Dilek GÜVENÇ*, Abdurrahman AKSOY**

Transkript

1 Poliklorlu Bifenillerin Toksikolojisi Dilek GÜVENÇ*, Abdurrahman AKSOY** Özet: Kalıcı organik kirleticilerden olan Poliklorlu bifenil (PCB) bileşikleri çeşitli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmışlardır. PCB ler fiziksel, kimyasal ve biyolojik yıkımlanmaya dayanıklı olmaları sebebiyle besin zincirine girerler. Bu derlemede PCB in fiziksel ve kimyasal özellikleri, doğada bulunmaları ve besin zincirine girmeleri, toksikokinetikleri, toksik etkileri, analiz metotları ve yasal düzenlemeleri bildirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Poliklorlu bifeniller, besin zinciri, toksik etki Toxicology of Polychlorinated Biphenyls (Pcbs) Summary: Polychlorinated biphenyls (PCBs), which were persistent organic pollutants, were widely used in various industrial applications. Due to their resist physical, chemical and biological degredation can build up in the food chain. In this review, PCBs physical and chemical properties, their bioaccumulation to enviroment and food chain, toxicokinetics, toxic effects, analysis methods and regulations were reported. Key words: Polychlorinated biphenyls, food chain, toxic effect 1. Giriş PCB lere benzer kimyasallar ilk olarak 1865 yılında kömür katranında bulunmuş, 1881 yılında ise ilk PCB ler sentezlenmiştir. PCB ler doğada ilk kez 1914 yılında bazı kuşların tüylerinde tespit edilmiştir. Ticari anlamda ilk olarak üretilmeleri ise 1927 de Amerika Birleşik Devletleri Alabama Eyaletinde bulunan, Anniston Ordu Donatım şirketi tarafından gerçekleştirilmiştir. Daha sonra 1935 yılından itibaren İtalya, Fransa, Almanya ve Japonya da çeşitli firmalarca PCB üretimi yapılmaya başlanmıştır. Ticari üretimlerini takiben, insanlarda PCB kaynaklı sağlık problemleri ortaya çıkmaya başlamıştır. Henüz 1933 yılında ilk üretim yapan fabrikada çalışan işçilerin vücutlarında ve yüzlerinde akne benzeri püstüller görülmüştür. Bu tür problemler ortaya çıkmasına rağmen 1970 li yılların sonuna kadar PCB ler sanayide yaygın olarak kullanılmışlardır (7). Başlıca kullanım alanları, transformatörler ve büyük kapasitörler, ısı iletimi ve hidrolik sistemleri, vakum pompaları, floresan lambaların balast kapasitörleri, boya, yapıştırıcı ve karbonsuz kopya kağıdı imalatı, hareketli aksam yağlama malzemesi ve kesici yağı olarak özetlenebilir (1). 1. Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri PCB lerin doğal kaynağı bulunmamaktadır ve tamamı sentetik olarak elde edilmektedir (6). Katı, sıvı, renksiz veya hafif sarı renktedirler. Isı (kaynama noktaları ºC), ışık gibi çevre şartlarına son derece dayanıklıdırlar. Yanıcı, parlayıcı, patlayıcı özellikleri olmayıp, elektriği geçirmezler (9). Genel kimyasal formüleri C 12 H 10-n Cl n dir ve n sayısı 1 ile 10 arasında değişir. PCB lerin 209 üyesi olmasına rağmen, bunların 130 tanesi ticari ürünlerde kullanılmıştır. Bu 209 üyeye ait isim ve IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemists) numaraları Tablo 1 de verilmiştir. * Araş. Gör., Ondokuz Mayıs Üniversitesi Veteriner Fakültesi, Farmakoloji-Toksikoloji AD., SAMSUN. ** Doç. Dr., Ondokuz Mayıs Üniversitesi Veteriner Fakültesi, Farmakoloji-Toksikoloji AD., SAMSUN. 17

