Ο προσδιορισμός της εξωκυτταρικής υπεροξειδάσης της γλουταθειώνης στα ούρα: συσχέτιση με την τοξική νεφρική βλάβη μετά από έκθεση στο τριχλωροαιθυλένιο

Abstract

Trichloroethylene (TCE) is a systemically used industrial organic solvent and considers a significant environmental pollutant. The solvent is absorbed by the lungs, skin, and gastrointestinal tract of the exposed workers. Nephrotoxicity of TCE (mainly kidney tubular damage) has been clearly documented not only in experiments (in vitro and in vivo) but also in humans by means of occupational epidemiological studies. Furthermore, the acute nephrotoxicity of TCE in humans has been extensively studied. However, there is no precise documentation of the TCE nephrotoxicity after chronic occupational exposure, especially at lower than the permitted exposure limit values. This fact results in the need to find specific diagnostic indicators in order to detect TCE renal damage accurately, preferably at a subclinical stage.The extracellular glutathione peroxidase (eGPx) belongs to the family of selenium-dependent enzymes GPx. It has been isolated in human plasma and its main source is kidney (proximal tubule’s cells). It participates in an antioxidant mechanism that protects kidney tissue from the destructive oxidative stress, as that of TCE.The use of serum eGPx as an indicator of renal impairment in AKI/CKD patients, hemodialysis patients and kidney transplant recipients has been already demonstrated. However, there is insufficient information about eGPx as an early marker of kidney damage in chronically exposed employees especially at TCE concentrations lower than the permitted limit values.The purpose of the study was to estimate the TCE exposure of employees in selected workplaces, investigate the early kidney damage of these workers in relation to their exposure to TCE (in present and in the past), determine levels of serum and urine eGPx and find the correlation of these levels with TCE exposure and early renal impairment.

Το Τριχλωροαιθυλένιο (TCE) είναι ένας συστηματικά και ευρέως χρησιμοποιούμενος βιομηχανικός οργανικός διαλύτης. Θεωρείται σημαντικός περιβαλλοντικός ρύπος. Κατά την έκθεση του ανθρώπου το TCE απορροφάται από τους πνεύμονες, το δέρμα και το πεπτικό σύστημα. H νεφροτοξικότητα του TCE (κυρίως σωληναριακή βλάβη) έχει τεκμηριωθεί πειραματικά (in vitro και in vivo) και σε επιδημιολογικές μελέτες επαγγελματικής έκθεσης. Είναι επίσης γνωστή η νεφροτοξικότητα του TCE σε οξεία έκθεση. Αντίθετα, δεν υπάρχει εκτεταμένη μεθοδολογική τεκμηρίωση για την πρώιμη ανίχνευση της νεφροτοξικής επίδρασης του TCE στον άνθρωπο μετά από χρόνια επαγγελματική έκθεση, ιδίως σε συγκεντρώσεις μικρότερες από τις οριακές τιμές έκθεσης. Αυτό το γεγονός καταδεικνύει την ανάγκη αναζήτησης ειδικών διαγνωστικών δεικτών για τον ακριβή προσδιορισμό της νεφρικής βλάβης, εάν είναι δυνατό, σε υποκλινικό στάδιο. Η εξωκυττάρια υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (eGPx) ανήκει στην οικογένεια των σεληνιοεξαρτώμενων ενζύμων υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (GPx). Ανιχνεύεται στο ανθρώπινο πλάσμα και η κύρια θέση παραγωγής της είναι ο νεφρός (εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο). Εκτιμάται ότι συμμετέχει σε αντιοξειδωτικό μηχανισμό, που προστατεύει τον νεφρικό ιστό από το οξειδωτικό στρες και τις τοξικές επιδράσεις ειδικά του TCE. Η διεθνής βιβλιογραφία καταδεικνύει την χρήση της eGPx ορού ως δείκτη εκτίμησης της νεφρικής βλάβης σε νεφροπαθείς (ΧΝΝ), αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς και μεταμοσχευθέντες με μόσχευμα νεφρού.. Δεν υπάρχουν όμως επαρκή βιβλιογραφικά στοιχεία για τη χρήση του ενζύμου ως δείκτη έγκαιρης διάγνωσης της νεφρικής βλάβης σε άτομα με χρόνια επαγγελματική έκθεση στο TCE σε συγκεντρώσεις μικρότερες από τις οριακές τιμές.Σκοπός της ερευνητικής εργασίας ήταν η μέτρηση της συγκέντρωσης του διαλύτη TCE σε επιλεγμένους χώρους εργασίας, η αξιολόγηση της έκθεσης των υπό διερεύνηση εργαζομένων, η διερεύνηση της νεφρικής βλάβης αυτών των εργαζομένων σε σχέση με την έκθεσή τους στο TCE (στον παρόντα χρόνο και στο παρελθόν), ο προσδιορισμός του ενζύμου eGPx στον ορό και στα ούρα των εργαζομένων και η συσχέτιση των επιπέδων eGPx με την έκθεση σε TCE και την νεφρική βλάβη.Στην ερευνητική εργασία συμμετείχαν συνολικά 78 άρρενες εργαζόμενοι κατανεμημένοι σε ομάδες ανά χώρο εργασίας με βάση την έκθεσή τους στο TCE. Η σύγκριση έγινε με ομάδα μη εκτεθειμένων μαρτύρων (διοικητικό προσωπικό επιχείρησης). Η δειγματοληψία και μέτρηση TCE στο εργασιακό περιβάλλον έγινε με αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας (GC-MS). Η eGPx στον ορό προσδιορίσθηκε με ανοσοενζυμομετρική μέθοδο, στην οποία χρησιμοποιήθηκε ELISA-kit της Εταιρείας Calbiochem και στα ούρα η eGPx προσδιορίστηκε με κατάλληλα τροποποιημένο πρωτόκολλο ώστε να είναι εφικτή η αξιόπιστη μέτρηση του ενζύμου στο συγκεκριμένο είδος βιολογικού δείγματος. Επίσης μελετήθηκαν και επτά ευαίσθητοι δείκτες νεφρικής βλάβης (CysC, NGAL, A1-μικροσφαιρίνη, Β2-μικροσφαιρίνη, IgG, ελαφρές κ, λ άλυσοι, αλβουμίνη).Oι εκτεθειμένοι σε TCE στον παρόντα χρόνο εργαζόμενοι εμφάνιζαν αυξημένη συγκέντρωση eGPx στο αίμα και τα ούρα σε σχέση με τους εκτεθειμένους στο διαλύτη σε παρελθόντα χρόνο και με το μη εκτεθειμένο προσωπικό. Επιπλέον διαπιστώθηκε ότι μεμονωμένοι εργαζόμενοι εκτεθειμένοι σε παρόντα χρόνο εμφάνισαν στα ούρα αυξημένη ανοσοσφαιρίνη IgG και αλβουμίνη. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι στους εκτεθειμένους σε παρόντα χρόνο εργαζόμενους υπάρχει νεφρική σωληναριακή βλάβη. Επίσης θέτουν την υποψία ότι σε μεμονωμένες περιπτώσεις η επαγγελματική έκθεση σε TCE προκαλεί μια ήπια σπειραματική βλάβη, γεγονός που μένει ακόμη να μελετηθεί.Επομένως θα πρέπει να πραγματοποιηθούν και να εντατικοποιηθούν μελέτες σε μεγαλύτερους πληθυσμούς εργαζομένων ώστε να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα σχετικά με την χρήση του ενζύμου eGPx ως ευαίσθητου νεφρικού βιολογικού δείκτη στην χρόνια επαγγελματική έκθεση στο διαλύτη TCE.