پايش بيولوژيكي اندازه‌گيري و سنجش شاخص‌هاي شيميايي موجود در بدن انسان
پايش بيولوژيكي - Biological monitoring
( اندازه‌گيري و سنجش شاخص‌هاي شيميايي موجود در بدن انسان)
پايش بيولوژيكي اندازه‌گيري و سنجش شاخص‌هاي شيميايي موجود در بدن انسان كه نتيجه تماس با عوامل فيزيكي و شيميايي است. اين شاخص‌ها مي‌توانند 1) خود تركيب در معرض قرار گرفته
2) متابوليت هاي آن ماده شيميايي
3) كنژوگه‌هايي كه در اثر فعل و انفعال ماده شيميايي يا متابوليت‌هاي آن تركيب كه در طي چرخه بيوشيميايي آن در بدن ايجاد شده است.
4) تركيبات ايجاد شده در اثر فعل و انفعال ماده شيميايي يا متابوليت‌هاي آن با ماكرو مولكولهاي دروني ، آنتی ژنها، يا آنتي بادي‌‌ها
5) آنزيم دروني يا آنزيم بيوشيميايي كه تحت تاثير عوامل فيزيكي يا شيميايي يا محصولات پاسخ ايمونوژيكي بدن به آن تركيب است.
يك شاخص شيميايي يك شاخص بيولوژيكي اختصاصي و تعيين كننده است. بستر بيولوژيكي كه شاخص‌ها در آنها يافت مي‌شوند شامل، هواي استنشاقي، Flatus، ادرار، خون، سرم خون، پلاسماي خون، sebum (ترشح روغني غدد چربي كه مجراي آنها به داخل پياز مو باز مي‌شود)، موم درون گوش، مني، خون قاعدگي، شير، عرق، مو، ناخن، دندان، اشك، مدفوع، بزاق، چربي، پوست، خلط يا ديگر ارگانهاي داخلي است. شاخص‌ها ممكن است دوز يا اثر باشند. شاخص‌هاي اثر به اثر نامطلوب (پايش پزشكي)، اثر بالقوه نامطلوب يا اثر قابل پيشگويي (پايش بهداشتي) و شاخص‌هاي آسیب پذیر بودن (شاخص‌هاي ژنتيكي) تقسيم بندي مي‌شود. بررسي شاخص‌هاي دوز و اثر كارگران در محيط كار به نام پايش پزشكي ناميده مي‌شود. شاخص‌هاي مرتبط در مطالعات اپيدميولوژيكي به نام اپيدميولوژي بيوشيميايي يا اپيدميولوژي مولكولي ناميده مي‌شود. هر دو نوع شاخص‌ها ممكن است كه در نمونه تعيين و تشخيص داده شوند. اين بدان معني است كه آزمايشگاههايي كه مي‌توانند شاخص‌ها را آناليز كنند بايد مشخص و در دسترس باشند. از آنجايي كه مقادير رفرنس و مرجع ممكن است براي شاخص‌هاي اثر براي افراد سالم موجود باشد، غلظت بحراني شاخص دوز به سطح عمل OSHA وابسته است كه همان PEL (حد تماس قابل قبول) يا TLV است. نتايج پايش بيولوژيكي جذب از طريق تمام راهها را نشان مي‌دهد مانند جذب از طريق استنشاق گوارشي، چشم، گوش، و تماسهاي پوستي. مواد شيميايي مختلف و شاخص‌هاي آنها با توجه به نيمه عمرهای متفاوت زمانهاي متفاوتي را براي پيدايش شامل مي‌شوند. يك ماده شيميايي و شاخص‌هاي آن ممكن است در افراد مختلف نيمه عمرهاي متفاوت داشته باشد يا در بدن يك انسان نيز با توجه به راههاي مختلف جذب نيمه عمرهاي آن متفاوت است. مشخصات و خصوصيات مدفوع زمانهاي نمونه برداري توصيه شده براي شاخص‌ها را نشان مي‌دهد .يعني با توجه به مشخصات مدفوع زمان نمونه برداري توصيه شده براي شاخص‌ها تعيين مي‌شود.
متخصصين بهداشت و پايش بيولوژيكي:
متخصصين بهداشت صنعتي براي انجام نمونه برداري وسيع و گسترده از بدن انسان داراي محدوديت قانوني است مگر اينكه در حجامت تخصص داشته باشد. نمونه برداري از خون در محيط كار ، ناخن، بايد توسط پرسنل پزشكي انجام شود.