2 18 18 BİLİMSEL MAKALELER Tablo 1. Tüm PCB üyelerinin klor atomu pozisyonları ve IUPAC numaraları (2). IUPAC Kodu Klor atomu pozisyonu IUPAC Kodu Klor atomu pozisyonu IUPAC Kodu Klor atomu pozisyonu IUPAC Kodu. Klor atomu pozisyonu ,2 2, ,3,3,4 2,3,3,5 2,3,3,5 2,3,3,6 2,3,4, ** 11 2,3,3,5,5 2,3,3,5,6 2,3,3,5,6 2,3,4,4,5 2,3,4,4,6 166*** 167** 168*** 169* 170*** 2,3,4,4,5,6 2,3,4,4,5,5 2,3,4,4,5,6 3,3,4,4,5,5 2,2,3,3,4,4, ,3 2,4 2,4 2,5 2, ,3,4,5 2,3,4,6 2,3,4,5 2,3,4,6 2,3,5, ** ,3,4,5,6 2,3,4,5,6 2,3,4,4,5 2,3,4,4,6 2,3,4,5, ,2,3,3,4,4,6 2,2,3,3,4,5,5 2,2,3,3,4,5,6 2,2,3,3,4,5,6 2,2,3,3,4,5, ,3 3,4 3,4 3,5 4, ,3,4,4 2,3,4,5 2,3,4,5 2,3,4,6 2,3,4, ** ,3,4,5,6 2,3,3,4,5 2,3,4,4,5 2,3,4,5,5 2,3,4,5, *** 2,2,3,3,4,6,6 2,2,3,3,4,5,6 2,2,3,3,5,5,6 2,2,3,3,5,6,6 2,2,3,4,4,5, ,2,3 2,2,4 2,2,5 2,2,6 2,3, ,3,4,6 2,3,5,5 2,3,5,6 2,4,4,5 2,4,4,6 126* *** ,3,4,4,5 3,3,4,5,5 2,2,3,3,4,4 2,2,3,3,4,5 2,2,3,3,4, ,2,3,4,4,5,6 2,2,3,4,4,5,6 2,2,3,4,4,5,6 2,2,3,4,4,6,6 2,2,3,4,5,5, ,3,4 2,3,4 2,3,5 2,3,6 2,3, * ,3,4,5 3,3,4,4 3,3,4,5 3,3,4,5 3,3,5, ,2,3,3,4,6 2,2,3,3,4,6 2,2,3,3,5,5 2,2,3,3,5,6 2,2,3,3,5, ** 190*** 2,2,3,4,5,6,6 2,2,3,4,5,5,6 2,2,3,4,5,6,6 2,3,3,4,4,5,5 2,3,3,4,4,5, ,3,5 2,3,6 2,4,4 2,4,5 2,4,6 81* ,4,4,5 2,2,3,3,4 2,2,3,3,5 2,2,3,3,6 2,2,3,4, *** 138*** ,2,3,3,6,6 2,2,3,4,4,5 2,2,3,4,4,5 2,2,3,4,4,6 2,2,3,4,4,6 191*** *** 195 2,3,3,4,4,5,6 2,3,3,4,5,5,6 2,3,3,4,5,5,6 2,2,3,3,4,4,5,5 2,2,3,3,4,4,5, ,4,5 2,4,6 2,3,4 2,3,5 3,3, ,2,3,4,5 2,2,3,4,5 2,2,3,4,6 2,2,3,4,6 2,2,3,4, ,2,3,4,5,5 2,2,3,4,5,6 2,2,3,4,5,6 2,2,3,4,5,6 2,2,3,4,6, ,2,3,3,4,4,5,6 2,2,3,3,4,4,6,6 2,2,3,3,4,5,5,6 2,2,3,3,4,5,6,6 2,2,3,3,4,5,6, ,3,5 3,4,4 3,4,5 3,4,5 2,2,3, ,2,3,4,6 2,2,3,5,5 2,2,3,5,6 2,2,3,5,6 2,2,3,5, ,2,3,4,5,5 2,2,3,4,5,6 2,2,3,4,5,6 2,2,3,4,5,6 2,2,3,4,6, *** 2,2,3,3,4,5,5,6 2,2,3,3,5,5,6,6 2,2,3,4,4,5,5,6 2,2,3,4,4,5,6,6 2,3,3,4,4,5,5, ,2,3,4 2,2,3,4 2,2,3,5 2,2,3,5 2,2,3, ,2,3,6,6 2,2,3,4,5 2,2,3,4,6 2,2,4,4,5 2,2,4,4, *** ,2,3,5,5,6 2,2,3,5,6,6 2,2,4,4,5,5 2,2,4,4,5,6 2,2,4,4,6, ,2,3,3,4,4,5,5,6 2,2,3,3,4,4,5,6,6 2,2,3,3,4,5,5,6,6 2,2,3,3,4,4,5,5,6, ,2,3,6 2,2,4,4 2,2,4,5 2,2,4,5 2,2,4, ** 2,2,4,5,5 2,2,4,5,6 2,2,4,5,6 2,2,4,6,6 2,3,3,4,4 156** 157** 158*** ,3,3,4,4,5 2,3,3,4,4,5 2,3,3,4,4,6 2,3,3,4,5,5 2,3,3,4,5, ,2,4,6 2,2,5,5 2,2,5,6 2,2,6,6 2,3,3, ,3,3,4,5 2,3,3,4,5 2,3,3,4,5 2,3,3,4,6 2,3,3,4, ,3,3,4,5,6 2,3,3,4,5,5 2,3,3,4,5,6 2,3,3,4,5,6 2,3,3,5,5,6 *non-orto üyeler ** mono-orto üyeler ***di-orto üyeler

3 PCB ler ticari olarak daha ziyade Aroclor 1254 ve Phenoclor gibi isimlerle bilinirler. İsimlendirilmelerinde ilk iki rakam karbon atomu sayısını, son iki rakam ise klorlanma oranını gösterir. Örneğin, Araclor 1254 ismi molekülde 12 karbon atomu ve % 54 oranında (ağırlık olarak) klor içerdiğini ifade eder (9). Yapılarında iki benzen halkası bulunur ve bu halkalara bağlı 1-10 arasında değişen sayıda klor atomu içerirler. Şekil 1 de PCB lerin genel kimyasal yapıları görülmektedir. Şekil 1. PCB lerin genel kimyasal yapıları (13) 3. Doğada Bulunmaları ve Besin Zincirine Girmeleri PCB ler üretim veya kullanılmaları sırasında hava, toprak ve su sistemlerine girerler. Yaygın şekilde kullanımları ve fiziki, kimyasal ve biyolojik yıkımlanmaya son derece dayanıklı olmaları sebebiyle yaygın çevre ve besin kirlenmelerine yol açabilirler Atmosfer havasında 10 gün süreyle kalabilirler (9). İlk kullanılmaya başlandığından günümüze kadar, dünyadaki toplam PCB üretimi yaklaşık olarak 1.2 milyon tondur. Bu miktarın tonu kara, kıyı ve açık okyanus ekosisteminde yer almaktadır (Tablo 4). PCB lerin tonu elektrik ekipmanları ve çeşitli atıklarda çevresel kontaminasyon için potansiyel kaynak oluştururken, tonu ise yıkımlanmaya uğramış veya yakılarak yok edilmiştir (5). PCB ler uygun olmayan koşularda yakıldıklarında tam yanma ürünleri oluşmamakta; insan, hayvan ve çevre üzerinde daha büyük zararlı etkilere sahip poliklorlanmış dibenzo-p-dioksin (PCDD) ve poliklorlanmış dibenzofuran (PCDF) türevleri ortaya çıkar. Yapılan envanter çalışmasına göre ülkemizde en az 1000 tonu kamuda, 3000 tonu özel sektörün elinde olmak üzere toplam 4000 ton PCB bulunmaktadır (1). Tablo 2. Ekosistemlerde bulunan PCB miktarları (5). Ekosistem PCB miktarı/ton Kara ve Kıyılarda Hava 500 Nehir ve Göller Deniz suyu Toprak Sediment Biota Açık Okyanus Hava 790 Deniz suyu Sediment 110 Biota 270 Toplam PCB ler lipofilik özelliklerinden dolayı, sediment içerisinde, organik artıklara bağlanarak bulunurlar. Su gibi polar ortamlarda birikimleri ise düşüktür. Uçucu olmadıklarından havada kalıcı değildirler. Toprak ve sediment başlıca biriktikleri ortamlardır. Yarı uçucu bileşikler atmosfere karışabilmekte, yağmur ve karla çevreye dağılabilmektedir. PCB lerin çevrede yıkımlanmaları, 19

