Využití testů genotoxicity pro kontrolu kontaminace zemědělských produktů, potravin a vzorků životního prostředí

ABSTRAKT:

V životním prostředí je přítomno široké spektrum látek, které po interakci s živým systémem vykazují nejrůznější škodlivé účinky. Tyto účinky jsou závislé na fyzikálních a chemických vlastnostech těchto látek. Zájem o biologické účinky látek byl stimulován poznatky z epidemiologických studií o výskytu zvýšených četností změn a poškození zdravotního stavu u určitých skupin lidí (oblast, profese, kouření, životní styl a další). Vzhledem k tomu, že se tato poškození začala dávat do souvislosti s expozicí chemickým látkám, začal vzrůstat zájem o poznání příčinných souvislostí mezi působením určitých chemických látek a změnami na nejrůznějších úrovních organizace živé hmoty (molekulární, buněčné, organismální, populační). Pro poznávání biologických účinků látek bylo vyvinuto velké množství sofistikovaných detekčních systémů, které jsou souhrnně označovány jako biotesty. Jedná se o testovací systémy, kde na základě specifické interakce mezi testovanou látkou či vzorkem a biologickým systémem lze prostřednictvím určitého parametru kvalitativně i kvantitativně hodnotit biologický účinek testované látky či vzorku. Tyto systémy umožňují potom více či méně standardizovaným způsobem hodnotit účinky sledovaných látek a to i s ohledem na různou citlivost živých systémů k jejich působení. Pozitivní látky v těchto systémech vykazují dané účinky a mohou představovat možné zdravotní riziko. Hlavním cílem takového počínání je využití získaných poznatků zejména v ochraně lidského zdraví a to na základě identifikace rizikových faktorů a omezení jejich vlivu na populaci.

Vedle rozvoje studia čistých látek se pozornost začala soustředit i na sledování výskytu látek, které se vyznačují určitými typy biologických účinků a potenciálně mohou vstupovat do organismu (dýchání, požívání kontaminované potravy a vody), v prostředí. Tato oblast se začala rozvíjet v návaznosti na skutečnost, že byly v minulosti do prostředí uvolňovány ve velkém množství látky, u nichž byly až následně zjištěny velice nebezpečné vlastnosti pro lidské zdraví. Velice významnou skupinu znečištění prostředí v tomto směru představují i látky, které nebyly nikdy účelně vyráběny a do prostředí vstupovaly a doposud vstupují jako vedlejší produkty či odpad různých antropogenních činností. Vzhledem k jejich častokrát velice závažným biologickým účinkům se stalo neméně důležité zjistit, zda-li se nachází ve sledovaném prostředí a v jakých koncentracích, s cílem zhodnotit možnou expozici těmto látkám a identifikovat možná rizika.

Pro zjišťování takových látek v prostředí lze využívat dvou různých přístupů. Prvním z nich je chemická analýze s cílem kvalitativně a kvantitativně zhodnotit přítomnost nebezpečných látek. Druhým přístupem je využití biotestů, které umožňují identifikovat přítomnost nebezpečných látek na základě hodnocení jejich biologických účinků. Vzhledem ke skutečnosti, že při hodnocení kontaminace prostředí se ve většině případů setkáváme s velice složitou směsí látek - environmentální směs, není toto hodnocení jednoduché. V převážné řadě případů není z časových, finančních ani technických důvodů možné provést kvantitativní ani kvalitativní analýzu všech přítomných látek. Navíc pro případné hodnocení možných zdravotních rizik chybí údaje o toxických účincích celé řady přítomných látek a ani neexistuje vhodná metoda pro integraci toxicity tak komplexní environmentální směsi, v které jistě hrají významnou roli faktory interakce v biologickém působení látek, jako je aditivita, potenciace či antagonismus. V tomto směru je velmi vhodným přístupem využití biotestů, které umožňují identifikovat a kvantifikovat vybrané toxické parametry takové směsi.

Takto získané údaje lze následně využít pro posouzení přítomnosti určitých látek (v návaznosti na biologické účinky) ve vzorku a tedy i v dané složce prostředí na sledované lokalitě a s tím spojená rizika. Kvantitativní výsledky lze využít pro porovnání různých vzorků a lokalit a dále propojit tato data s výsledky z provedených chemických analýz a tak získat mnohem ucelenější informaci o situaci (Keddy et al., 1995). Výhodou takového využití biotestů je i výběr nejvíce kontaminovaných vzorků, které mohou být dále podrobně chemicky analyzovány, což přináší i velké finanční a časové úspory.

Oblastí, kde využití takových biologických detekčních systémů dosáhlo vysokého stupně rozvoje, je detekce genotoxických látek a jejich účinků. Zájem právě o tento typ účinku souvisí s nebezpečností takových látek a závažností důsledků expozice těmto látkám. V následujícím textu je podrobně pojednáno o problematice genotoxických látek a zejména metodách jejich detekce. V rámci metod je uveden nejen přehled v současnosti používaných metod, ale zejména je shrnuto na základě literární rešerše jejich využití pro detekci genotoxických látek v matricích, jako jsou zemědělské produkty a potraviny a pak dále v ovzduší, půdě a vodě.