105244 Stipendi

Työperäistä oksidatiivista DNA-vauriota käsittelevä lisensiaattityö

Oksidatiivisellä stressillä tarkoitetaan elimistössä tuotettujen vapaiden radikaalien aiheuttamaa kokonaisvaurioita. Vapaa radikaali on hyvin reaktiivinen atomi tai molekyyli, jolla on yksi tai useampi pariton elektroni. Radikaaleja syntyy solun sisällä sen normaalissa metaboliassa tai ulkoisten tekijöiden, kuten kemiallisten karsinogeenien, lääkkeiden ja ionisoivan säteilyn tuottamina. Vapaat radikaalit vaurioittavat solun biomolekyylejä, mm. DNA:ta, proteiineja ja lipidejä. 8-Hydroksi-2'-deoksiguanosiini (8-OHdG) on hydroksyyliradikaalin vahingoittama guaniini. 8-OHdG on yleisin ja tutkituin DNA:n hapettumistuote ja se voi olla mutageeninen. 8-OHdG:a vapautuu virtsaan, kun endonukleaasientsyymit korjaavat vaurioitunutta DNA:ta. Sitä käytetään biomarkkerina käynnissä olevasta oksidatiivisesta stressistä ja sen korjaamisesta. Tutkimuksessa kehitettiin HPLC-MS/MS menetelmä 8-OHdG:n määrittämiseksi virtsanäytteistä. Hankkeessa selvitettiin työssään dieselpakokaasulle altistuneiden jäteautonkuljettajien ja varikkotyöntekijöiden oksidatiivista stressiä. Dieselpakokaasun partikkelit voivat aiheuttaa vapaiden radikaalien, kuten HO? ja O2?-, muodostumista soluissa. Tulokset tutkimuksesta ovat käytettävissä syyskuuussa 2005.

Hankkeen vastuuhenkilö
Minna Harri

Aineistoa Materials-välilehdellä.

UUSI MENETELMÄ OKSIDATIVISEN STRESSIN TOTEAMISEKSI

2006-04-24 00:00:00.0

Kemisti, FL Minna Harri kehitti lisensiaatintutkimuksessaan uuden analyysimenetelmän virtsan 8-hydroksi-2’-deoksiguanosiinin (8-OhdG) määrittämiseksi nestekromatografi (HPLC) - ja massaspektrometri (MS/MS) -laitteistoilla. 8-OhdG on yleisimmin käytetty biomarkkeri oksidatiivisen stressin toteamiseksi.

Uutta menetelmää sovellettiin tutkittaessa dieselpakokaasuille altistuneiden varikkotyöntekijöiden ja jäteautonkuljettajien virtsanäytteitä. Tutkimuksen mukaan dieselpakokaasuille altistuminen varikko- ja jätteenkäsittelytyössä ei näytä aiheuttavan kohonnutta oksidatiivista stressiä.

Minna Harri teki lisensiaatintutkimuksensa Jyväskylän yliopiston kemian laitokselle orgaanisen kemian yksikköön. Työn hän teki 2001–2005 Työterveyslaitoksella Helsingissä, työhygienian ja toksikologian osaston kemian laboratoriossa. Työ on osa laajaa Suomen Akatemian rahoittamaa tutkimushanketta Hiukkaspäästöjen kemiallisten ja molekulaaristen vaikutusten arviointi.

Työsuojelurahasto oli mukana rahoittamassa Harrin lisensiaatintutkimusta.

Vapaat radikaalit aiheuttavat hapetusstressiä


Vapailla radikaaleilla ja niiden aiheuttamalla hapetusstressillä on keskeinen rooli monessa ihmiskehon prosessissa. Oksidatiivinen stressi liittyy muun muassa hapen saantiin, altistumiseen säteilylle tai kemikaaleille, ikääntymiseen ja useisiin sairauksiin, kuten syöpään, diabetekseen, ateroskleroosiin, Alzheimerin tautiin, Parkinsonin tautiin, aidsiin ja hepatiittiin.

Eri sairauksien kohdalla on vielä epäselvyyttä ja vaihtelua sen suhteen, onko vapaiden radikaalien tuotanto taudin syy vai seuraus siitä.

Virtsanäytteiden analysointi haasteellista


8-OhdG on yleisimmin käytetty biomarkkeri oksidatiivisen stressin toteamiseksi. Sen muodostuminen ja poistuminen elimistössä on monimutkaista ja siihen vaikuttavat sukupuoli, ikä, fyysinen harjoittelu, alkoholin käyttö, tupakointi, ravitsemus, antioksidanttipuolustus ja DNA:n korjausmekanismin aktiivisuus. Tämän vuoksi ihmisistä saaduissa tuloksissa on paljon vaihtelua.