4 içerdikleri klor miktarına bağlıdır. Klor düzeyleri artıkça PCB lerin kalıcılığı da artmaktadır. Atmosferde güneş ışığı etkisi ile oluşan fotokimyasal hidroksi radikalleri ile reaksiyona girerek transformasyona uğrarlar. Monoklorlu bifeniller için bu reaksiyonun yarı ömrü yaklaşık 10 gün, heptaklorlu bifeniller içinse 1.5 yıldır (16). Aquatik ortamda PCB lerin yıkımlanmasında hidroliz ve oksidasyon önemsizdir. Çevresel ortamda elde edilen deneysel bilgiler yetersiz olmakla birlikte fotoliz, PCB lerin abiotik yıkımlanmasında tek yol olarak görülmektedir. Mikroorganizmalar, mono di ve tri klorlu bifenilleri hızla, tetraklorluları daha yavaş biodegrade ederler. Ancak daha fazla klor içeren bifeniller biodegradasyona dirençlidir. Klorun bifenildeki yerine geçme pozisyonu biodegradasyonu belirlemede önemlidir. Para pozisyonunda klor bulunan bifeniller biodegradasyonda tercih edilirler. Yüksek klorlu üyeler anaerobik olarak deklorasyonla biotransforme edilir, böylece oluşan düşük klorlu PCB ler aerobik yolla biodegrade edilebilir (16). PCB ler sediment içerisinde yaşayan organizmalarda birikir ve balıklar tarafından ya bu organizmaların yenmesi ya da balıkların diğer balıkları yemesi ile besin zincirine girerler. Alınan PCB lerin bir kısmı balıklar tarafından metabolize edilebilmesine karşın bir kısmı da yağ dokuda birikir. Bu yüzden balıklardaki PCB varlığı sudaki PCB düzeyinin göstergesi olarak kabul edilmektedir (13) Canlılarda yağ dokuda birikimi, maruz kalmanın miktarı ve süresi ile bileşiğin kimyasal yapısı etkiler (16). Yüksek miktarda klor içerenler, düşük miktarda klor içerenlere göre daha çok birikme eğilimindedirler ve klor oranı azaldıkça metabolizma olma hızlarıyla atılmaları da hızlı olmaktadır (5). 4. Toksikokinetik Emilim: Çeşitli çalışmalar, PCB üyelerinin ve karışımlarının kemirgenler ve maymunların sindirim sisteminden emildiğini göstermiştir. Ratlarda emilim %66-96 arasında değişmektedir. Klorlanma miktarı artıkça, emilme oranı azalmaktadır. Aynı zamanda deri emilimi de olmaktadır. Kobaylarda PCB karışımlarına 16 gün süreyle maruz kalmada uygulanan miktarın en az %33-56 sı, maymunlarda ise 28 günlük maruz kalma durumunda en az %20 si absorbe olmaktadır. Ratlarda ağız yoluyla maruz kalma ile karşılaştırıldığında solunum yolu ile daha hızlı absorbsiyon gözlenmiştir (2). Dağılım: Vücutta PCB lerin dağılımı, yapılarına ve fizikokimyasal özelliklerine bağlıdır. Çoğu hayvan türünde yüksek kan perfüzyonuna bağlı olarak, PCB ler karaciğer ve kasta yüksek oranda belirlenmiştir. Yüksek klorlu üyeler yeniden dağılımla yağ dokuda ve deride birikirler. Bir oral dozu takiben bir hafta sonra yapılan incelemelerde verilen dozun % 81 i rat vücudunda tespit edilmiştir. Bu miktarın % 64 ü yağ dokuda, % 11 i deride, % 5 i kas ve % 1 i karaciğerde tespit edilirken, akciğer, kan ve beyinde % 0.1 ile 0.3 arasında belirlenmiştir (2). Biotransformasyon: PCB ler karaciğerde P450-monooksijenaz sistemi ile elimine edilirler. Başlıca metabolitleri hidroksil ürünleridir ve hidroksilasyon para veya meta pozisyonunda oluşur. Çoğu hidroksile metabolitin, rat ve farelerin, plazmalarında transthyretin e (TTR) bağlandığı gösterilmiştir. Bu durum hem Vitamin A hem de tiroksinin taşınmasını engellemektedir. Hidroksile olmamış üyeler TTR ye bağlanmaz. PCB lerin oksidasyonları sonucunda ara ürün olarak reaktif aren oksidazlar oluşur. Aren oksidazlar, hem