Bakgrund och metoder

Inom 2008 års screeningprogram beslutades att metaboliter samt metaller skulle mätas i urin. Orsakerna till att fokusera på metaboliter var:

Att många ämnen metaboliseras så snabbt att det är lättare att påvisa metaboliten än modersubstansen

Att metabolitförekomst i urin reflekterar en faktisk exponering till skillnad mot en beräknad exponering

Att risken för extern kontaminering av prover vid provtagning och analys minimeras när metaboliter mäts

Att metaboliter i vissa fall är mer toxiska än sina modersubstanser

Att hälsorelaterade övervakningsprogram i länder som Tyskland, USA och Holland till stor del fokuserat på mätningar av metaboliter i urin.

Att metaboliter relaterar till exponering på cellulär nivå eftersom ämnen måste tas upp i celler för att genomgå metaboliska processer

För att täcka in olika typer av föroreningskällor och exponeringsvägar valdes följande ämnesgrupper ut:

Ftalater där källan ofta är plastprodukter (10 metaboliter)

Polycykliska aromatiska kolväten (PAH) som mestadels härrör från förbränningsprocesser och där exponering ofta sker via inandning men även via kosten (15 metabolites)

Organofosforbaserade pesticider (OP pesticider) där exponerings mestadels sker vid intag av föda (6 metaboliter)

Metaller som reflekterar en lång rad olika källor och exponeringsvägar (Al, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn, As).

Utöver direkta mätningar av kemikalier i urin genomfördes också effektbaserade mätningar. Eftersom ett flertal av ftalaterna och OP pesticiderna samt benzo(a)pyren (en PAH) är klassade som potentiellt endokrinstörande valdes ett in vitro test för endokrinstörande effekter (Yeast Estrogen Assay, YES)

Urininsamlingen genomfördes inom ramen för naturvårdsverkets hälsorelaterade miljöövervakningsprogram (HÄMI), i vilket ingår ett provtagningsprogram för kadmium i kvinnors urin, som genomfördes vid institutet för miljömedicin vid Karolinska Institutet (ansvarig Marika Berglund). Ett antal kvinnor som ingick i kadmiumstudien (totalt 200 kvinnor) valdes slumpmässigt ut och tillfrågades om de ville delta i föreliggande studie. Deltagande kvinnor (20 stycken från Stockholmsområdet i åldern 20 – 29 och 50 – 59 år) fick svara på ett antal frågor som relaterade till potentiell exponering för olika typer av källor. Frågorna innefattade information om ålder och vikt, typ av boende, källa till dricksvatten, kostvanor etc.

Syftet med förekommande undersökning var att:

Att jämföra halter i urin med referenskoncentrationer från andra länder

Att utvärdera samvariationen i urinhalter inom ämnesgrupper och mellan ämnesgrupper

Få en indikation på exponeringsnivåerna hos kvinnor i Sverige för några viktiga föroreningsgrupper

Att få en indikation på om halter av potentiellt endokrinstörande ämnen kunde kopplas till markörer för endokrinstörande (estrogena) effekter i kvinnors urin.

Resultat och rekommendationer

De huvudsakliga slutsatserna var:

Urin tycks vara en lämplig matris inom den hälsorelaterade miljöövervakningen för att följa nivåer av en rad viktiga ämnen och ämnesgrupper hos kvinnor

Många olika PAH- och ftalatmetaboliter som härstammar från en rad viktiga substanser inom dessa ämnesgrupper var vanligt förekommande i urin. Samtidigt var koncentrationerna av dessa metaboliter högst varierande.

Metaboliter som härstammar från OP pesticider var inte vanligt förekommande, eftersom endast en av 6 metaboliter förekom i mer än 2 prov.

Inga signifikanta samband mellan halter av metaller och metaboliter och information om levnadssätt och andra exponeringsparametrar som gavs av de deltagande kvinnorna kunde detekteras i det begränsade materialet.

Halterna av vissa ftalatmetaboliter och PAH metaboliter var generellt på samma nivåer som i USA, Tyskland och Holland. Sådana jämförelser är dock behäftade med osäkerheter eftersom ett betydligt färre antal personer deltog i förekommande studie.

Halterna av ftalatmetaboliterna MiBP and MiNP var betydligt över de nivåer som observerats i USA vilket indikerar en högre exponering för dibutylftalat och di-iso-nonylftalat.

Halterna av ftalatmetaboliten monoetylftalat (MEP) var tydligt lägre jämfört med USA och lägre jämfört med Holland vilket indikerar en lägre exponering för dietylftalat.

Metaboliter som härstammar från OP pesticider hade klart lägre halter jämfört med de nivåer som observerats i både USA och Tyskland.

Halter av metaller var generellt lägre än i USA och Tyskland.

