

42 Kişisel Önlemler 90

43 Özet Çevresel ve mesleksel maruziyet yaygın Akciğerler; inflamasyon, fibrozis Kardiovasküler, nöral, dermal ve sistemik etkiler Epitel fonksiyonlarını bozma, Hücre döngüsünde/ölümünde etkilenme, inflamatuar değişiklikler Oksidatif stres ve ilişkili mekanizmalar Koruyucu önlemler 91

44 92 NIOSH Recommendations 92

45 93

46 İş Sağlığı ve Güvenliği Araştırma ve Geliştirme Enstitüsü Başkanlığı (İSGÜM) 94

47 Teşekkür Prof. Günter Oberdörster Director, University of Rochester Ultrafine Particle Center 97

48 Teşekkür 98

49 Teşekkür

50 Çingene Kız Mozayiği, Zeugma, Gaziantep (Romalılar Dönemi) Sabrınız İçin Teşekkürler