spontan hem de enzimatik olarak detoksifiye ürünlere (fenoller, dihidrodioller, glutatyon konjugatları) dönüştürülerek atılırlar. PCB ler alternatif olarak makromolekül substratlarına kovalent olarak bağlanarak potansiyel toksik etki (sitotoksik, mutajenik, karsinojenik) oluşturabilirler. Hidroksile ve konjuge metabolitlerin yanı sıra sülfür içeren metabolitler (örneğin metil sulfonlar) ve kısmen deklorlanmış metabolitler de belirlenmiştir. Metil sulfon metabolitlerinin seçici olarak rat akciğerindeki clara hücrelerinde birikimi gözlenmiştir. Farede metil sulfon metabolitlerinden bazıları (2,4,5-, 2,2,4,5 -, 2,2,4,5,5 -CB) akciğerde 20

5 birikmektedir. Bu metabolitler aynı zamanda karaciğer, yağ ve fötal dokular, hem çevresel örneklerde hem de insan sütünde tanımlanmıştır (2). Atılma: PCB lerin atılımları polar bileşiklere çevrilerek sağlanmaktadır. Metabolitlerin başlıca atılım yolları safra ve dışkıdır. Düşük klorlu bileşiklerin yüksek klorlu bileşiklere göre idrarla atılım oranı daha yüksektir. Atılma oranı ve yolu türlerdeki metabolizma farklılığına bağlı olarak değişebilir. Örneğin, köpekler maymunla karşılaştırıldığında metabolitleri safra ve dışkı yolu ile daha hızlı atarlar. Kemirgen ve maymunlarda plasenta yolu ile fötüse geçtikleri gösterilmiş olup, aynı zamanda daha yüksek oranda süte de geçebilmektedirler (2). PCB üyelerine ait LD 50 çalışmaları sınırlı olmakla birlikte, çalışmaların çoğu ticari karışımlar ile yapılmıştır. Ratlar için rapor edilen oral LD 50 dozu g/kg arasında değişmektedir (2). 5. Canlılar Üzerine Etkileri PCB ler günümüzde her ne kadar üretilmiyor ve kullanılmıyor olsalar da doğada yıkımlanmadıklarından insan ve hayvan sağlığı açısından tehdit oluşturmaya devam etmektedirler. İnsanlar PCB lerle bulaşık gıdaların ve suların ağız yolu ile alınması veya bulaşık havanın solunması ile maruz kalmaktadırlar. PCB lere balıklar çok duyarlıdır; sudaki ppb PCB ye birkaç hafta süre ile maruz kalan turna balıklarında ölüm görülmektedir. Karideslerde 1 ppb ve alabalıklarda 8 ppb PCB ölüme neden olur. Sularda bulunacak ppb gibi son derece düşük miktarlardaki PCB bile su yaşamı için çok önemli bitkisel planktonlar ve kabukluların ölümüne sebep olur ve bu durum su ekosisteminin tümüyle etkilenmesi ile sonuçlanır (9). Dip tortusunda biriken PCB miktarından çok daha fazlası balıklarda birikebilmektedir. Bu şekilde gıdalar ile insanların günde yaklaşık olarak μg PCB aldıkları tahmin edilmektedir (9). PCB ler immun sistemde baskılanmaya, erken menapoz ve andropoza neden olmaktadırlar. Ayrıca tiroid bezi ve tiroid hormonlarını etkilemektedirler (13). PCB ler EPA (United States Environmental Protection Agency, Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı) tarafından Grup B2 insanlar için olası karsinojen olarak sınıflandırılmıştır. EPA nın yanı sıra, Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (International Agency for Research on Cancer, 1987), Amerikan Ulusal Toksikoloji Programı (National Toxicology Program, 1989) ve American Conference of Governmental Industrial Hygienists (1996) tarafından yapılan değerlendirmelerde PCB lerin hayvanlarda kanserojen olarak kabul edilmesi için yeterli kanıt olduğunu kabul edilmiştir (13). PCB ler tiroid hormonlarına ve nükleer reseptör ligantlarına yapısal benzerliklerinden dolayı, arylhidrokarbon reseptörlerine (AhR) bağlanarak, AhR bağımlı genlerin indüklenmesine neden olurlar. Bunun sonucunda, çeşitli metabolik enzimleri ya indüklerler ya da inhibisyona uğratırlar (14). Tiroid Hormonları Üzerine Etkileri Erişkin ve neonatal kemirgenlerde PCB lerin en sık rastlanan etkilerinden biri serum tiroksin (T4) konsantrasyonundaki azalmadır. Bu azalmada tartışılan mekanizmalardan biri PCB lerin, hepatik mikrozomal enzimlerden UDP-glukuronil