Ftalatmetaboliter samvarierade oftast i urin vilket tyder på en gemensam exponeringskälla

PAH metaboliter samvarierade också, men inte lika tydligt som ftalatmetaboliter.

Det fanns inga signifikanta samband mellan metabolit- och metallkoncentrationer och endokrinstörande effekter i urin. Detta kan delvis eller helt bero på förekomsten av naturliga steroidhormoner som östradiol och östriol i kvinnors urin.

Följande rekommendationer kan ges:

1. Uppföljande studier av ftalat- och PAH metaboliter i urin bör genomföras. Dessa bör då omfatta ett större antal människor än vad som var fallet i förekommande studie, så att levnads- och exponeringsfaktorer som påverkar halterna av dessa metaboliter i urin kan identifieras.

2. I en uppföljande studie kan antalet metaboliter i varje ämnesgrupp möjligtvis reduceras baserat på resultaten från denna studie.

3. Det finns inget behov av uppföljande studier av metaboliter som härstammar från organofosfor pesticider.

4. Uppföljande studier av metaller kan vara av intresse givet att dessa inte redan ingår i existerande miljöövervakningsprogram.

Background and methods

Within the screening program of 2008 it was decided that levels of organic

metabolites should be studied in urine. The reason for focusing on metabolites was:

They reflect internal exposure at the cellular level

The occurrence of metabolites reflects the true individual exposure

Monitoring of metabolite exposure is not prone to external contamination

Many metabolites are more toxic than their parent compounds

Human biomonitoring programs in other countries has to a large degree

focused on metabolites of organic substances in urine

To cover a wide group of exposure pathways, the following substance groups where

included:

Phtalates that mainly reflect exposure from substances in plastic products

(10 metabolites)

PAHs that mostly reflect exposure to airborne contaminants originating

from combustion (15 metabolites)

Organophosphate pesticides that mostly reflects exposure to food stuff in

Sweden (6 metabolites)



Metals that reflect a wide variety of exposure pathways (Al, Cd, Co, Cr,

Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn, As)

To complement the exposure based screening of urine, an effects based screening

was also included where the urine samples were tested for endocrine (estrogen)

disturbing effects using the YES (Yeast Estrogen Screening assay) in vitro method.

The urine sampling was part of a larger sampling campaign performed by the

institute of environmental medicine, at Karolinska Institutet with a focus on

Cadmium. Within this sampling program a number of women were randomly chosen

to receive a letter asking for their participation in the present study. From this larger

subset 20 women were randomly chosen for inclusion in the present study. As part of

the study, the women answered a questionnaire with a number of exposure related

questions.

The objectives of the project were to:

To broadly assess exposure levels of some important contaminant groups

in the Swedish female population by examining a small subset consisting

of 20 females.

To compare exposure levels of these substance groups to exposure levels

in other countries

To statistically investigate the co-occurrence of different metabolites and

metals in urine

To explore the connection between endocrine disturbing effects and the

exposure levels of these substance groups

Results

The main conclusions from this study were:

1. Urine is clearly a good matrix for human biomonitoring of organic

chemicals and metals given the high prevalence of detection and the good

correlations seen between many metabolites.

2. PAH and phthalate metabolites originating from many(most) of the

important mother compounds as well as metals were very prevalent in the

urine of the women and the levels were generally variable.

3. Metabolites of organophosphorous pesticides were not prevalent

4. No connection could be found between exposure related .information given

by the women and metabolite and metal levels in urine.

5. Levels of PAH and phthalate metabolites are in general similar to reference

concentrations in USA, Germany and Holland.

6. Levels of the phthalate metabolites MiBP and MiNP were clearly above

levels in the USA indicating a higher exposure to the phthalates DBP and

DINP

7. Levels of the metabolite Mono-ethyl phthalate (MEP) were clearly lower in

the present study compared to levels in USA and below levels in Holland,

indicating lower exposure to the phthalate DEP in Sweden.

8. Levels of organophosphate pesticide metabolites were clearly below levels

seen in USA and Germany

9. Levels of metals were generally below levels seen in USA and Germany

10. The urinary levels of most phthalate metabolites correlated clearly

11. The levels of PAH metabolites also correlated, but not as clearly as for

phthalate metabolites

12. No connection could be established between endocrine disturbing effects

measured with an in vitro test, and urinary levels of metabolites and metals.

A partial explanation may be the presence of natural hormones with

endocrine inducing properties in women’s urine.

The following recommendations were given:

5. Follow-up studies focusing on PAH metabolites and phthalate metabolites

are suggested. These studies should contain larger groups of women and/or

men so that exposure factors influencing metabolite concentration in urine

could be established.

6. The number of metabolites in follow up studies could be reduced based on

the results from this study.

7. There is no further need for organophosphate pesticide metabolite

screening studies in urine.

 8. Further screening studies of metals in urine could also be of interest

although the levels seen in this study were gebwerally low compared to

other countries