1
T.C
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ
DİOKSİN’İN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI
Hazırlayan Cahide KAYA
Danışman
Yrd. Doç. Dr. Ayşe EKEN
Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalı Bitirme Ödevi
Mayıs 2013
KAYSERİ
2
T.C
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ
DİOKSİN’İN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI
Hazırlayan Cahide KAYA
Danışman
Yrd. Doç. Dr. Ayşe EKEN
Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalı Bitirme Ödevi
Mayıs 2013
KAYSERİ
i
BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK
Bu çalışmadaki tüm bilgilerin, akademik ve etik kurallara uygun bir şekilde elde edildiğini beyan ederim. Aynı zamanda bu kural ve davranışların gerektirdiği gibi, bu çalışmanın özünde olmayan tüm materyal ve sonuçları tam olarak aktardığımı ve referans gösterdiğimi belirtmek isterim.
Cahide KAYA
ii
“Dioksin’in İnsan Sağlığı Üzerine Etkilerinin Araştırılması” adlı Bitirme Ödevi Erciyes Üniversitesi Lisansüstü Tez Önerisi ve Tez Yazma Yönergesi’ne uygun olarak hazırlanmış ve Eczacılık Fakültesi Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalında Bitirme Ödevi olarak kabul edilmiştir.
Hazırlayan Danışman Cahide KAYA Yrd.Doç.Dr.Ayşe EKEN
F. Toksikoloji Anabilim Dalı Başkanı Yrd.Doç.Dr.Ayşe EKEN
ONAY:
Bu tezin kabulu Eczacılık Fakültesi Dekanlığı’nın ………. tarih ve
………. sayılı kararı ile onaylanmıştır.
……/……/2013
Prof.Dr. Müberra KOŞAR Dekan
iii
TEŞEKKÜR
Bu tezi hazırlamamda çok fazla emeği olan danışman hocam Yrd.Doç.Dr.Ayşe EKEN’e gösterdiği yardımlardan dolayı çok teşekkür ediyorum.Ve üniversite hayatım boyunca beni yalnız bırakmayan her zaman yanımda olan canım aileme çok teşekkür edip, saygı ve sevgilerimi sunuyorum.
Cahide KAYA Kayseri, Mayıs 2013
iv
DİOKSİNİN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI Cahide KAYA
Erciyes Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Bitirme Tezi, Mayıs 2013
Danışman: Yrd.Doç.Dr.Ayşe EKEN ÖZET
Organik klorlu bileşikler olarak bilinen dioksinler, insan ve hayvan sağlığı açısından son derece önemli toksik çevresel kirleticilerdir. Canlılar dioksinlere besin, su, solunum ve temas yolu ile maruz kalmaktadır. Bu bileşikler hayvansal gıdalar aracılığı ile insanlar tarafından alınmakta ve yağ dokuda birikim özelliği göstermektedir. Dioksinlere uzun süre maruz kalınması sonucu önemli sağlık problemleri meydana gelmektedir. Dioksinli bileşikler, insanlarda kanser başta olmak üzere immun sistem bozuklukları, kloroakne, Wasting sendromu, hormon ve üreme sistemi bozuklukları gibi birçok yan etkiye neden olmaktadır. Toplum sağlığı açısından oluşturabilecekleri riskler göz önüne alınarak dioksinli bileşiklerin oluşum kaynakları, kimyasal yapıları, toksik etki mekanizmaları, kabul edilebilir günlük alım miktarlarının bilinmesi oldukça önemlidir.
Sonuç olarak, çevre ve gıda örneklerinde dioksin bileşiklerinin düzeylerinin belirlenmesi, insan sağlığının korunması, çevre kirliliğinin önlenmesi ve alınması gereken önlemler oldukça önemlidir.
Bu çalışmada, dioksin bileşiklerinin toksisitesi ve insan sağlığı üzerine önemli sağlık etkileri hakkında temel bilgiler aktarılmıştır.
Anahtar kelimeler: Dioksin, tehlike, insan sağlığı, toksik etki, kalıcı organik kirleticiler.
v
INVESTIGATION OF THE EFFECTS ON HUMAN HEALTH OF DIOXIN Cahide KAYA
Erciyes University Pharmacy Faculty Department of Pharmaceutical Toxicology
Graduation Project, May 2013 Supervisor: Yrd.Doç.Dr.Ayşe EKEN
ABSTRACT
Dioxins are known as organochlorine compounds and they are important toxic environmental pollutants for human and animal health. Organisms are exposed to the dioxins via food, water, inhalation and direct contact. Dioxin compounds are taken by people through animal foods and then accumulated in fat tissues. Long-term exposure to dioxins can cause important health problems. Dioxins can cause many side effects including immune system disrupts, chloracne, wasting syndrome, endocrine and reproductive toxicity as well as cancer. Taken into account the risks to the health of the community, it is important to known the formation sources, chemical structures, mechanisms of toxic effects, and the acceptable daily intakes of dioxins.