transferaz ı indüklemesidir. UDP-glukuronil transferaz T3 ve T4 ü safrayla atılımlarından önce konjugasyona uğratır. PCB maruziyetinde tiroid hormon sentezini kontrol eden tiroid stimüle edici hormonun (TSH) artmadığı tespit edilmiştir (14). Ratlarda yapılan bir çalışmada 7 gün boyunca yemle 100 ppm Arochlor 1254 verilmesi ile serum T4 konsantrasyonu % 67, T3 konsantrasyonu ise % 21 oranında düşmüştür. T3 metabolitlerinin safra ile atılımında ise artış saptanmamıştır. Bu durum T4 dönüşümünün yetersizliğinden veya doku alınımının artışından dolayı olup, T3 ün vücuttan atılımının artışına bağlı değildir (15). PCB ye maruz kalan erişkin insanlarda tiroid hormonlarının serum konsantrasyonlarında azalma gözlenmesine rağmen değerler normal sınırlar içerisinde bulunmuştur (11). Tetra ve penta klorlu bifenil metabolitlerinden olan metil sulfonil metabolitleri insan doku ve sütünde belirlenmişlerdir. Bu metabolitlerin erişkin ratlarda serum T3 ve T4 seviyesini düşürdüğü gösterilmiştir (8). 21

6 Kemirgenlerde T4, serumda TTR ile bağlanır. İnsanlarda ise T4 ün plazmada taşınması tiroid bağlayan globulin (TBG) ile olur. TTR insan plazmasında T4 ün ikincil taşıyıcısı olmasına rağmen beyin-omurilik sıvısında ana taşıyıcısıdır. PCB üyeleri ve hidroksilli metabolitleri T4 e yapısal ve konformasyonel benzerliklerinden dolayı TTR ye güçlü bir şekilde bağlanırlar. Ancak insanda TBG ye ya zayıf olarak ya da hiç bağlanmazlar (14). Östrojenik ve Antiöstrojenik Etkileri PCB lerin hidroksil metabolitleri, östrojenik ve antiöstrojenik etki gösterebilmektedirler. Metabolitler çevrede kalıcı olmadığından, bu konuyla ilgili çalışmalar in vitro ortamda yapılmaktadır. Hidroksil metabolitleri; östrojen reseptörleri ER alfa ve ER beta ya bağlanabilmektedir. Ancak bu bağlanmaları 17 β-östrodiole göre 1000 kat daha düşüktür. Aynı zamanda, PCB ler testesterondan lokal olarak östrojen sentezi için gerekli olan aromataz enziminin miktarını düşürürler. Antiöstrojenik etki sadece östrojen reseptörüne bağlanma ile ilgili değildir. Aynı zamanda östrojen yolağında Ah reseptörü ile karşılıklı ilişkiyi de bozarlar (14). Androjenik ve Antiandrojenik Etkileri Fare ve ratlarda anogenital uzaklık (AGD) prenatal androjenizasyonun göstergesidir. Yüksek androjen miktarı geniş AGD ile ilişkilidir. PCB ler erkeklerde AGD de azalmaya neden olduğu gibi çoğalmaya da neden olmaktadır. Gebe CD-1 farelere Aroclor 1016 nın günde 0.1 mg/kg tek doz uygulamasında yavrularda AGD de ve prostat boyutunda artma, epididimis ağırlığında azalma gözlenmektedir. Aroclor 1254 ün ise kendisi zayıf androjen reseptör antagonistidir. Androjen reseptörüne, androjen ligandının bağlanması PCB 42, 128 ve 138 in varlığında azalmaktadır (14). Karaciğer Üzerine Etkileri Çalışmaların çoğu, tek bir PCB bileşiği yerine PCB karışımları ile yapılmıştır. Karaciğer değişiklikleri yağlanma, fokal nekroz ve karaciğerde büyüme ile karakterizedir. Karaciğerde büyüme hepatositlerin şişmesi ile ilgilidir. Benzer hepatotoksik etki, PCB lere duyarlılıkları farklı olmasına rağmen değişik hayvan türlerinde benzer şekilde gözlenir. Ticari PCB karışımları, hepatik sitokrom P450 ye bağlı monooksijenaz indükleyicileridir. PCB üyeleri sitosolik Ah reseptörlerine bağlanırlar ve bu reseptörlere ilişkin cevap elemanlarını etkileyerek gen ifadesini (ekspresyonu) değiştirirler. Sonuçta enzim aktivitesinde değişiklik meydana gelir. Aynı zamanda CYP1A1 ve A2 ye güçlü olarak bağlanarak indüklenmelerine neden olarak toksisite meydana getirirler (2). Immunotoksik Etkileri Uzun süreli düşük düzeyde Aroclor 1254 e maruz kalan Rhesus maymunlarında çeşitli immunolojik parametreler üzerine orta düzeyde ancak istatistiksel açıdan önemli değişiklikler gözlenmiştir. Maymunlarda doza bağlı olarak lenfoproliferasyon gözlenmiştir. Düşük