متخصصين بهداشت بايد بتوانند به كارگران در مورد ارتباط بررسي‌هاي پزشكي، مانند نمونه برداري خون ، توضيح دهند و بايد كارگران را به بخش‌هاي مربوطه مانند پزشك براي نمونه گرفتن و ديگر موارد راهنمايي كنند. بنابراين زمينه كاري متخصص بهداشت در مورد پايش بيولوژيكي محدود به نمونه گيري از موم درون گوش، هواي استنشاقي، باد شكم ، مدفوع ، مو، ناخن، بزاق ، عرق، اشك، ادرار، Sebum ، منی و خلط است. در بين اين موارد فقط ادرار و هواي استنشاقي داراي مقبوليت عمومي هستند. آلودگي خارجي براي مو، ناخن، بزاق، و عرق دچار مشكل است. براي ارزيابي اينكه چه چيزي درون يا بيرون مو يا ناخن است مشكل ميباشد زيرا معمولا روش شستشوي و استخراج قابل قبولي وجود ندارد. مدفوع، مايع درون گوش، منی، بزاق، عرق و اشك براي نمونه برداري مشكل هستند و معمولا اطلاعات كافي براي بيان غلظتهاي مرتبط با آنها وجود ندارد. همچنين مدفوع، منی، و مايع داخل گوش بسترهاي پيچيده‌اي هستند كه براي آناليز به افراد با تجربه و متخصصين نياز دارد. روش جايگزين و پيشنهادي براي آناليز آزمايشگاهي ، ارزيابي و پايش شاخص‌ها به طور مستقيم از مايعات دفع شده از بدن است. اين جنبه از پايش بيولوژيكي به طور كامل بسط و توسعه داده نشده است اگرچه روشهاي Dipstick در حال حاضر براي آناليز ادراري و آناليز خون در پزشكي مورد استفاده قرار مي‌گيرند كه اين روش شبيه استفاده از روشهاي لوله‌هاي گاز ياب در بخش آناليز هوا ميباشد . هواي بازدم داراي مقدار زيادي بخار آب و دي اكسيد كربن نسبت به هواي محيط كار است و شاخص‌هاي تماس بيولوژيكي استنشاقي خيلي كمتر از مقادير TLV مشابه است.بنابراین روشهای توصیه شده برای TLV نمونه‌برداري شده از هوا را نمي‌توان به طور مستقيم براي نمونه‌برداري هواي استنشاقي استفاده كرد تفاوت بين تماس خارجي و دفع يك مشكل اساسي براي نمونه‌گيري هواي استنشاقي و پوست است. تشخيص دقيق مواد روي پوست به طور كامل در حال حاضر امكان‌پذير نيست. براي مثال استفاده از روشهاي پرتويونيزان مانند X- RAY براي سرب استخوان ممكن است خطرناك باشد و مي‌تواند فقط تحت مراقبت‌هاي پزشكي انجام شود.
چه هنگامي بايد از پايش بيولوژيكي استفاده كرد.
استفاده‌هاي اصلي از پايش بيولوژيكي در موارد زير انجام مي‌شود.
1- پايش بيولوژيكي الزامي باشد (براي مثال ، زماني كه سرب خون به عنوان شاخص براي آلودگي هوا ميباشد) يا توصيه شود ( براي مثال به جايي كه مستند سازي BEI موجود باشد)
2- راههاي تماس ديگر علاوه بر راه استنشاقي مد نظر باشد ( بيش از 30% تماس از راههاي ديگر باشد)
3- PPE مانند رسپيراتورها ، دستكش‌ها و لباسهاي حفاظتي مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
4- تماسهاي ناخواسته رخ دهد، بخصوص زماني كه پايش هواي محيط كار انجام نمي‌شود.
ACGIH در سال 1996 ، 36 BEI را منتشر كرد.
راههاي تماس ديگر علاوه بر استنشاق
متخصصين بهداشت بايد بداند كه آيا كارگران حلالهاي خاصي را حمل مي‌كنند و آيا اينكه در معرض ريخت و پاش حلالها قرار دارند و اينكه كدام قسمت از پوست در معرض اين حلالها قرار مي‌گيرد و مدت زمان تماس چقدر ميباشد. دستكش و لباسهايي كه اين كارگران مي‌پوشند بايد مطمئن بود كه آيا اثرات حفاظتي در برابر حلالها را دارند. در محيطهايي كه مقادير زيادي از مواد شيميايي مورد استفاده قرار مي‌گيرند خطر خوردن اين مواد از طريق نشت اين مواد روي لب وجود دارد. بخصوص هنگامي كه رسپيراتورها مورد استفاده قرار نگيرند. غذا خوردن بايد در مكانهايي كه مواد شيميايي سمي مورد استفاده قرار مي‌گيرند ممنوع شود. سيگار كشيدن در محيط كار ممكن است خطر تماس را از طريق استنشاقي و خوراكي افزايش دهد . كارگران بايد قبل و بعد از كار دوش بگيرند و لباسهاي كار تميز بپوشند. يك شاخص مهم براي شروع و بكارگيري پايش بيولوژيكي زماني است كه كارگران احساس بيماري مي‌كنند هنگامي كه نتايج نمونه برداري هوا زير حد مجاز يا مقادير توصيه شده است كارگران ممكن است نسبت به ديگر راههاي تماسي خيلي حساس باشند. كارگران بايد به پزشك مراجعه كنند تا وضعيت او چك شود. MSDSجهت تعيين تركيبات اختصاصي كه فرد با آن تماس دارد و از طريق استنشاقي ، پوست يا خوراكي احتمال جذب دارند می باشد.ترکیباتی که TLVآنها در نورد پوست دارای تذکر است برای ترکیباتی است که اطلاعات جذب پوستی آنها از طریق تماس با مايع ، جامد يا بخارات منتشر شده است. ACGIHمعمولا اين تركيبات را شامل موادي مي‌داند كه داراي LD50 حاد پوستي خرگوش كمتر يا مساوي دارند يا تركيباتي كه موجب اثرات سيستميك در تماس مزمن مي‌شوند.
مشخصه پوستي OSHA در مواردي است كه نشان داده شده كه تماس پوستي منجر به مسموميت سيستميك مي‌شود و يا مواردی كه تماس پوستي منجر به افزايش دوز جذب شده نسبت به دوز جذب شده از طريق استنشاق ايجاد مي‌كند. TLV يا PEL بر اساس تماس استنشاقي است و براي تماس پوستي يا خوراكي نمي‌باشد.
عدم علامت پوستي براي PEL و TLV به اين معني نيست كه تركيب از طريق پوست جذب نمي‌شود . اكثر مايعات آلي غير قطبي و تركيبات ارگانو متاليك كه غير قابل حل در آب هستند از طريق پوست جذب مي‌شوند .
تماسهاي ناخواسته و پيش بيني نشده .
