英语原文共 5 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

饮用水中硝酸盐污染:人体遗传毒性风险评价

著者：Jos C. S. Kleinjans,* Harma J. Albering,* Anita Marx,* Jan M. S. van Maanen,* Ben van Agen,* Foppe ten Hoor, * Gerard M. H. Swaen,t and Paul L. J. M. Mertens

饮用水中的硝酸盐污染意味着人类由于来自硝酸盐产生的致癌n化合物的内源性形成具有遗传毒性风险。到目前为止,流行病学研究表明,关于饮用水硝酸盐含量与胃癌发病率之间的相互矛盾的结果,这种不确定性与正常饮用水中硝酸盐含量的稳定水平有关。为了应用遗传标记分析来改善饮用水硝酸盐污染风险评估的基础,本研究评估了低、中、高饮用水硝酸盐水平暴露于人群中的外周血淋巴细胞染色体损伤,后者存在于私人水井中。结果表明,饮用水中硝酸盐污染引起的硝酸盐氮负荷增加,被24小时尿硝酸盐排泄的女性志愿者所监测。

这似乎与外周淋巴细胞姐妹染色单体交换频率无关。

导言

进入公共场所的有毒化学物质可能会给人类健康带来直接风险。在大多数欧洲国家,河流和地下水中的硝酸盐含量在过去十年中逐渐增加,主要是由于大规模农业应用粪肥和化肥,从而威胁到饮用水的质量( 1)。世界卫生组织(世卫组织)和欧洲经济共同体(欧共体)关于饮用水质量的准则分别表明,最大限度容许硝酸盐浓度为44.3和50.0毫克/升,国际未来的情况预测,这些标准将在高发生率上被超过。

2000年( 1 , 2)。世卫组织联合专家委员会基于在许多实验动物中观察到的无效果水平以及在对硝酸盐衍生的亚硝酸盐诱导高铁血红蛋白血症的人类研究中，将硝酸盐的可接受的每日摄入量设定为5mg / kg体重; 3-5kg体重的奶瓶喂养婴儿被认为代表产生的高风险的群体亚单位

( 1,3)。

*生物卫生科学研究所,林堡大学,荷兰马斯特里赫特,6200。

职业和环境卫生和毒理学司,

林堡大学,马斯特里赫特, 6200,荷兰。

荷兰公共卫生区域办事处,荷兰鲁尔蒙德6040。

地址重印请求到j.c.s.克莱因章斯,生物卫生科学系,林堡大学,马斯特里赫特,荷兰。

内源性亚硝化对亚硝酸根的影响

致癌n化合物的形成可能导致可能与增加硝酸盐摄入量有关的第二健康风险( 5)。在胃肠吸收和食物中的硝酸盐的再循环之后,通过细菌活性减少到口腔中的亚硝酸盐,并且致癌的n化合物随后可以在胃中合成,摄取亚硝酸盐和二次也存在于食物中。然而,流行病学研究提供了相互矛盾的证据支持这一假设:逆或缺失的关联( 6 )和正相关( 9,11 ) ,后者表明胃癌风险在硝酸盐饮用水中的增加20到30毫克/升( 11,13)。世卫组织的结论是,没有提供确凿的流行病学证据,使胃癌发病率上升到饮用水中硝酸盐含量高。然而,据指出,现有数据不足。环境与环境关系的争论鉴于饮用水供应的硝酸盐含量稳步上升,硝酸盐负担和致癌风险可能再次相关,特别是因为计算得出,在硝酸盐浓度为50毫克/升的情况下,饮用水的消耗量大大增加。有助于全面摄入硝酸盐( 15)。