dozlarda da (5 μg/kg/gün) IgM seviyesinde azalma saptanmıştır. Farelere 28 gün boyunca 300 mg/kg PCB verildiğinde timusta atrofi tespit edilmiştir (2). Sinir Sistemi Üzerine Etkileri Maymunlarda Aroclor 1016 ile yapılan bir çalışmada kaudata, putamen, subtanstia nigra ve hipotalamusda dopamin konsantrasyonunda azalma saptanmıştır (2). Ratlarda da çeşitli PCB karışımlarının beyinde bölge spesifik dopamin konsantrasyonunda azalmaya neden olduğu bildirilmiştir. Dopamin sentezi sırasında PCB ler tirozin hidroksilaz ve L-aromatik amino asit dekarboksilazı inhibe etmektedir (10). Vitamin A Üzerine Etkileri Fare ve ratlarda günde 10mg/kg Aroclor 1254 verilmesi ile hepatik vitamin A seviyesinde azalma, PCB 77 ile de vitamin A nın serumdaki seviyesinde düşme tespit edilmiştir. PCB ye bağlı olarak sitokrom P450 enziminin indüklenmesi ve bundan dolayı katabolizmanın artmasının 22

7 bu duruma neden olabileceği düşünülmektedir. Ek olarak PCB üyeleri ve hidroksi metabolitleri tarafından retinolün plazmadaki taşınması da bozulabilmektedir (14). Öğrenme ve Bellek Üzerine Etkileri İnsan ve hayvanlarda PCB lerin plazma tirod hormonu seviyesini düşürmesi sonucu ortaya çıkan hipotiroidizmin beyin fonksiyonlarını azaltarak öğrenmeyi etkilediği düşünülmektedir. Ancak PCB 28, 118, 153 ün ratlarda öğrenme performansını azaltmasına rağmen, PCB 28 plazma tiroksin konsantrasyonunu etkilememektedir. Bir diğer olası mekanizma, PCB lerin ve hidroksile metabolitlerinin nitrik oksit sentezini etkilemesine dayanmaktadır. Endotelyal nitrik oksit sentetaz (enos) hipokampusda öğrenme ile ilişkilidir. PCB ler serebellar, hipokampal ve hipotalamik bölgelerde sitosolik NOS u (nnos) inhibe etmektedir. Diğer nörolojik sistemlerde, örneğin beyin korteksinde N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptörleri de PCB lerden etkilenmektedir ve bellek performansı ile öğrenmedeki değişikliklere katkıda bulunabilmektedir (14). Akut Zehirlenme Vakaları İnsanlarda PCB ler ile zehirlenme 1968 yılında Japonya da (Yusho) ve 1979 yılında Tayvan da (Yu-Cheng) meydana gelen iki kaza ile gündeme gelmiştir. Her iki olay da ısı etkisi ile yıkımlanan PCB lerin (poliklorlu dibenzofuranlar ve poliklorlu kuarterfeniller) pirinç yağını kontamine etmesi sonucu oluşmuştur (13). Japonya da meydana gelen kazada 1300 kişi ppm düzeyinde ısı ile bozulmaya uğrayan PCB ye maruz kalmışlardır. Kaza kurbanlarında klorakne olarak adlandırılan çok şiddetli ve kalıcı sivilceler oluşmuştur. Hastalık kol ve bacaklarda şişme ve halsizlik ile ilerlemiş, bazı bireylerde karaciğer bozuklukları meydana gelmiştir. Subjektif olmakla birilikte nörolojik bulgular da rapor edilmiştir. Düşük miktarda maruz kalan bazı annelerin çocuklarında ise deride renksizleşme ve prematür diş çıkması gözlenmiştir (3). Tayvan da meydana gelen kazada ise 2000 den fazla kişi etkilenmiştir. Japonya daki kazaya benzer bulgular ortaya çıkmıştır. PCB lere maruz kalan annelerin çocuklarında gelişim geriliği ve nörolojik etkilerle birlikte çeşitli nonspesifik bulgulara da rastlanmıştır. Ayrıca Tayvan daki kazadan 3 yıl sonra kanser dışındaki karaciğer hastalıklarında artış saptanmıştır (3). 6. Analiz Yöntemleri PCB ler gibi kirletici kimyasal maddelerin, biyolojik ve çevresel materyallerdeki miktarlarının analizinde öncelikle örnek hazırlama işleminin uygulanması gerekmektedir. PCB lerin lipofilik özelliklerinden dolayı yağda birikme eğilimleri vardır. Kullanılan çoğu standart metotta öncelikle PCB lerin yağdan ekstraksiyonları gereklidir. Yağdan ekstraksiyon soksalet cihazında hekzan gibi polar olmayan çözücüler ile yapılabileceği gibi, sabit fazı florosil, silika veya alumina olan düşük rezolüsyonlu kolon kromatografi veya jel permasyon kromatografi ile de yapılabilir. Örnekler kolona yüklenmeden