Työperäistä oksidatiivista stressiä on tutkittu monenlaisista työntekijäryhmistä, jotka altistuvat erilaisille hiukkasille ja kemikaaleille pääasiassa hengityksen kautta. Suurin osa näistä tutkimuksista löysi altistuneilta työtekijäryhmiltä suurempia 8-OhdG-pitoiuskksia virtsasta tai DNA:sta kuin kontrollihenkilöiltä. Oksidatiivista stressiä aiheuttavina altisteina olivat muun muassa mineraalipöly, bentseeni, pakokaasu ja PAH-yhdisteet.

8-OhdG-pitoisuutta mitataan yleensä virtsasta tai DNA:sta. Virtsaan erittyvä 8-OhdG on peräisin korjatuista DNA:n emäksistä sekä ravinnosta tai kuolleista soluista, ja 8-OhdG:n määrä DNA:ssa kertoo todellisesta emäsvauriosta, joka on jäänyt DNA-juosteeseen.

DNA-näytteiden analysointiin liittyy suuri keinotekoisen hapettumisen riski normaalista dG-nukleotidista 8-OhdG:ksi, josta seuraa virheellinen tulos. Virtsanäytteiden analysointiin tuo lisää haasteita monimutkainen matriisi.

246 virtsanäytettä tutkittiin


Työssä kehitettyä analyysimenetelmää sovellettiin dieselpakokaasuille altistuneiden varikkotyöntekijöiden ja jäteauton kuljettajien virtsanäytteisiin.

Näytteet mitattiin tutkimuksen aikana Japanissa alan uranuurtajan professori Hiroshi Kasain laboratoriossa (Department of Environmental Oncology, Institute of Industrial Ecological Sciences, University of Occupational and Environmental Health) HPLC-EC-menetelmällä ja niitä verrattiin Työterveyslaitoksella mitattuihin HPLC-MS/MS-tuloksiin.

Työssä tutkittiin 246 virtsanäytettä. Korrelaatio näiden kahden menetelmän välillä oli verraten hyvä, r = 0,93. Molemmilla menetelmillä mitatut pitoisuudet olivat ihmisen virtsan keskimääräisiä 8-OHdG-pitoisuuksia.

Dieselpakokaasut eivät kohottaneet oksidatiivista stressiä


Dieselpakokaasuille altistuneiden työntekijöiden virtsan 8-OHdG-pitoisuuksissa ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa kontrollihenkilöiden pitoisuuksiin verrattuna.

Eroa 8-OHdG-pitoisuuksissa ei myöskään mitattu kesä- ja talvinäytteiden välillä. Talvisin autot joutuvat kylmäkäynnistyksen vuoksi kovemmalle rasitukselle ja pakokaasupäästöjä muodostuu enemmän kuin kesällä.

Toisaalta kontrollihenkilöiden talvinäytteiden 8-OHdG-pitoisuudet olisivat voineet olla pienempiä kuin kesällä, koska talvella ihmiset viettävät suuren osan ajasta sisätiloissa, joten altistuminen pienhiukkasille on vähäistä. Kesällä vietetään aikaa ulkoilmassa, ja sisätilojakin tuuletetaan vähemmän.

Koehenkilöille tehdyn kyselytutkimuksen perusteella ei löytynyt merkittävää korrelaatiota iän, sukupuolen, painon, pituuden, tupakoinnin tai grillatun ruoan syömisen ja virtsan 8-OHdG-pitoisuuksien välillä.

Tutkimuksen mukaan dieselpakokaasuille altistuminen varikko- ja jätteenkäsittelytyössä ei näytä aiheuttavan kohonnutta oksidatiivista stressiä. Helsingin kaupungin bussivarikon työntekijät, jäteautonkuljettajat, Ämmässuon ja YTV:n Kivikon jätehuoltoaseman työntekijät eivät altistu työssään oksidatiivista stressiä aiheuttaville tekijöille enemmän kuin kontrollihenkilöt.

Toimittaja
Leena Huovila

Aineistoa Materials-välilehdellä.

Harri Minna, Svoboda Peter, Mori Toshiaki, Mutanen Pertti, Kasai Hiroshi & Savela Kirsti. Analysis of 8-hydroxyguanosine among workers exposed to diesel particulate exhaust: Comparison with urinary metabolites and PAH air monitoring. Free Radical Research September 2005; 39(9):963–72.

Hanketiedot

  • HakijaHarri Minna
  • Lisätietoja
  • Minna Harri
    030 474 2220
  • Toteutusaika
  • 2005-06-01 00:00:00.0 - 2005-09-01 00:00:00.0
  • Työsuojelurahaston päätös
  • 2005-05-18 00:00:00.0
    4000.0 euroa
  • Kokonaiskustannukset
  • 4000.0 euroa
  • Tulokset valmistuneet 2005-11-25 00:00:00.0

Aiheluokitus