Comunicazioni orali e Poster sul Monitoraggio biologico - Giornale ...

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G Ital Med Lav Erg 2004; 26:4, Suppl COMUNICAZIONI ORALI E POSTER SUL MONITORAGGIO BIOLOGICO www.gimle.fsm.it 67 M. Goldoni 1,2 , S. Catalani 3 , G. De Palma 1,2 , P. Manini 1,2 , O. Acampa 2 , M. Corradi 1,2 , R. Bergonzi 3 , P. Apostoli 3 , A. Mutti 2 Il condensato dell’aria espirata come nuova matrice per la determinazione d’indicatori di dose e d’effetto in lavoratori esposti a cobalto e tungsteno 1 Centro Studi e Ricerche I.S.P.E.S.L., Università di Parma 2 Dipartimento di Clinica Medica, Nefrologia e Scienze della Prevenzione, Università di Parma 3 Dipartimento di Medicina Sperimentale ed Applicata, Università di Brescia RIASSUNTO. Lo scopo dello studio era valutare se il condensato dell’aria espirata (CAE) possa essere proposto come nuova matrice biologica per valutare indicatori di dose ed effetto in lavoratori esposti a metalli duri, quali cobalto (Co) e tungsteno (W), usando la malondialdeide (MDA) come indicatore di danno ossidativo polmonare. I livelli di Co e W nel CAE a fine turno erano più elevati rispetto ai livelli osservati prima del turno lavorativo. I livelli di MDA nel CAE erano positivamente correlati con la concentrazione di Co nel CAE ma non con i livelli di Co nell’urina. Questi dati indicano la utilità del CAE per integrare le procedure di monitoraggio biologico sui lavoratori esposti. Parole chiave: espirato condensato, cobalto, tungsteno, malondialdeide, monitoraggio biologico. ABSTRACT. EXHALED BREATH CONDENSATE AS A NEW MATRIX FOR ASSESSING DOSE AND EFFECT MARKERS IN WORKERS EXPOSED TO COBALT AND TUNGSTEN. The study was performed to assess whether exhaled breath condensate (EBC) could be used as a suitable matrix for evaluating tissue dose and effects in workers exposed to cobalt (Co) and tungsten (W), using EBC malondialdehyde (MDA) as a biomarker of lung oxidative stress. Co and W in EBC were higher at the end of the work shift in comparison to pre-exposure values and MDA levels were correlated with Co levels in EBC. This correlation, however, was not observed with urinary concentration of either element. The results suggest the usefulness of EBC for integrating traditional biomonitoring among exposed workers. Key words: exhaled breath condensate (EBC), cobalt, tungsten, malondialdehyde, biological monitoring. Introduzione L’esposizione professionale a cobalto (Co) può portare a varie affezioni polmonari, quali la polmonite, la fibrosi e l’asma bronchiale. Anche se i meccanismi della tossicità polmonare indotta dal Co non sono completamente noti, dati sia in vivo che in vitro sembrano dimostrare che il Co induca la generazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), con conseguente stress ossidativo. Inoltre, sembra che la generazione di ROS indotta dal Co sia potenziata dalla co-esposizione a tungsteno (W), in particolare a carburo di W, attraverso un mecca- nismo fisico-chimico di interazione. Il Co e il W sono essenzialmente assorbiti per via inalatoria, ed in minor parte per via cutanea e digestiva. I metalli sono poi escreti per via urinaria, e la loro determinazione è attualmente utilizzata per il monitoraggio biologico nei lavoratori esposti. Tuttavia, i livelli di Co e W nell’urina costituiscono un indicatore di dose sistemica, e non di dose al bersaglio, in questo caso il polmone. Il condensato dell’aria espirata (CAE), liquido che si forma raffreddando l’esalato, è stato proposto come nuovo metodo per campionare il fluido di rivestimento bronco-polmonare, quindi potenzialmente utile per ottenere informazioni sulla dose e sull’effetto al bersaglio. Lo scopo del presente studio è stato valutare se il CAE possa essere utilizzato per la determinazione di indicatori di esposizione, come Co e W, e di effetto, come la malondialdeide (MDA) quale indicatore di stress ossidativo, in lavoratori esposti a metalli duri. Materiali e metodi Trentatrè lavoratori esposti a Co e W nella lavorazione di utensili diamantati e di parti meccaniche hanno partecipato a questo studio. Ogni soggetto è stato valutato all’inizio e alla fine di una tipica giornata lavorativa. Durante ogni valutazione i soggetti hanno raccolto il CAE ed un campione di urina. Campioni di urina e di CAE sono anche stati raccolti in un gruppo di soggetti sani professionalmente non esposti a metalli duri (gruppo di controllo). Il CAE è stato raccolto raffreddando l’aria espirata a volume corrente in un apposito “device” di polipropilene. Il Co, il We la MDA nel CAE sono stati analizzati con i metodi analitici basati sulla spettrometria di massa. Risultati La Tabella I riassume i dati relativi al monitoraggio biologico. Nel CAE dei soggetti di controllo, il Co era rilevabile a livelli molto bassi, mentre il W non era dosabile. Nei lavoratori esposti, i livelli di Co nel CAE variavano da alcuni a diverse centinaia di nmol/L. I corrispettivi livelli di W nel CAE andavano da livelli non dosabili a parecchie decine di nmol/L. I livelli sia di Co che di W nel CAE e nell’urina erano più alti alla fine del turno lavorativo rispetto all’inizio del turno. Tabella I. Livelli di indicatori biologici a fine turno lavorativo nel CAE e nell’urina dei lavoratori esposti e dei controlli. I dati sono espressi come mediana e interquartili