önce sodyum sülfatla muamele edilerek neminin uzaklaştırılması gerekir. Su örnekleri için siklohekzan içinde sıvı sıvı ekstraksiyonu yapılabilir. Sedimentten ekstraksiyonda ise sonikasyon, soksalet ekstraksiyonu, buhar distilasyonu kullanılabilir. En başarılı yöntemler soksalet ekstraksiyonu ve belli bir aralıkla 2 kez yapılan sonikasyon işlemidir (5, 16). Ekstraksiyon yöntemlerinde kullanılan çözücüler, geri kazanım yönünden karşılaştırıldığında düşük klorlu (di-tetra klor) PCB üyeleri asetonitril ile yüksek klor içeren bileşikler (tetra-hepta) ise aseton ile daha iyi sonuç vermektedir. PCB kalıntılarının analizinde, çoğunlukla kromatografik ayırma yöntemleri ve özellikle de duyarlılığından dolayı gaz kromatografi [elektron yakalama dedektörü (GC/ECD)] kullanılır. Kalitatif analiz ise ELİSA ile yapılabilmektedir. Bileşiklerin dedektördeki alıkonulma zamanlarından faydalanılarak diğer klor içeren bileşiklerden ayrılmaları ve tanınmaları kolaylıkla sağlanır. GC/ECD ıslak sedimentte μg/kg aralığında Aroclor karışımları için tespit belirleme sınırı varken, PCB üyeleri için tespit aralığı μg/kg dır (4). Ancak PCB üyelerine ait eş zamanlı pikler gelebileceğinden doğrulama gaz kromatografi kütle spektrometresi (GC/MS) ile yapılmalıdır. GC/MS 23

8 ile yapılan analizlerde tespit limitleri μg/kg düzeyine kadar iner. Bu nedenle GC/ECD ile yapılan analiz sonuçlarının GC/MS ile doğrulanmasında fayda vardır. (5, 16). 7. Yasal Düzenlemeler Zararlı etkilerin ortaya çıkmasından sonra ABD de 1979 yılında PCB lerin ticari üretimleri durdurulmuş, 1988 yılından itibaren ise insanların bulunduğu yerlerde PCB içeren cihazlar bulundurulması yasaklanmıştır. Kapalı sistemlerdeki PCB ler ise cihazların ekonomik ömrünün sonuna kadar kullanımda kalması kararlaştırılmıştır (13). Baltık ülkelerinden, İsveç de 1972 yılından itibaren kapalı sistemler hariç PCB kullanımı yasaklanmıştır. PCB içeren yeni cihazların ülkeye girişi İsveç de 1978, Norveç de 1980, Finlandiya da 1985, Danimarka da 1986, İzlanda da ise 1988 yılında yasaklanmıştır. Bu ülkelerde 50 ppm den fazla PCB içeren maddeler tehlikeli kabul edilip ve yok edilmektedir (2). Avrupa Birliği nde PCB ler ile ilgili çeşitli düzenlemeler ve kısıtlamalar getirilmiştir. Avrupa Birliği nin 29 Nisan 1996 tarihinde yayınlamış olduğu 96/23/EC direktifinde, birlik ülkeleri, aday ülkeler ve birlikle ticaret yapan diğer ülkelerde gıdalarda kalıntı olarak bulunabilecek maddelerin belirli programlar kapsamında sürekli olarak taranması istenmiştir. Bu direktifin B3a maddesi PCB ler dahil organik klorlu bileşiklerin taranmasını gerektirmektedir. Ülkemizde ise, PCB ler 1973 yılında sanayide kullanımı kısıtlanmış ve 1 Ocak 1996 tarihinde ise açık sistemlerde kullanımı tamamen yasaklanmıştır (Tehlikeli Kimyasal Maddelere İlişkin Yönetmelik, 11 Temmuz 1993). Bunun yanında 23 Eylül 2002 tarih ve sayılı Resmi Gazete de yayımlanan Türk Gıda Kodeksine (Tebliğ no: 2002/63) göre bazı besin maddelerinde bulunmasına izin verilen PCB lere ait kabul edilebilir en yüksek değerler belirlenmiştir (Tablo 3). Tablo 3. Bazı besin maddelerinde, PCB lere ait kabul edilebilir en yüksek değerler (Türk Gıda Kodeksi, 2002) Madde Gıda Maddesi Kabul edilebilir en yüksek değer mg/kg Balık ciğeri 2 Balık yumurtası 3 Etler 0.2 Kabuklu su ürünleri 2 Derisi dikenliler 2 Yumuşakçalar 2 Açıklama Yağlı madde üzerinden Poliklorobifeniller (28,52,101,118, 138,153,180 PCB lerin toplamı) Balıklar 2 Süt ve süt ürünleri 0.1 Yağlı madde üzerinden Yumurta 0.2 Bütün Diğer bebek ve çocuk gıdaları 0.1 Sebzeli gıda maddeleri 0.1 Bebek mamaları ve formülleri Devam mamaları ve formülleri