يكي از مزاياي پايش بيولوژيكي اين است كه به دليل خاصيت تجمعی و يكپارچگي خود باعث مي‌شود كه در مورد تماسهاي ناخواسته اطلاع پيدا كنيم . بنابراين در حالي كه نمونه‌گيري بعد از شيفت يا انتهاي شيفت معمولا در BEI توصيه مي‌شود نمونه‌گيري قبل از شيفت اگر آلودگي از تماسهاي قبلي باشد آگاه مي‌كند يا اگر تماسهايي خارج از محيط كار كارگران دچار آن شده را نشان مي‌دهد . انتقال از تماسهاي قبلي معمولا براي تركيباتي كه نيمه عمر كمتر از 6 ساعت دارند رخ نمي‌دهد. پايش بيولوژيكي ممكن است بيان كننده مقدار ماده شيميائي جذب شده بالقوه خطرناك كه معادل تماس استنشاقي خطرناك که همان TLV است باشد
فاكتورهايي براي بيان اطلاعات پايش بيولوژيكي در هنگام استفاده از BEI
هر غلظتي از شاخص كه در آن شرايط BEI بيش از 0.7 غلظت BEI باشد بدون توجه به راه تماس ريسك بهداشتي براي كارگران دارد . نمونه مبنا (قبل از شيفت براي اتمام شيفت ، قبل از شيفت در اولين روز كاري بعد از تعطيلات آخر هفته براي اتمام نمونه‌هاي هفتگي( بايد كسر شود تا مقدار محيط كاري بدست آيد .
اگر اين اختلافات هنوز بيش از BEI 7/. است محيط كار به طور قطع به عنوان منبع تماس بيش از حد است براي كنترل مؤثر بايد منبع آلودگي بخوبي تشخيص داده شود . اگر حلالهاي فرار( فشار بخار بيش از mmhg ×3) گازها و پروسه‌هاي گرم وجود دارد ، استنشاق بخار ممكن است به عنوان راه تماس غالب باشد . اگر پروسه گرم شامل گرد و غبار نيز باشد ، استنشاق ذرات نيز ممكن است غالب باشد . اگر ذرات قابل استنشاق كمتر از حاوي آزبست نباشند يا درصد سيليس در آنها كمتر از 1 % باشد (قطر آئروديناميكي زير 10 ميكرون ) و گرد و غبار كل ( ) (قطر آئروديناميكي زير 100 ميكرون) اندك باشد تماس استنشاقي ذرات صورت مي‌گيرد .
استنشاق بخار به عنوان راه غالب در تماسها است
پارامتر اصلي جهت برآورد براي زماني كه تماس استنشاقي غالب است (بيش از %70 از دوز جذب شده كل) فعاليت فيزيكي يا بار كاري است . اگر كارگران يا %30 غلظت TTV در منطقه تنفسي در تماس است غلظت بيش از 7 % BEI شاخص ايجاد مي‌شود اگر استنشاق بعد از تصحيح غلظت پايه غالب باشد . جدول 13.2 اطلاعات فيزيولوژيكي را نشان مي‌دهد كه وابسته با باركاري است .
دريافت و جذب بخارات حلال خنثي مانند آليفاتيك ، آلسيكليك و هيدروكربنهاي آروماتيك (براي مثال هگزان ، سيكلوهگزان ، بنزن) و آنالوگهاي كلرينه آنها نيز داراي خصوصيات مشابهي هستند . متخصصين بهداشت بايد اثبات كنند كه آيا BEI براي تماس ايجاد نشده نقش حفاظتي دارد يا نه . نه اينكه فقط روي نتايج بدست آمده از تجربه ادرار در ازمايشگاه تكيه كند . يا اينكه بخواهد روي نتايج نمونه برداري از هوا تاكيد كنند .
بلكه بايد در مورد نقش حفاظتي BEI تاكيد داشته باشد . كارگران فعاليت فيزيكي مشابهي انجام نمي‌دهند و مقدار مشابهي از مواد شيميائي را استنشاق نمي‌كنند . يعني نوع تماس و استنشاق كارگران متفاوت از يكديگر ميباشد . زنان مقدار بيشتري از بخارات تركيبات غير قطبی را نسبت به مردان در يك فعاليت مشابه جذب مي‌كنند .
BEIزایلن نشان می دهد که اتیل بنزن تا حدود 20 درصد از متابولیسم m-زایلن (ایزومر اصلی زایلن)جلوگیری می کند. BEI زايلن نشان مي‌دهد براي تماس با زايلني كه حاوي اتيلن بنزن است اعتبار سنجي شده است نه براي تماس با ايزومرهاي زايلن . متابوليسم زايلن همچنين توسط مصرف آسپيرين تا حدود %50 جلوگيري مي‌شود . متخصص بهداشت بايد تعيين كند كه آيا فاكتورهاي ديگري براي كارگر اهميت دارد . كه اين كار را بايد به طور مستقيم از كارگر بپرسد يا اينكه از طريق پرسشنامه اين كار را انجام دهد .
اسيدهاي متيل هيپوريك نيز شاخص اختصاصي ادرار هستند زيرا زايلن یا متيل آلكيل بنزن فقط این نوع حلالها هستند كه اسيدهاي متيل هيپوريك را در طی متایولیتشان تولید میکنند.شاخص های ادراری می توانند کمتر اختصاصی باشند.اسید هیپوریک که شاخص BEI ادراري براي تولوئن ميباشد ، در اثر تماس با بنزآلوئيد (اسد بنزوئيك) آلدئيدهاي بنزيل ، و هيدروكربنهاي آروماتيك monosubtituted داراي يك زنجيره كناري با يك زوج اتم كربن (بتا – اكسيد اسيون ) ، و نگهدارنده غذائي بنزآت سديم ، يا غذاهاي داراي مغز يا پودر بادام كه حاوي بنزآلدئيد هستند نيز توليد مي‌شود . مداخله گر مثبت ديگري كه در آن اسد هيپوريك توليد مي‌شود مربوط به محصول متابوليسم نيتروژن ميباشد . براي اين موارد نمونه برداري به منظور تعيين و تشخيص اثر محيط كار ضروري است .