As a result, determination of dioxin levels in environmental and food samples, the protection of human health, prevention of pollution, and precautionary measures are very important.
In this study, basic information was given about the toxicity of dioxin compounds and their health effects on human.
Keywords: Dioxin, hazard, human health, effect of toxicity, permanent organic pollutant.
vi
İÇİNDEKİLER
DİOKSİNİN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI
BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK ... i
KABUL ONAY ... ii
TEŞEKKÜR ... iii
ÖZET ... iv
ABSTRACT ... v
İÇİNDEKİLER ... vi
KISALTMALAR ... viii
TABLOLAR LİSTESİ ... ix
ŞEKİLLER LİSTESİ ... x
1.GİRİŞ VE AMAÇ ... 1
2. GENEL BİLGİLER ... 3
2.1. DİOKSİN NEDİR? ... 3
2.2. DİOKSİN’İN KAYNAK VE OLUŞUMLARI ... 3
2.3. DİOKSİN’İN ÖZELLİKLERİ ... 6
2.3.1. Kimyasal Özellikleri ... 6
2.3.2. Fiziksel Özellikleri ... 7
2.4. DİOKSİN’İN TOKSİKOKİNETİĞİ ... 8
2.4.1. Emilimi ve Dağılımı ... 9
2.4.2. Metabolizma ve Eliminasyon ... 9
2.5. MARUZİYET VE DİOKSİN TOKSİSİTESİ ... 10
2.6. DİOKSİN ANALİZ METODLARI ... 13
2.7. GIDALARDA DİOKSİN VARLIĞI ... 15
vii
2.8. DİOKSİNİN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİ ... 17
3. SONUÇ ve TARTIŞMA ... 20
KAYNAKLAR ... 23
ÖZGEÇMİŞ ... 25
viii
KISALTMALAR TCDD: 2,3,7,8-tetra-p-dioksin
PVC: Polivinil klorür
WHO: Dünya Sağlık Örgütü
PCDD: Poliklorlu dibenzo-p-dioksin PCDF: Poliklorlu dibenzo furan PCB: Poliklorlu bifenil
C: Karbon H: Hidrojen O: Oksijen CI: Klor
IARC :Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı TEQ: Toksik Equvalant Konsantrasyonu TEF: Toksik Equvalant Faktör
AhR: Aril Hidrokarbon Reseptör ECEH: Avrupa Çevre Sağlığı Merkezi USEPA: Amerikan Çevre Koruma Ajansı EPA: Çevre Koruma Ajansı
LD: Letal Doz
GC: Gaz Kromatografisi
GC-MS: Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrumu
HRGC/HRMS: Gaz Kromatografisi ve Yüksek Çözünürlüklü Kütle Spektrofotometresi
ix
TABLOLAR LİSTESİ
Tablo.2.1. Dioksinin çeşitli izomerlerinin sayısı ... 7
Tablo.2.2. Dioksin/Furanın çeşitli ortamlarda yarılanma süresi ... 8
Tablo.2.3. Dioksinlerin Farklı Canlılarda Yarılanma Ömürleri ... 11
Tablo.2.4. Bazı gıda maddelerindeki dioksinin maksimum ve minimum değerleri. ... 16
Tablo.2.5. Dioksin birikiminin miktarına göre görülen yüksek doz ve düşük doz etkileri ... 19
x
ŞEKİLLER LİSTESİ
Şekil.2.1. İnsanların çevreden dioksine maruz kalma döngüsü ... 5
Şekil.2.2. Dioksin kaynakları ve insana bulaşma yolu. ... 6
Şekil.2.3. Dioksin’in kimyasal yapısı ve üç boyutlu kimyasal görünümü ... 7
Şekil.2.4. Dioksinin bazı gıdalarda bulunma yüzdesi ... 16
Şekil.2.5. Bazı besin maddelerinde belirlenen dioksin düzeyleri ... 17
Şekil.2.6. Dioksinin toksik oluşturma mekanizması ... 18
1
1.GİRİŞ VE AMAÇ
Sanayinin hızla gelişmesiyle endüstriyel üretimde de büyük bir artış görülmektedir. Bununla birlikte yaşamımızdaki sayı ve çeşitliliğinde de artış olmaktadır. Endüstriyel üretim prosesleri sonucu açığa çıkan istenmeyen yan ürünler canlıların yaşam alanları içinde yer almaktadır. Bu atıklar canlılar için yaşam kaynağı olan hava, su, toprak ve besin kaynaklarında bulunabilmekte ve özellikle insanların sağlığı üzerinde istenmeyen toksik etkilere sebep olabilmektedirler.