在荷兰,在林堡,由于土壤施肥造成的地下水主要来自动物,因此饮用水的质量受到了硝酸盐污染的威胁。在一项试验研究中,已经要求用硝酸盐-游离水稀释,以防止超过50毫克/升的硝酸盐含量,我们将林堡地区的胃癌死亡率与相应的硝酸盐水平相关,从而也使用关于食管和膀胱的数据,因为致癌的含氮化合物显示出与仅胃( 16)有关的各种其他目标的明显有机作用。没有发现重要的联系,部分原因是统计能力不可避免。鉴于建议将经验证的生物标记应用于环境卫生领域研究,以应对癌症流行病学的这些方法局限性( 17 ),我们随后审议了关于通过饮用水摄取硝酸盐致癌风险的生物效应参数的评价。因此,本研究的目的是评价生活在不同饮用水硝酸盐污染水平地区的人的硝酸盐摄入量与癌症风险的基因毒理学事件指示性的关系。

材料和方法

三个试验种群日益面临硝酸盐摄入的风险

确定了饮用水。来自两个具有正常饮用水供应的城市的家庭主妇代表暴露于0.13毫克/升饮用水的'低'风险组和暴露于硝酸盐含量32.0毫克/升的'中等'风险组,并自愿参加知情同意。参与者没有疾病,没有职业暴露,没有使用药物,没有怀孕,通过选择生活在同一类型的政府补贴住房的家庭,对社会经济地位进行了标准化。此外,他们单独匹配年龄(低风险组的平均年龄为33岁,中等风险亚组的平均年龄为33岁) ,吸烟行为(平均吸烟年为13.2比14.9 ) ,以及周期( 14.7和18.1 12.1)。受试者同意回答关于食物消费和生活方式习惯的问卷,并捐献唾液、24小时尿和静脉血样本。作为饮用水中硝酸盐摄入高风险的分组,接触了使用私人井进行饮用水供应的女性受试者;我们实验室对这些水进行了验证,以控制硝酸盐含量,从56.0到311.0毫克/升(平均133.5毫克/升),至少在过去两年。低、中风险的两组均由30人组成。由于受污染的私人饮用水井的发生率有限,高危人群仅限于18名女性,她们往往年龄较大(平均为40岁),因此不能单独与低接触组的人匹配。1989年5月、6月和8月期间,上午9:00至中午12:00期间发生抽样调查

要求受试者在样品采集之前不要食用食物。急性生产的唾液样本和24小时的尿液样本按建议( 18)处理,储存在冰上。在肝素化管中收集了5毫升静脉血样。所有样品尽快运到实验室(一般在1至2小时)。

问卷调查了人们知道的生活方式因素,这些因素是混淆姐妹染色单体交换( SCE)频率、食物的频率和消费量,分为三大类:饮酒和不含酒精的饮料,并特别注意消费。咖啡、茶、啤酒、牛奶和自来水的比率;摄取通常已知含有高浓度亚硝酸盐和硝酸盐的土豆、水果和蔬菜;食用面包、三明治、奶酪和三明治肉也因为它们的高硝酸盐含量而闻名。根据这些食物查询数据,并结合各国家研究机构(国家公共卫生和环境保护研究所)分别测定城市饮用水供应或私人水井中的硝酸盐浓度,以及荷兰食品中的硝酸盐含量,比尔;毒理学和营养研究所,泽斯特;等等)。唾液中亚硝酸盐含量的分析样品在含有0.5的离心管中收集,在氮气中作为防腐剂和运输到实验室,储存在4摄氏度中。在分析之前,添加0.1毫升1米硫酸锌,加入2毫升唾液,放置在冰上15分钟。随后将混合物离心10 min,在3000g。用标准化比色法( IOS法没有)测定亚硝酸盐含量( 18)。

为了测定尿中的浓度,在24小时尿样中添加了7.5克氢氧化钠 ,在分析之前,将硫酸锌( 2 m )添加到10毫升或尿液中,并允许混合物在冰上放置15分钟,用3000g离心10min。采用硝酸还原酶分光光度法对硝酸根进行了50ml样品分析。