COMUNICAZIONI ORALI E POSTER SUL MONITORAGGIO BIOLOGICO G Ital Med Lav Erg 2004; 26:4, Suppl 68 www.gimle.fsm.it Figura 1. Correlazione tra concentrazione di MDA e quella di Co nel CAE di lavoratori Nel CAE, i livelli di MDA erano positivamente correlati con i rispettivi livelli di Co, e laddove era presente co-esposizione a W, questa determinava un ulteriore incremento nei livelli di MDA (Figura 1). Al contrario, i livelli di MDA nel CAE non correlavano con le concentrazioni urinarie di Co (Figura 2). C. Grandi, N. Vonesch, S. Signorini Figura 2. Correlazione tra concentrazione di MDA nel CAE e quella di Co nell’urina dei lavoratori Conclusioni Questi risultati indicano l’utilità potenziale del CAE come nuova matrice da utilizzare per il monitoraggio biologico e per le procedure di controllo sanitario fra i lavoratori esposti alle miscele di metalli duri. Impiego di biosensori nel monitoraggio dell’esposizione lavorativa ad agenti biologici: analisi della letteratura ISPESL, Dipartimento Medicina del Lavoro, Monteporzio Catone (RM) RIASSUNTO. L’aria rappresenta uno dei principali veicoli per le infezioni nosocomiali, il cui controllo può porre problemi in parte simili a quelli relativi all’identificazione e al monitoraggio dei contaminanti biologici aerodispersi negli ambienti confinati. Le attuali metodologie di campionamento e quantificazione degli agenti biologici nell’aria ambiente presentano una serie di limitazioni che possono essere superate dall’impiego di metodi innovativi. Tra questi, i biosensori sono i più promettenti. Al momento, sono stati allestiti una serie di immunosensori e di sensori a DNA per rilevare specifici ceppi batterici e virali, ma tutti evidenziano alcuni tipi di limitazione. La sfida è rappresentata dalla messa a punto di biosensori in grado di operare in fase gassosa, con elevata specificità e sensibilità, possibilità di misure ripetute, controllo in remoto, rapidità di misura e bassi costi. Parole chiave: biosensori, agenti biologici, infezioni nosocomiali. ABSTRACT. USE OF BIOSENSORS IN THE ASSESSMENT OF OCCUPA- TIONAL EXPOSURE TO BIOLOGICAL AGENTS: REVIEW OF THE LITERATURE. Air is one of the most important vehicle for nosocomial infections, whose control may pose problems partly similar to those concerning the identification and monitoring of airborne biological contaminants in indoor environments. The current methodologies for sampling and quantifying biological agents in ambient air have various limitations which can be overcome by innovative methods, of which biosensors are the most promising. A series of immunosensors and DNA sensors have been set up to monitor specific strains of bacteria and viruses, but all demonstrate some disadvantages. The challenge is to create biosensors capable of operating in gaseous phase, with high specificity and sensitivity, capable of repeated and rapid measures, remote control, and low costs. Key words: biosensors, biological agents, nosocomial infections. Introduzione Negli ambienti di lavoro l’aria rappresenta un importante veicolo per agenti biologici. In particolare negli ambienti di lavoro confinati è importante rilevare sia la carica microbica totale (indice di tipo igienistico) sia la ricerca di specie o ceppi che possono assumere rilevanza per quanto riguarda il rischio di infezioni in relazione al settore di attività. I metodi di determinazione disponibili (soprattutto quelli basati sul campionamento attivo dell’aria e sulla messa in coltura, identificazione e conta microbica) per quanto ruotinariamente utilizzati non sono ancora in molti casi standardizzati e validati (1) e presentano limitazioni in riferimento ad accuratezza, precisione, tempi di esecuzione, necessità di strutture laboratoristiche adeguate, costi. Metodi innovativi basati su campionamento e misura di costituenti macromolecolari microbici non sono ancora stati validati, necessitano di dotazioni laboratoristiche e possono presentare costi elevati (2). Le infezioni nosocomiali sono definite come infezioni acquisite durante la degenza in ospedale, che non sono presenti o in fase di incubazione al momento dell’ammissione nella struttura sanitaria. Tali infezioni interessano prevalentemente i pazienti ospedalizzati, ma possono anche essere acquisite, meno frequentemente, dal personale sanitario coinvolto nell’assistenza (3). Il controllo delle infezioni ospedaliere è parte del più generale programma di controllo delle contaminazioni biologiche in ambiente sanitario. Parte imprescindibile di tale programma è rappresentata dal monitoraggio dei livelli di contaminazione, sia generali (cariche microbiche) sia specifici (ricerca di singole specie e/o ceppi), non solo per quanto riguarda le matrici biologiche del paziente, gli indumenti, i supporti e presidi sanitari e le superfici esposte, ma anche in relazione all’aria ambiente, che rappresenta un veicolo non secondario per numerosi agenti infettanti e investe le problematiche più generali del controllo microbiologico negli ambienti confinati (indoor). In questo contesto si ritiene che un approccio di svolta ai problemi posti dal monitoraggio microbico in aria possa essere rap-
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