Dioksinler, özellikleri ve toksik etkileri birbirleri ile ilişkili olan çok geniş bir kimyasal madde grubudur. Dioksin, iki oksijen köprüsüyle birbirlerine bağlanmış iki klorlu benzen halkası içeren bileşen grubunun genel adı olup, bu grupta poliklorlu dibenzo-p-dioksin (PCDD), poliklorlu dibenzo furanlar (PCDF) ve poliklorlu bifeniller (PCB)’lerden oluşan 210 adet klorlu toksin bulunmaktadır. Dioksinler en toksik klorlu organik bileşikler olarak kabul edilmekte olup bunlardan en toksik olanı ise 2,3,7,8- tetrakloro-p-dioksin (TCDD)’dir.
Dioksinler; Karbon (C), Hidrojen (H), Oksijen (O) ve Klor (Cl) içeren renksiz, kokusuz aromatik bileşiklerdir. Bunlar hidrofobik özelliğe sahip, yıkımları oldukça zor ve doğada kararlı halde bulunabilen çevresel kirleticilerdir. Atmosferde taşınarak oluştuğu kaynaktan çok uzak mesafelere bile ulaşabilmektedirler. Bu bileşikler, lipofilik ve stabil bileşikler olmaları nedeniyle gıdalarda birikerek çevre ve insan sağlığı açısından büyük bir tehlike teşkil etmektedirler.
Kullanımı olmayan ve ticari olarak üretilmeyen dioksinler, kimyasal ürünlerin üretiminde, yanma işlemlerinde ve endüstriyel deşarjlarında istenmeyen yan ürün olarak açığa çıkmaktadırlar. Dioksinler, bazı pestisitlerin ve diğer klorlu bileşiklerin üretilmesi sırasında açığa çıkıp çevreye salınmaktadırlar. Endüstriyel yolla oluşan dioksinin en önemli kaynağı polivinil klorür (PVC)’dir. Dioksin en fazla PVC içeren ürünlerin geri dönüşümünde atık yakma tesislerinde yakıldığında veya kaza sonucu yandığında ortaya çıkmaktadır. Havaya karışan dioksin doğaya yayılarak kararlı yapıları nedeniyle doğada
2
çok uzun süre kalabilmektedir. Dolayısı ile bu bölgelerde yetiştirilen hayvanlara gıda yoluyla geçerek bu hayvanların vücutlarında birikirler. Bu kontamine hayvansal gıdaları tüketen insanlar için büyük tehlike arz etmekte olup toksisite açıdan büyük önem taşır.
Dioksinin, Uluslar arası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) tarafından yapılan çalışmalar sonucunda, insanlarda kansere neden olduğu kanıtlanmıştır. Çevreye yayılan dioksin miktarındaki artışa bağlı olarak insan sağlığı açısından neden oldukları kanserin yanı sıra, immun sistem bozuklukları, kloroakne, hormon ve üreme sistemleri üzerinde toksisiteye yol açmakta, doğmamış bebeklerde hasar oluşumuna, sakatlıklara yol açabilmektedir. Dioksinin, insan vücudunda maksimum bulunma miktarı Dünya Sağlık Örgütüne (WHO) göre 2pg toksik equvalant konsantrasyon (TEQ)/kg vücut ağırlığı/gün olarak belirlenmiştir.
Yukarda sözü edilen dioksinli bileşiklerin önemli toksik etkileri nedeniyle;
dioksinli bileşiklerin insan sağlığı açısından oluşturabilecekleri riskler göz önüne alınarak, bu bileşiklerin oluşum kaynakları, kimyasal ve fiziksel yapıları, üretilmeleri ve oluşum kaynakları, toksik etki mekanizmaları, kabul edilebilir günlük alım miktarları, toksik özelliklerinin bilinmesi gerekir.
