Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

From biomonitoring of dioxins from Baltic fish to human populations to epidemiology, risk assessment and risk management Jouni Tuomisto, THL.

Similar presentations


Presentation on theme: "From biomonitoring of dioxins from Baltic fish to human populations to epidemiology, risk assessment and risk management Jouni Tuomisto, THL."— Presentation transcript:

1 From biomonitoring of dioxins from Baltic fish to human populations to epidemiology, risk assessment and risk management Jouni Tuomisto, THL

2 Outline Why do we care about dioxins? A public health approach on dioxins in fish –Biomonitoring in fish –Biomonitoring in humans –Epidemiology in humans A vulnerable group approach –Health data from animals and humans A food and feed monitoring approach Biomonitoring (in this presentation): measuring pollutants from human, animal or food samples.

3 What are dioxins? A group of persistent, fat soluble, organic compounds with 4-8 chlorines. Dioxins stimulate AH receptor and lead to many physiological and toxic endpoints, e.g. CYP1A1 induction, reproductive effects,... Dioxins accumulate in the environment, e.g. in fish and milk.

4 Dirty dozen (Stockholm Convention on Persisten Organic Pollutants 2001) AldrinChlordaneDieldrinEndrinHeptachlorHexachloro benzene MirexToxaphenePCBsDDTDioxinsFurans

5 Baltic fish is the major dioxin source in Finland. Is Baltic fish a public health hazard?

6 PCDD/F concentrations in Finnish fish Salmon Baltic herring Whitefish Sprat Perch Flounder Pike perch Pike Burbot Farmed whitefish Farmed char Bream Vendace Whitefish Pike perch Perch Pike Burbot EU limit value

7 PCDD/F concentration by age in Finland. Tuomisto JT et al. 2004

8 Decrease of PCDD/Fs in breast milk Vartiainen et al.

9 What is the right health metric? BAU Restrict fish use If risk managers assume responsibility of total health effect of salmon consumption If risk managers care only for cancer due to pollutants Tuomisto JT et al

10 Odds ratios of STS by PCDD/F concentration (95 % CI). Tuomisto JT et al. 2004

11 Comparison of WHO PCDD/F -TEqs between fishermen and average population in Finland Kiviranta et al. 2002, Tuomisto JT et al. 2004

12 The Fishermen study: mortality reduced despite double dioxin intake Turunen AW et al: Int J Epidemiol. 2008;37:1008

13 Is Baltic fish a public health hazard? Conclusion 1. –No. In general, the (cardiovascular) health benefits of even the most polluted Baltic herring and salmon far outweight the risks. But… –Did we ask the right question?

14 Are there vulnerable groups that we should be especially worried about?

15 In utero / Lactational TCDD Exposure Effects on Molar Development in rats M1 M2 M3 M1 M2 ControlTCDD Kattainen, H. et al., 2001

16 The enamel in the tooth 6 is deformed. Due to dioxin exposure during pregnancy and the first year of life. Increases the risk of caries. Alaluusua et al Dioxin causes tooth defects

17 Tooth defects of dioxins

18 Are there vulnerable groups that we should be especially worried about? Conlusion 2 –Yes. Pregnant and nursing women may expose their children to relatively high amounts of dioxin and cause tooth defects. –Currently, there is a safety margin, but it is small. –This has had an impact on fish recommendations. So, how should we manage this risk?

19 Should we withdraw all food items going beyond the EU limits?

20 Withdrawals of food items due to high dioxin levels in the EU Citrus pulp from Brazil used in animal feed, 1998 –Cause: contaminated lime in food processing Belgian chicken incident, 1999 –Cause: someone dumped PCB oil to used food oil Mozzarella incident in Italy, 2008 Pork dioxin crisis in Ireland, 2008 Animal feed producer Harles & Jentzsch, Germany 2011

21 Accumulation over months Example Belgian chicken crisis, 1999.

22 Should we withdraw all food items going beyond the EU limits? Conclusion 3 –EU dioxin directive has created an automatic food crisis generator with little benefit to infants, the risk group. Overall conclusion: –Biomonitoring is useful in understanding exposure levels and pathways. –With the same data, different questions will lead to different risk management. The presentation:

23

24 Conclusions Measurements are needed to learn about the pathways in the environment, accumulation, and intakes in humans. Some policy recommendations can already be given with a limited data. Some other recommendations are much less obvious and require thorough discussions between scientists and policy-makers –We should aim at shared understanding.