شاخص‌هاي بيولوژيكي در سم شناسي شغلي
شاخص‌هاي بيولوژيكي
هدف اصلي بهداشت شغلي پيشگيري يا كنترل مناسب تماس افراد با عوامل زيان آور محيط كار است. ارزيابي صحيح تماس در طراحي استراتژي‌هاي كنترلي با ارزش و مفيد ميباشد. ارزيابي خطرات شغلي از طريق ارزيابي تماس و مقايسه با مقادير استاندار غلظتهاي مجاز آلودگي هوا ميباشد. اين شيوه بر اساس دو فرضيه استوار است كه مهمترين راه جذب مواد شيميايي استنشاق است و بنابراين مقدار مشابهي از مواد شيميايي خطرناک از طريق كارگراني كه در شرايط مشابه كار مي‌كنند جذب مي‌شود. ACGIH در سال 1994 TLV را مقداري بيان كرد كه بتواند تقريبا تمام كارگران در معرض آلودگي را محافظت كند. اما مواد شيميايي ممكن است از راههاي ديگري نيز جذب شوند. كارگران با توجه به قد و وزن، وضعيت جسماني نسبت به يكديگر متفاوت هستند و اين تفاوتها براي مقادير هواي استنشاقي و در نتيجه مواد شيميايي سمي جذب شده در هر تنفس لحاظ مي‌شود و مورد بررسي قرار مي‌گيرد. براي مثال مطالعات آزمايشگاهي در يك سري از افراد نشان داد كه ميزان جذب حلالها در آنها داراي تفاوتهاي قابل توجهي است. روشهاي پايش بيولوژيكي در سالهاي اخير زياد مورد توجه بوده است. در يك بررسي توسط Yager در سال 1991 در اين زمينه نشان داد كه 23% سرب، كادميوم 2/5 %، تولوئن 8/3 %، آزبست و جيوه 6/3 % پلي كلرينات فنول 8/3 % و استيرن 1/3 % از مطالعات را به خود اختصاص داده‌اند.
امروزه مشخص شده كه ارزيابي دوز بيولوژيكي جذب شده در بدن همانند پايش شغلي براي فراهم كردن اطلاعات جهت كنترل اثرات مواد شيميايي خطرناك مهم و ضروري است. سازمان بهداشت شغلي آمريكا روش جديدي را براي ارزيابي تماس مواد شيميايي از طريق تنظيم شاخص‌هاي تماس بيولوژيكي BEI كه همان مقادير جذب بيولوژيكي مواد شيميايي در مقادير TLV ميباشد را فراهم و تنظيم كرده است. به طور كلي شاخص‌هاي تماس بيولوژيكي به عنوان دستورالعمل‌هاي جهت ارزيابي خطرات بالقوه سلامتي در زمينه بهداشت شغلي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با توجه به تفاوت‌هايي كه در بين افراد مختلف وجود دارد، ممكن است كه در بعضي از افراد شاخص‌هاي تماس بيولوژيكي بيشتر شود. اما اگر اين شرايط در طي پايش ادامه پيدا كند بايد تدابير خاصي جهت كاهش تماس اين افراد مد نظر قرار گيرد.
بهترين واژه براي بيان وقايع بيولوژيكي بعد از تماس با ماده شيميايي شاخص‌هاي بيولوژيكي ميباشد. كميته شاخص‌هاي بيولوژيكي مسئول تعيين و تشخيص مفاهيم و بيان شاخص‌هاي بيولوژيكي و دسته بندي شاخص‌ها به سه نوع شاخص‌هاي تماس، شاخص‌هاي اثر و شاخص‌هاي آسيب پذيري ميباشد.
* شاخص بيولوژيكي تماس تشخيص مواد بيروني خطرناک در سيستم. محصولات بينابيني بين تركيبات داخلي و خارجي يا وقايع رخ داده شده در سيستم بيولوژيكي كه مرتبط با تماس است بيان مي‌شود.
* شاخص بيولوژيكي اثر به عنوان شاخص تركيب خارجي سيستم بيولوژيكي، ارزيابي ظرفيت عملكردي سيستم، يا بيان تغييرات در سيستم كه منجر به نقص يا ناتواني و بيماري مي‌شود، بيان مي‌شود.
* شاخص بيولوژيكي آسيب پذيري به عنوان شاخصي كه بيان كننده سلامتي سيستم به خصوص حساسيت به تماس با تركيبات خارجي است.
جزئيات شاخص‌هاي بيولوژيكي در تماس با مواد بيروني
در تماس با مواد بيروني يك سري از وقايع بيولوژيكي ممكن است ايجاد شود كه اين وقايع ممكن است به عنوان شاخص‌هاي تماس اوليه، دوز داخلي، دوز موثر بيولوژيكي، (دوز در محل عمل سم، دوز در محل دريافت، يا دوز مربوط به ماكرو مولكولهاي بافت هدف). و شامل تغيير عملكردي و ساختاري و موجب نقص در سلامتي به كار برده شوند.
دوز خارجي: به عنوان تجمع ماده خارجي روي يك موجود زنده است. فاكتورهاي گوناگوني مانند غلظت، طول مدت تماس، و طبيعت و ماهيت فيزيكوشيميايي دوز خارجي بايد در پايش شغلي مورد توجه قرار بگيرد.
دوز داخلي: مقدار ماده خارجي كه از طريق فرد جذب مي‌شود. اين شاخص به اطلاعات كامل فارماكوكنيتيك ماده خارجي جذب شده نياز دارد.
دوز موثر بيولوژيكي: مقدار ماده‌اي كه با سلول و زير سلول و اندام‌هاي هدف در تعامل و فعل و انفعال است. تفاوتها در گونه‌ها و افراد مانند تفاوت در سن، جنس، وضعيت سلامتي مي‌تواند به ميزان زيادي در جذب و توزيع مواد شيميايي و متابوليت‌هاي آنها اثر بگذارد.