( 20)。由于其他化合物的干扰,用高效液相色谱法或唾液中的硝酸盐浓度测定唾液中的硝酸盐含量似乎是不可能的。尿液中的硝酸盐浓度与每天排出的尿液量相乘,计算出24小时的硝酸盐排泄。通过对静脉穿刺采集的外周血淋巴细胞染色体损伤的检测,对三个试验种群的遗传风险进行了评价,并应用SCE试验,证明该方法是一种可靠的人体基因毒理学检测工具( 21)。SCE频率评估方法已有前面描述( 22)。本质上,用含有10%胎牛血清的5ml 1640培养基培养72小时的全血,含125mu;g/ml青霉素、125 tg/ml链霉素、5mm谷酰胺和50 U/ml,以刺激细胞生长。在24小时PHA孵育后,在最终浓度58ml的淋巴细胞培养物中加入5溴代脱氧( BrdU)。72小时培养后,用秋水仙胺( 0.2mu;g/ml)处理中期,用低渗科处理诱导细胞裂解2小时,用33258赫斯特制备淋巴细胞SCE玻片,染色。吉耶姆萨技术，每个个体,两个淋巴细胞培养,每细胞培养,分析至少10个中期(每个个体20个中期),最少有40条染色体。数字在46条染色体上进行归一化处理,平均作为每个细胞的姐妹染色单体数目。两个独立的观察者对幻灯片进行了编码和分析。

通过方差分析,统计评价了几个群体在喝下去水和食物摄入硝酸盐和排泄硝酸盐方面的差异。通过施图登特值的学生t检验,分析了两个亚组差异的统计学意义。应用线性和多元回归分析评价各种效应参数之间的可靠性。利用优势比分析研究了特定人群中SCE发生率的增高与总体人口比较。通过方差分析(不平衡设计),评价了SCE频率与各种硝酸盐暴露水平和吸烟行为的关系。

结果:

图1显示了暴露人群的总体硝酸盐身体负担,计算为摄入饮用水的硝酸盐(图)。1 a)和外来物(图。( 1b ),与24小时尿中硝酸盐排泄有关(图1 c)。一个分析表明,在不同的硝酸盐暴露水平下,各组的饮用水摄入硝酸盐剂量差异显著( p = 0.0001)。计算的食物消耗量的硝酸盐剂量在三个种群之间没有差异( p = 0.394)。各饮用水源中硝酸盐含量分别为 6.01 plusmn; 2.41 pg/ml, 5.41 plusmn; 1.14 ,g/ml, and 23.39 plusmn; 8.18 tzg/ml中,高硝酸盐浓度。24小时的尿排泄量相应增加了硝酸盐摄入量的风险(意义的方差分析水平),因此似乎能够可靠地反映日常生活中的硝酸盐消耗。通过回归分析证实了这一点,适用于受试者总数( n = 78 ),不受吸烟者和不吸烟者的歧视,因为这表明每24小时尿硝酸(图)。2 )以及个体唾液硝酸盐浓度(未显示)显著(尿, r = 0.23 , p lt; 0.05 ;唾液, r = 0.25 , p lt; 0.05)与从报告的饮用水中计算的硝酸盐剂量相关。

表1显示了饮用水中低、中、高硝酸盐含量的受试者外周血淋巴细胞SCE频率。说明增加体内硝酸盐负荷不影响总人口淋巴细胞SCE频率。与外周血淋巴细胞SCE频率的交互作用发生在硝酸盐暴露与吸烟行为之间。几率比分析表明,在饮用水中硝酸盐含量较高的人群中,外围淋巴细胞SCE发生率的风险也不增加。表1还表明,吸烟引起外周血淋巴细胞染色体损伤:与非吸烟者相比, SCE频率显著升高,而在中等和高风险人群中,硝酸盐摄入量增加。此外,学生的t检验分析表明,具有吸烟历史习惯的不吸烟者的淋巴细胞SCE频率高于无吸烟史的受试者:非吸烟者平均SCE频率为7.3分数/细胞( n)与吸烟史的非吸烟者的SCE频率分别为7.2。这是通过几率分析证实的.