9 Ayrıca 2001 yılında imzalanan Stockholm sözleşmesine göre, 2028 yılına kadar ülkemizdeki tüm PCB lerin ortadan kaldırılması gerekmektedir. Bu çerçevede hazırlanan ulusal uygulama planı uyarınca yasal düzenleme ve çeşitli laboratuarlardan gelen verilerin karşılaştırılması için ortak bir zemin oluşturulması amacıyla, 7 PCB üyesi (IUPAC numaraları 28, 52, 101, 118, 138, 153, 180) PCB lerin varlığı ve dağılımının izlenmesinde indikatör bileşikleri olarak seçilmiştir (1). Sonuç PCB ler günümüzde üretilmiyor olsalar da, doğada yıkımlanmadan uzun süre kalmaları ve besin zincirine girerek insanlar tarafından alınmalarından dolayı insan sağlığı açısından önemli bir tehdit unsurudur. Aynı zamanda su ekosistemi üzerine de olumsuz etkileri nedeniyle deniz canlılarına zarar vermektedir. Uluslar arası anlaşmalar ve gün geçtikçe artan çevre bilinci bu tip kimyasal maddelerin kullanımını engellemekte ve var olanların çevreye zarar vermeden yok edilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu nedenle PCB ler gibi kalıcı organik kirleticilerin ülke çapında tarama çalışmalarının yapılmasına ve tamamen yok edilmeleri için faaliyet planlarının oluşturulmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Kaynaklar 1. Acara, A. (2006). Türkiye nin kalıcı organik kirletici maddelere (POP ler) ilişkin Stockholm sözleşmesi için taslak ulusal uygulama planı. UNIDO-POP ler Projesi. [Erişim: Erişim tarihi Ahlborg, G. U., Hanberg, A., Kene, K. (1992). Risk assessment of polychlorinated biphenyls (PCBs).Nord 1992:26 P:1-121 Institute of Environmental Medicine, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden 3. Aoki, Y. (2001). Polychlorinated biphenyls, polychloronated dibenzo-p-dioxins, and polychlorinated dibenzofurans as endocrine disrupters-what we have learned from Yusho Disease. Environ Res Sec. A, 86: Bernhard T., Petron S. (2001) Analysis of PCB Congeners vs. Aroclors in. Ecological Risk Assessment [Erişim: PCB%20IssuePaperNavy.pdf Erişim tarihi: ] 5. Eisler, R., Belisle, A. A. (1996). Planar PCB hazards to fish, wildlife and invertebrates: a synoptic review. Patuxent Wildlife Research Center U. S. National Biological Service Laurel, MD EPA. (1999). Polychlorinated biphenyls (PCBs) update: Impact on fish advisories. Fact sheet, EPA-823-F , September Foxriverwatch.com [Erişim: Erişim tarihi: ] 8. Kato, Y., Haraguchi, K., Shibahara, T., Yumoto, S., Masuda, Y., Kimura, R. (1999) Reduction of thyroid hormone levels by methylsulfonyl metabolites of tetra- and pentachlorinated biphenyls in male Sprague-Dawley rats. Toxicol Sci. 48: Kaya, S., Pirinçci, İ. (2002). Çevre Toksikolojisi. Alındı: Veteriner Hekimliğinde Toksikoloji. Editörler: Kaya, S., Pirinçci, İ., Bilgili, A. Medisan Yayınevi, Ankara, Mariussen, E., Andersen, J.M., Fonum, F. (1999) The effect of polychlorinated biphenyls on the uptake of dopamine and other neurotransmitters into rat brain synaptic vesicles. Toxicol Appl Pharmacol. 161: Persky, V., Turyk, M., Anderson, H.A., Hanrahan, L.P., Falk, C., Steenport, D.N., Chatterton, R., Freels, S. (2001) The effects of PCB exposure and fish consumption on endogenous hormones. Environ Health Perspect. 109: Ritter, L., Solomon, K.R., Forget, J. (2006). Persistent Organic Pollutants [Erişim: background/assessreport/en/ritter-e.doc, Erişim tarihi: ] 13. Ross, G. (2004). The public health implications of Polychlorinated biphenyls (PCBs) in the environment. Ecotoxicology and Environmental Safety, 59: Ulbrich, B., Stahlmann, R. (2004). Developmental toxicity of polychlorinated biphenyls (PCBs): a systematic review of experimental data. Arch Toxicol. 78: Vansell, N.R., Klaassen, C.D. (2002). Effect of microsomal enzyme inducers on the biliary excretion of triiodothyronine (T3) and its metabolites. Toxicol Sci 65: WHO. (1993). Environmental Health Criteria No:682: Polychlorinated Biphenyls and Terphenyls (Second edition). World Health Organisation, Geneva. 25