مطالعات فارماكوكنيتيك تا حدودي در انسان‌ها غيرممكن است، زيرا محدوديت‌هاي اخلاقي در زمينه نمونه برداري از تمام ارگان‌ها و بافت هاي بدن انسان وجود دارد. بنابراين مطالعات جانشين و جايگزيني و همچنين حذف مواد شيميايي استنشاق شده در حيوانات براي تعميم دهي اطلاعات بين گونه‌ها مفيد ميباشد.
روشهاي رياضي براي پيش بيني جذب، توزيع و حذف مواد استنشاقي به كار برده مي‌شوند. يك مثالي از اين روش توسط ROMSEY در سال 1984 ارائه شد كه اين فرد توانست يك مدل فارموكوكينيتيك از سرنوشت اكسيژن استنشاق شده در موش‌ها براي پيش بيني رفتار اكسيژن استنشاقي در انسان‌ها بيان كند. با استفاده از ثابت‌ها بيوشيميايي و فيزيولوژيكي، محققين مي‌توانند رفتار استیرن استنشاقي در زنها را شبيه سازي كنند. مقادير تعيين شده آزمايشگاهي براي اندازه‌گيري‌هاي گوناگوني مورد استفاده قرار گرفت شامل وزن بدن ، تهويه ريوي ، ميزان جريان خون ، حجم هاي بافت، ضريب تفكيك هوا – خون ، ضرايب تفكيك خون ، بافت ، ميزان عكس العمل فعاليت حداكثر(VMAX) و ثابت MICHAELIS (غلظت سوبسترا در مقدار عكس العمل حداكثر) . سپس نتايج را به انسان تعميم دادند و دريافتند كه مدل به درستي مقدار استيرني كه قبلا در خون توزيع شده بود و هواي باز دمي در انسان تحت مطالعه تشخيص و پيش بيني مي‌كند. HON- WING از مدلهاي فيزيولوژيكي بر اساس فارموكوكنيتيك براي بيان شاخص‌هاي تماس بيولوژيكي 13 ماده شيميايي و سمي استفاده كرد.
شاخص بيولوژيكي اثر (اثرات اوليه يا تغييرات عملكردي و ساختاري ) به عنوان هر تغييري كه به طور كيفي يا كمي موجب نقص در اثر تماس باشد بيان مي‌شود.
SCHULTE (1991) بيان كرد كه تعداد كمي شاخص‌هاي بيولوژيكي اثر معتبر وجود دارد و تشخيص شاخص‌هاي بيولوژيكي اثر به صحت و درستي شاخص بيولوژيكي تماس نمي‌باشد.
فرضيات زيادي در مورد استفاده از شاخص‌هاي بيولوژيكي ايمونوتوكسيستي يا پراكسيداسيون چربي به عنوان پيش درآمد اوليه بيماري با يك رخداد جنبي براي بيماري دستگاه تنفسي وجود دارد. مطالعات بيشتري در اين زمينه مورد نياز است.
انتخاب و تعيين شاخص هاي بيولوژيكي
در تعيين و انتخاب شاخص‌هاي بيولوژيكي مناسب تعدادي از پارامترها بايد مد نظر قرار بگيرند كه مهمترين معيارها موارد زير ميباشد :
1- A : شاخص بيولوژيكي تماس بايد با گستره تماس از لحاظ كمي متفاوت باشد. براي مثال شاخص‌هاي تماس بيولوژيكي كه تماس با ماده شيميايي در مقادير TLV را بيان مي‌كنند.
2 – A : شاخص بيولوژيكي بايد براي هر تركيب به صورت اختصاصي باشد. زماني كه به صورت اختصاصي باشد، احتمال ايجاد نتايج مثبت – منفي كمتر است.
3- تعيين و تشخيص شاخص‌هاي بيولوژيكي انتخاب شده بايد با حساسيت كافي ممكن باشد. حساسيت بالا احتمالا نتايج منفي را كاهش مي‌دهد.
4 – تفاوتهاي بيولوژيكي و تجزيه‌اي بررسي‌ها بايد قابل قبول باشد.
5 – نمونه‌برداري مورد نياز بايد تداخل در كار ايجاد كند.
6 – يك شاخص بيولوژيكي بايد در ارزيابي ريسك سلامتي به كار برده شود.
4.4 : تاثير شاخص‌هاي بيولوژيكي در بهداشت حرفه‌اي
قدرت تجزيه‌اي تجهيزات مدرن به طور قابل توجه‌اي در حال افزايش مي‌يابد در سال 1970 به صورت PPM (6-10 )و اما امروز به صورت پيكو و فمتو (10 – 12 10 – 15) درآمده است. اين افزايش قدرت تجزيه اي تجهيزات در ارزيابي بهتر و موثرتر تماس خارجي و شاخص‌هاي بيولوژيكي براي مثال DNA . ADDUCT (اتصال به DNA) قدرت آناليز سم شناسان را قادر كرده كه بتوانند مقادير جزئي شاخص‌هاي بيولوزيكي در كارگران در معرض با مواد سمي شغلي را تعيين كنند. اما يك سري فاكتورهاي گمراه كننده وجود دارد.
يك مثال خوب در اين زمينه تعيين مقدار جزئي هيدروكسي اتيل متصل شده به هموگلوبين در كارگراني كه در معرض اكسيد اتيلن نبودند است، اما غلظتهاي بالاتري در كارگراني كه در معرض بودند مشاهده شد.(1084 vam sittert maphe ) و همكارانش در سال 1991 در يك كاري جهت تعيين شاخص بيولوژيكي تماس با دي اكسيد نيتروژن تشكيل نيتروزيل هموگلوبين را در ميكروزماي ريه و كبد رت بيان كردند. (تماس با 20ppm دي اكسيد نيتروژن براي 6 ساعت) همچنين تشكيل نيتروزيل هموگلوبين در قسمت آلوئول‌هاي ريوي افرادي كه به صورت داوطلبانه 1/5 – 4 ppm دي اكسيد نيتروژن براي 20 دقيقه به صورت يك روز در ميان و 6 بار را تماس را نيز گزارش كردند.