25 Accumulation over decades Example during Belgian chicken crisis

26 Emissions to air (UK time trends)

27 PCDD/F deposition (German time trends) Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie

28 PCDD/F and PCB in breast milk in various countries (2002, mind timing!) Leeuwen & Malisch 2002, Chao et al., 2004, Focant et al., 2002

29 Profiles of PCDD/F-TEq: you are what you eat Kiviranta et al. 2002

30 Maternal Fat PCDD/F Concentrations vs. Tooth Defects in Rat and in Man

31

32 Releases of PCDD/F to air in Sweden g/year as TEq Selected sources Notes Metal industries Cement industries Pulp and paper ind.11.2 Water (1993), <0.1 (2004) Fossil-fuel boilers0.7-3<4 Small-scale wood b <14 Waste incineration31.1 Landfill fires

33 Breast milk PCDD/F (diamonds) and PCB (squares) Kiviranta 2005 Sweden Germany

34

35 Kalan edut ja riskit Edut Ravitsemuksellinen arvo (mm. valkuaisaineet) Tietyt vitamiinit (esim. D) ja mineraalit (esim. Se) Edulliset rasvahapot (omega-3): sydänriskit , raskauden riskit  Korvaa kovia rasvoja Riskit Mikrobiologiset ongelmat Toksiinit (esim. botulismi, eräät levätoksiinit) Kemialliset riskit (esim. Hg, As, PCB, PCDD/F, organoklooripestisidit)

36 EU-komissio Maksimipitoisuudet Kala: 4 ng/kg (pg/g) PCDD/F tuorepainossa, lähiaikoina PCB-yhdisteet mukaan “does not necessarily mean that there is an appreciable risk to the health of individuals, because the tolerable weekly intake includes a safety factor … however … leads to erosion of the protection embedded in the safety factor” Suomi ja Ruotsi: poikkeus vuoteen 2006, velvoite hankkia lisätietoja ja informoida väestöä

37 Uusia ajatuksia? Vuosia haettu AH-reseptorin fysiologista (”normaa- lia”) tehtävää (mm. kasvun ja kehityksen säätelijä??) Yksi ilmeinen tehtävä kuitenkin juuri vierasaineiden pilkkomisen kiihdyttäminen, myrkylliset aineet hoidetaan pois elimistöstä Siten pieni AH-reseptorin aktivaatio hyödyllinen, ei haitallinen Vuosia kiistelty dioksiinien syöpää aiheuttavista ominaisuuksista Eläinkokeissa selvä, suurten työaltistusten jälkeen todennäköinen mutta ei kovin vahva syöpäriski

38 AH-reseptorin ”luonnollinen” aktivaatio Monet kasvien aineet (erityisesti kaalikasvien mutta myös muiden vihannesten ja hedelmien flavonoidit ja muut aineet) stimuloivat AH-reseptoria Hedelmät ja vihannekset erityisen terveellisiä ja syynä nähty mm. juuri nämä flavonoidit, jopa kokeita menossa niiden syöpää estävästä vaikutuksesta Onko siis myös pieni määrä dioksiinia hyödyllinen eikä haitallinen, kun se stimuloi elimistön hävittämään vierasaineita?? Ainakin kyseenalaistaa dioksiinien pienen annoksen syöpävaarallisuuden

39 Uusi dioksiini-rehuepisodi Saksassa Muistuttaa Belgian rehuskandaalia 1999 Rehuöljyihin joutunut teknistä öljyä Rehussa 1,1-1,5 pg/g (EU maksimiraja 0,75 pg/g) Pitoisuudet joidenkin tilojen kananmunissa enintään 4-5-kertaisia sallittuihin rajoihin (3 pg/g) verrattuna, kananlihassa enintään 2-3-kertaisia Sianlihassa muutama näyte 1-1,5 pg/g (raja 1,0) Pitoisuudet noin sadasosa Belgiassa 1999 tavatuista pitoisuuksista Ylinopeus kaupungissa 60 km/h vai 180 km/h?