关系频率与硝酸盐暴露水平和吸烟的关系

用两种方差分析(不平衡设计)评价:硝酸盐暴露的效果无统计学意义( p = 0.774 ) ;吸烟的影响显著( p = 0.0003 ) ;硝酸与吸烟发生显著的交互作用。

括号中的数字是科目的数目。

*吸烟与非吸烟者之间的显著差异lt; 0.05,学生对未配对值的t检验。

图3显示了与24小时尿硝酸盐排泄有关的单个SCE频率,并显示了与负相关的统计趋势。多因素回归分析评价对外周血淋巴细胞SCE频率、吸烟量(每日吸烟次数、香烟年数)、年龄、使用口服避孕药的可能贡献表明,每天吸烟量显著(beta;= 0.14)与淋巴细胞频率有关。因此得出结论,由于饮用水供水硝酸盐污染引起的人体硝酸盐负荷增加,不存在外周血淋巴细胞SCE频率监测的遗传毒性风险。

讨论

文献报道的关于身体硝酸盐负荷的数据往往相差很大。报告的唾液浓度范围从 7 to 62 sg/ml(7,23,24) ,而24小时尿硝酸盐排泄的水平从大约50毫克/天不等( 25,26)。此外,评价身体硝酸盐负荷与一般环境中硝酸盐接触的关系产生了相互矛盾的结果( 7,26)。本研究报告的唾液浓度和24小时尿排泄物在这一广泛范围内,但进一步表明,身体硝酸盐水平与口服剂量之间的不同关系,从饮用取水计算,可能表明一个内源性稳态在硝酸盐动力学。

在这些层面上,应期望从硝酸盐-衍生的亚硝酸盐中生成致癌的n化合物。在人类,内源性亚硝化被观察到在较高的口服硝酸盐剂量( gt; 260毫克/天)下急剧增加,但也被证明在正常的饮食硝酸盐摄入( 27)。本研究的食物查询数据表明,在调查的低、中、高风险人群中,硝酸盐消耗量增加30、33和61%,超过此硝酸盐阈值剂量gt;260毫克/天。然而,鉴于1dw硝酸盐接触风险的受试者报告的日均日均硝酸盐消费量为209.7plusmn;89.5毫克/日,这大大高于先前公布的关于总膳食硝酸盐摄入量的数据,因此可能有可能报告含有硝酸盐的食物消费量。尽管存在这种可能的偏差,但可能仍然假定这些主体的内源性亚硝化确实发生,因为摄入硝酸含量约为50毫克/升的饮用水和更高的硝酸盐含量最近被证明与增加接触内源性产生的n化合物( 28)有关。在这方面,应当指出,一般的遗传毒性风险的评价不能仅仅基于外周淋巴细胞SCE频率测定,而是根据建议( 21 ),应当对其他细胞遗传学终点参数进行分析,例如HGPRT位点突变或微核形成。

尽管在本研究中观察到的24小时尿硝酸盐排泄与外周血淋巴细胞SCE频率之间的呈负相关关系,但考虑到以前的流行病学结果表明估计的硝酸盐消耗与胃癌死亡率呈负相关( 7-9)。我们在标准化死亡率分析的基础上,对林堡地区11个市的试点进行了流行病学调查,结果表明,定期饮用水硝酸盐浓度与胃癌发生的关系呈反向关系。然而,内源性硝酸盐负荷与淋巴细胞染色体损伤之间的负关系不应被解释为硝酸盐消费量引起的保护机制的指示,因为没有关于硝酸盐的抗诱变剂的或抗癌效应的数据( 8)。

最近的调查表明,亚硝酸盐在实验室啮齿类动物( 29 )具有遗传毒性潜力,尽管在大鼠( 30)没有致癌迹象。领导等人( 7 )结论:唾液亚硝酸盐含量为1.18 ~ 2.85毫克每毫升,研究表明,与胃癌发病无关。本研究观察到的个体唾液亚硝酸盐水平与外周血淋巴细胞SCE频率无显著相关性,说明这些内源性水平无亚硝酸盐的遗传毒性潜力。

总之,饮用水中的硝酸盐污染导致暴露人体的硝酸盐负担加重。这可能与不超过世界卫生组织指南的饮用水硝酸盐水平的遗传毒性风险无关( 5 ),正如周围淋巴细胞染色

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[137523]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word