در مطالعه ديگري توسط HAUGEN در سال 1986 اتصال به DNA( بنزوپيرن دي اولي اپوكسيد DNA ) در لنفوسيت كارگران توليد كك در اثر تماس با 212 – 315
هيدروكربنهاي آروماتيك چند حلقه‌اي (PAHS) را گزارش كرد.
مورد تاكيد قرار دادن حساسيت آناليز موجب مي‌شود كه پيشگيري از بيماري‌هاي شغلي بهتر انجام شود. تفسير اين بيان در مورد ارتباط بين تماس با تركيب خارجي و ايجاد بيماري در شكل 1 – 4 آمده است. هدف تشخيص علائم اوليه اثر قبل از اينكه آسيب واقعي رخ دهد و در مرحله‌اي كه پيشرفت بيماري با قطع تماس قابل برگشت است. شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس از طريق توانمند كردن كارشناسان جهت ارزيابي ريسكهاي شغلي موجب افزايش حيطه كاري بهداشت شغلي مي‌شوند. اما واقعيت اين است كه تعداد كمي از شاخص‌هاي بيولوژيكي اثر معتبر هستند. معمولا اكثر شاخص‌هاي بيولوژيكي استفاده شده جهت توصيف وضعيت بيماري ارتباط اندكي با تركيب خارجي دارد كه شروع كننده بيماري ناميده شده است (schulte 1991) .اما ، در مورد شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس دانش‌ها بيشتر است . در سال 1994 سازمان دولتي بهداشت آمريكا يكي ليست 39 تايي از شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس ارائه كرد كه اخيرا در مورد 18 تركيب ديگر نيز در حال مطالعه ميباشد.
با وجود شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس اقدامات كنترلي براي استنشاق گازهاي سمي مي‌تواند در حد مقادير TLV تماس چك شود. (ACGIH , 1994) .
4.5 :شاخص‌هاي بيولوژيكي در سم شناسي ريوي
اكثر شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس به ارزيابي مواد شيميايي و متابوليت‌هاي آنها در هواي ريوي، خون، ادرار، و ديگر نمونه‌هاي بيولوژيكي بستگي دارد.
1 .5 .4 : هواي بازدمي
براي تركيبات آلي قابل تبخير (حلالها) غلظت در هواي تنفسي مي‌تواند به عنوان تخميني از تماس به كار برده شود. پارامترهايي كه مي‌تواند روي غلظت تركيبات قابل تبخير تاثير بگذارد شامل زمان نمونه برداري بعد از قطع تماس، حلاليت تركيب در خون (ضريب نفوذ هوا – خون) و ميزان متابوليك تركيب در بدن است. تركيباتي كه حلاليت پايين‌تري دارند مانند سيكلوهگزان – n هگزان – 2 يا 3 متيل پنتان و متيل سيكلوپنتان نسبت غلظت در هواي استنشاقي به غلظت در هواي محيط در رنج 1 – 8/0 ميباشد. بر خلاف آن، تركيباتي كه حلاليت بالايي در خون دارند مانند تولوئن، استيرن ، متيل اتيل كتون ، استون و دي متيل فرمالدهيد نسبت غلظت در هواي استنشاقي به غلظت در هواي محيط زير 5/0 ميباشد. Farshad (1991) نيز بيان كرد كه حلال‌هايي با درجه فعاليت متابوليكي پايينتر مثل m –زايلن > ايزوپروپانول > 113 فرئون نسبت غلظت در هواي استنشاقي بيشتر از غلظت در هواي محيط ميباشد.
اصول ارزيابي حلالها در هواي استنشاقي به عنوان شاخص تماس، نمي‌تواند براي گازهاي reactive مانند دي اكسيدهاي نيتروژن به كار برده شود، زيرا گازهاي دي اكسيدهاي نيتروژن غير قابل حل هستند و علي رغم اين نكته، اين گازها در سيستم ريوي به طور موثري مي‌توانند جذب شوند. اما هواي بازدمي يك بستر خيلي مناسبي براي اندازه‌گيري محصولات فرعي پراكسيداسيون چربي (اتان و پنتان) كه در طي فعاليت‌هاي اكسيداتيو ايجاد مي‌شوند است. به طور كلي نمونه برداري از هواي بازدمي، علي رغم پيچيدگي آن با توجه به آلوده شدن با هواي محيط، بهتر و توسط كارگران قابل قبول‌تر است.
ادرار :
مايع بيولوژيكي كه به طور وسيعي در سم شناسي شغلي براي ارزيابي دوز داخلي يك ماده شيميايي كه با استفاده از متابوليت آن ماده يا خود آن به كار برده مي‌شود. انسان‌ها و حيوان‌ها به طور مداوم با مواد خارجي از طريق استنشاق، پوست و غذا در تماس هستند. مواد خارجي به صورت تركيبات قابل حل در آب در مي‌آيند و در ادرار ترشح مي‌شود. براي پايش موثر از دوز داخلي توسط ارزيابي تركيب در ادرار نيمه عمر ماده شيميايي يا متابوليت آن بايد مورد توجه قرار بگيرد.
نمونه ادرار داراي مزايايي نسبت به نمونه برداري از هوا و خون ميباشد. اين نمونه گيري تداخلي در كار كارگر ايجاد نمي‌كند و براي كارگر خيلي قابل استفاده تر است.