40 Dioksiineja löytyi ensin kanoista ja kananmunista, sittemmin myös sianlihasta Kuva Der Spiegel

41 Harles & Jentzsch rehurasvan kierrätysyhtiö lähellä Hampuria on keskipisteessä Kuva Der Spiegel

42 Elintarvikkeet pidettävä erossa teknisistä kemikaaleista Harles& Jentzschissä teknisiä rasvoja tullut rehurasvojen sekaan Eräissä varastoissa sekä rehurasvoja että teknisiä rasvoja. Sekaannus? Petrotec Biodiesel valmistaa jäterasvoista biodieseliä, aluksi väitti, ettei toimita rehutehtaille, on toimittanut kolmannen osapuolen kautta Epäselvää, mistä dioksiini tullut, ilmeisesti ei ainakaan syntynyt Petrotecin prosesseissa Herättää kysymyksiä sekakäsittelystä. Biodiesel? Huoltoasemat? Kemikaalit ruokakaupassa?

43 Riskikeskustelu Saksassa vanhahtavaa Puhutaan dioksiinien aiheuttamasta syöpäriskistä Sekä media että viranomaiset vähän perässä: jo 1998 WHO:n asiantuntijaryhmä arvioi, että syöpäriski ei ole dioksiinien olennaisin riski Olennainen on kehityshäiriöriski, sekä raskauden aika että imetyksen aika tärkeitä Syytä valvoa äitien ja tulevien äitien pitoisuuksia, sen määrää heidän koko siihenastinen altistumisensa Nykytaustapitoisuuksilla kuitenkin riski vähäinen, jos valvonta kunnossa ja episodit havaitaan ajoissa

44 Kalan edut ja riskit Edut Ravitsemuksellinen arvo (mm. valkuaisaineet) Tietyt vitamiinit (esim. D) ja mineraalit (esim. Se) Edulliset rasvahapot (omega-3): sydänriskit , kehitys, raskauden riskit  Korvaa kovia rasvoja Riskit Mikrobiologiset ongelmat Toksiinit (esim. botulismi, eräät levätoksiinit) Kemialliset riskit (esim. Hg, As, PCB, PCDD/F, organoklooripestisidit)

45 Kalan ja kalaöljyjen käyttö ja sydän- kuolleisuus Mozaffarian and Rimm, JAMA 2006

46 Kalastajatutkimus (Turunen ym. 2008) 6410 kalastajaa, 4260 puolisoa Kalan käyttö runsaampaa kuin perusväestöllä, sekä hyödylliset rasvahapot että dioksiinit kohonneet Kokonaiskuolleisuus pienempi kuin perusväestöllä –Kalastajat 78% –Vaimot 84% Sydänkuolleisuus vähäisempi –Kalastajat 73% –Vaimot 65% Kalastajilla myös aivoinfarktien ja syövän määrät vähentyneet

47 Maternal Fat PCDD/F Concentrations vs. Tooth Defects in Rat and in Man Concentration (pg I-TEQ/g fat) Frequency and severity of mineralization defects (Alaluusua et al., 1996) Smaller molars and retarded eruption Rat Human 0.03 µg/kg 0.05, 0.20, 0.80, 1.0 µg/kg, (Hurst et al., 2001) 1.0 µg/kg Missing molars

48 Uutta kalasta ja hermoston kehityksestä Dioksiineihin liittyy kehityshäiriöiden riski, mutta: Monityydyttymättömät rasvahapot (EPA, DHA, etenkin DHA) välttämättömiä hermoston kehitykselle Raskauden aikana ja äidinmaidosta; riippuu suurelta osin äidin kalan käytöstä Vakavassa puutostilassa mm. huono näkökyky lapsen tutkimus (Hibbeln 2007) osoitti alle 340 g kalan viikkosaannin liittyvän heikompaan hermoston kehitykseen kuin yli 340 g (mm. IQ)

49 H/W vs. L-E rats

50 Lethal Dose in Different Species Single-dose LD 50 (μg/ kg body wt) Guinea pig 2 Rat Rh. Monkey ~ 70 Rabbit 115 Mouse Dog > 300 Bullfrog > 500 Hamster ~ 3,000 Han/Wistar(Kuopio) rat > 10,000 Which of these lab species best predicts human susceptibility to lethality from dioxins ??

51 Efficacy rather than potency Simanainen et al. 2003

52 PCDDs, PCDFs, DL-PCBs 75 PCDDs 135 PCDFs 209 PCBs, 4 non-ortho, 10 mono-ortho (DL)


Download ppt "From biomonitoring of dioxins from Baltic fish to human populations to epidemiology, risk assessment and risk management Jouni Tuomisto, THL."

Similar presentations


Ads by Google