4.5.3 : خون
نمونه برداري از خون در سال 1978 براي سم شناسي شغلي مورد استفاده قرار گرفت و از لحاظ تئوري مي‌تواند بهترين رابطه بين غلظت اتمسفر يك ماده و دوز داخلي آن ماده را ايجاد كند. اما نمونه برداري از خون موجب تداخل در كار كارگر مي‌شود و در مواردي كه ديگر نمونه‌ها نتايج قابل قبولي را ايجاد مي‌كنند نبايد مورد استفاده قرار بگيرد.
مايعات دستگاه تنفسي:
مايعات دستگاه تنفسي كه براي ارزيابي تماس داخلي استفاده مي‌شوند شامل خلط، مايعات داخل بيني و مايعات برونشي ريوي مي‌باشند. نمونه برداري از مايع برونشي- ريوي يك نمونه‌گيري مداخله‌اي است. اما معمولا در تشخيص بيماري دستگاه و در مطالعات علمي براي افراد داوطلب استفاده مي‌شود. نمونه‌هاي مايع درون بيني مي‌تواند از طريق نمونه‌برداري غيرمداخله‌اي انجام شود. شستشوي بيني (مايع بيني) آسان و غيرمداخله‌اي و بدون ضايعه است.
Fowle و sexton در سال 1992 در يك سري از مطالعات سم‌شناسي ريوي اندازه‌گيري پروتئين‌هاي ماكروفاژ، محصولات پراكسيداسيون چربي، اتصال به DNA و پروتئين و شاخص‌هاي التهاب را در مايع بيني انجام دادند.
Graham و همكارانش در سال 1988 افزايش قابل توجهي در تعداد نوتروفيل‌هاي مايع بيني در افراديكه به صورت حاد با غلظت 0/5ppm ازن در تماس بودند بيان كردند.
.5.54. تست‌هاي عملكرد دستگاه تنفسي
مطالعات افراد سالم و افراد آسمي نشان داد كه افرادي كه دچار آسم هستند نسبت به اثرات دي اكسيد نيتروژن آسيب پذيرتر هستند. تست‌هاي عملكرد ريوي معمولا شاخص‌هاي بيولوژيكي اثرات را مد نظر قرار مي‌دهند. اما مشاهده گوناگوني نتايج تست‌هاي عملكرد دستگاه تنفسي در افراد بدون علائم شانس آزمودن بعضي تست‌ها مانند شاخص آسيب پذيري نسبت به بيماري را نشان مي‌دهد.
4.5.6 : ديگر نمونه‌ها
ديگر نمونه‌هاي بيولوژيكي مانند مدفوع ، مو، ناخن و مني به ميزان كمتري در ارزيابي‌هاي شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس به كار برده مي‌شوند.
4.6 : ملاحضات اخلاقي در مورد شاخص‌هاي بيولوژيكي
شاخص‌هاي بيولوژيكي مي‌توانند به طور فزاينده اي زمينه كاري بهداشت شغلي را گسترش دهند. اما اين موضوع باعث افزايش موضوعات اخلاقی مي شود. يكي از موضوعات مهم در زمينه اخلاقي مربوط به شاخص‌هاي آسيب‌پذيري ميباشد. يكي از موارد سوءاستفاده از شاخص‌هاي بيولوژيكي آسيب‌پذيري مربوط به غربالگري ژنتيكي ميباشد. اگر يك شاخص بيولوژيكي با نژاد يا مشخصات فرهنگي مرتبط باشد، اين موضوع باعث مي‌شود كه اين افراد يا گروه‌ها دچار بدبيني يا قضاوت نامطلوب شوند. از سوي ديگر احتمال اينكه اين شاخص‌هاي بيولوژيكي تفاوتهاي بين افراد را مد نظر قرار ندهد و موجب شوداطلاعات غلطي در مورد استخدام اين افراد در شغلهاي مخاطره زا ايجاد شود. بيان كردن اطلاعات شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس، اثر و آسيب‌پذيري ممكن است مشكلاتي را براي كارگراني كه مي‌خواهند در آن شغل باقي بمانند فراهم كند. موضوع اخلاقي ديگري كه در اين زمينه وجود دارد مربوط به محققيني ميباشد كه در بعضي موارد بايد مقادير بيش از شاخص‌هاي بيولوژيكي گوناگون را در مورد كارگران بيان كنند و مجبورند نتايج اين ارزيابي‌ها را در اختيار كارگران و كارفرمايان قرار دهند.
در نتيجه بررسي شاخص‌هاي بيولوژيكي به عنوان يك جزء جدايي نا‌پذير از استراتژيكي كنترل در بهداشت شغلي خيلي قابل توجه است. همراستا با پيشرفت اطلاعات در مورد شاخص‌هاي بيولوژيكي، موضوعات اخلاقي نيز بايد به طور صحيحي مد نظر قرار بگيرند.
4.7 : تماس شغلي با اكسيدهاي نيتروژن و شاخص‌هاي بيولوژيكي مرتبط با آن
گزارش شده كه حدود 2 ميليون كارگر در آمريكا با دي اكسيد نيتروژن تماس دارند و يكي گروههايي كه بيشتر در خطر مواجهه با اين تركيبات قرار دارند كارگران شيشه سازي هستند. كارگران شيشه کاز هنگامي كه با سوزاننده‌هاي اكسي استيلن براي قالب دادن در كارخانجات توليد شيشه و آزمايشگاه شيشه كار مي‌كنند در معرض تماس با اكسيدهاي نيتروژن هستند. مطالعه شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس اكسيد نيتروژن يك مفهوم جديد در زمينه سم شناسي شغلي است و مطالعات محدودي در اين زمينه وجود دارد. بررسي شاخص‌هاي بيولوژيكي دوز داخلي براي مواد شيميايي به يك بررسي كمي فارموكوكينتيك نياز دارد. گازهاي واكنش زا مانند ازن ، دي اكسيد نيتروژن و فرمالدهيد اثرات سمي خود را در محل جايگزيني در دستگاه ريوي ايجاد مي‌كنند و اطلاعات اندكي در مورد فارماكوكنيتيك اين گازها وجود دارد.
تعداد كمي از كارگران شاخص بيولوژيكي اثر را در مواجهه با دي اكسيد نيتروژن گزارش شده است. موسسه بين‌المللي تحقيقات در سال 1989 هيدروكسي پرولين ادراري و هيدروكسي لیزن را به عنوان شاخص‌هاي بيولوژيكي اثرات اوليه تماس با دي اكسيد نيتروژن بيان كرد. Henderson در سال 1993 اندازه‌گيري نيتروزيل هموگلوبين در مايع برونشي – ريوي را به عنوان شاخص بيولوژيكي تماس در اثر مواجهه با دي اكسيد نيتروژن بيان كرد.
با توجه به UTELL و همكارانش در سال 1993 افزايش پاسخ پذيري راههاي هوايي مي‌تواند به عنوان شاخص بيولوژيكي آسيب‌پذيري براي تماس با دي اكسيد نيتروژن دسته‌بندي شود. در شكل 4.2 تعدادي از شاخص‌هاي بيولوژيكي تماس و اثر بدنبال مواجهه با اكسيدهاي نيتروژن نشان داده شده است. فارماكوكينتيك اكسيدهاي نيتروژن به عنوان موضوعي در سالهاي اخير مد نظر بوده و ارائه مدلهاي رياضي براي جذب دي اكسيد نيتروژن نيز گزارش شده است postlethwait) در سال 1991 (. متابوليت غالب اكسيدهاي نيتروژن. نيترات است. بنابراين نيترات ادرار مي‌تواند به عنوان شاخص بيولوژيكي تماس (دوز داخلي) باشد. نيتروزوتيول نيز به عنوان شاخص متابوليت پايدار مواجهه با اكسيدهاي نيتروژن در خون است. kanner), (stamler 1992. فرضيه‌اي در مورد تشكيل پروكسي نيتريت بدنبال مواجهه با اكسيد نيتروژن وجود دارد. BackMan) 1990). پروكسي نيتريت مي‌تواند راديكال آزاد (دي اكسيد نيتروژن) توليد كند كه مي‌تواند توسط گلوتاتيون سم زدايي شود اندازه‌گيري كنژوكه‌هاي گلوتاتيون ادرار (تيوترها) مي‌تواند به عنوان يك شاخص بيولوژيكي غير اختصاصي مرتبط مواجهه با اكسيدهاي نيتروژن باشد. يكي از اثرات بيولوژيكي دي اكسيد نيتروژن يا ديگر راديكالهاي آزاد آن در اثر مواجهه شغلي كاهش مقدار سركوب كننده 1 – پروتاز ميباشد كه ممكن است از بين رفتن كلاژن در بافت ريوي را تشديد كند (ogushi 1991 , mohsomin 1987) .اندازه گیری هيدروكسي پيرولين توليد شده از كلاژن در ادرار به عنوان شاخص بيولوژيكي اثرات اوليه موجهه با اكسيدهاي نيتروژن ميباشد. دي اكسيد نيتروژن موجب القاء پراكسيداسيون ليپيد غشاء سلولي در آزمايشات invitro و invivo شده است. ((mohsenin 1991 , maples 1991 . وجود محصولات پراكسيداسيون ليپيد در هواي بازدمي در فرد در معرض مي‌تواند به عنوان شاخص بيولوژيكي مناسب براي اثرات اوليه تماس با اكسيدهاي نيتروژن باشد.
فرضيات مختلفي در مورد سركوب سيستم ايمني به دليل تماس با دي اكسيد نيتروژن كه ممكن است به دليل پراكسيداسيون چربي يا شكست كلاژن در سلولهاي ريوي باشد وجود دارد. (kuraitis 1989)
Richters گزارش داد كه دي اكسيد نيتروژن مي‌تواند روي سيستم ايمني ريه و خون محيطي اثر بگذارد. مطالعه سيستم ايمني ريه نياز به نمونه‌پردازي از مايع برونشي –ريوي دارد. با نمونه‌برداري غيرمداخله‌اي ، سلولهاي كشنده طبيعي در خون محيطي از فرد تماس گرفته مي‌تواند به عنوان شاخص بيولوژيكي براي اثرات اوليه به كار برده شود.
Many jobs involve using chemicals which can harm your health if they are not properly handled.
Under the Control of Substances Hazardous to Health Regulations 2002 employers have to look for the risks to your health from chemicals in the workplace. Employer must make sure that your exposure to chemicals is either prevented, or properly controlled. To do this it may be necessary to measure employee’s chemical exposure.
The main ways that chemicals can enter your body are :
by breathing them in;
by absorbing them through the skin; or
by swallowing them. This can happen if your hands become contaminated at work and you do not wash them before eating, drinking or smoking.
by Injection
Biological monitoring can be used to indicate how much of a chemical has entered a person’s body. It involves measuring the chemical that a person has been exposed to at work (or what it breaks down into) in a sample of your breath, urine or blood. Which of these three samples is used depends on how a particular chemical that a person has been exposed to is processed by the body. Biological monitoring is often used together with environmental air monitoring.
Biological monitoring is especially useful when:
there is likely significant absorption through the skin; and
control of exposure depends on personal protective equipment and an employer needs to check it is providing suitable.
Examples of Biological Monitoring include
Mercury Creatinine estimation for people in contact with mercury
Arsenic Creatinine ratio for people working with arsenic containing chemicals
Copper and Antimony levels for people working with these metals
Isocyanate levels for people working with these chemicals
Shea OH Biological monitoring includes:
Provision of advice on suitable Monitoring Techniques for the chemicals your employees are exposed too
Biological Sample Collection, i.e. Blood, urine, breath
Confidential data management and reporting, with employee consent
Worker education at time of test
Permanently retained records (40 years)