3
2. GENEL BİLGİLER
2.1. DİOKSİN NEDİR?
Dioksin iki oksijen köprüsüyle birbirlerine bağlanmış, iki klorlu benzen halkası taşıyan bileşen grubunun genel ismidir. Bu grupta PCDD'den oluşan 210 adet klorlu toksin bulunmaktadır. Dioksinler, özellikleri ve toksisiteleri birbirleriyle ilişkili olan kimyasal madde grubudur. Bunlar en toksik klorlu organik bileşikler olarak bilinirler (1). TCDD insanlarda tömürü tetikleyici olarak bilinen en toksik organik bileşiktir (2).
2.2. DİOKSİN’İN KAYNAK VE OLUŞUMLARI
Çevremizdeki dioksin kaynaklarını şöyle sıralayabiliriz (3); (Şekil 2.1 ve Şekil 2.2)
a) Fungusit, insektisid ve bakterisid olarak kullanılan kloro fenoller üretilirken dioksin yan ürün olarak oluşur. Yani ticari klorofenollerde safsızlık olarak mevcuttur. 2, 4, 5- triklorofenoksiasetikasit (2, 4, 5-T) gibi fenoksi herbisitler de üretimleri sırasında oluşan TCDD ve diğer poliklorlanmış dioksinleri içermektedir.
b) Kağıt üretim endüstrisi, çevrenin dioksinle bulaşmasında önemli bir kaynaktır.
Hammaddenin muhafazası amacıyla kullanılan klorofenoller çevreyi kontamine etmektedir. Deniz aşırı taşınan tomrukların artan tuz miktarına bağlı olarak klor yükü de artmaktadır. Ayrıca odundaki lignin gibi hidrokarbon yapılar dioksin oluşumunda rol almaktadırlar. Meydana gelen dioksinler sıvı atıklarla çevreye taşınmakta ve gıda zincirine girmektedir. Kahve filtresi kağıdında 0.39 ppt, kağıt havlularda ise 19.57 ppt düzeylerinde dioksin mevcuttur.
4
c) Günlük hayatımızda sıklıkla kullandığımız farmasötik preparatlarda (tıp, dişçilik ve kozmetik ürünlerinde) dioksin bileşiklerini 200-500 ppm düzeyinde (TCDD ve diğer klorlanmış izomerlerde) bulundurmaktadırlar.
d) Kimyasal yanma prosesleri sonucunda dioksinler oluşmaktadır. Zira PCDD yakıtta safsızlık olarak bulunabilir, yakılan malzemede mevcut bileşiklerin kondensasyonu ve deklorinasyonu gibi ısı yoluyla başlatılan reaksiyonlar ile PCDD oluşabilir, uygun şartlar altında C, H ve Cl veya diğer metal katalizörlerin varlığında PCDD oluşabilir. Yakıtın molekül yapısı, klor içeriği, sıcaklık, yakma süresi, hava ve yakıt oranı dioksin oluşumunu etkilemektedir. 140-400 °C’ler arasında yakma işlemi dioksin oluşumunu arttırırken, 800-1000 °C’lerde 2 saniyelik yakma işleminde oluşan dioksinlerin büyük bir kısmı parçalanmaktadır. Çöp ve odunların yakılması dioksin oluşumuna zemin hazırlamaktadır.
e) Yapılan çalışmalar, kurşunlu benzin kullanan otomobillerin ekzos gazlarında, her kilometrede 0.05-0.3 ng TCDD oluştuğunu göstermiştir (dikloroetan gibi halojenlenmiş kimyasallardan dolayı). Kurşunsuz yakıt kullanımında dioksinlere rastlanmamıştır.
f) Süt ve süt ürünlerinde kullanılan kağıt ambalajlar ve kartonlar dioksin kontaminasyon kaynağıdır. Bu kontaminasyon cam kaplardan daha fazladır ve zamanla artmaktadır.
g) Endüstri bölgelerindeki atıklar ve hava dioksin kaynağıdır (3).
h) Dioksin içeren ürünler içerisinde; motor ve madeni yağlar, immersiyon yağları, ısı iletiminde kullanılan akışkanlar ve hidrolik sıvılar, boya, mürekkep, vakslar, pestisitler, plastikler, lastikler, kauçuk, elektrik ekipmanları, silo örtüleri, ahşap koruyucu ajanlar, süt işletmelerinde ekipman bakımında kullanılan gres yağı ve yağ karışımları, süt sağım makinelerinin vakum pompalarında bulunan vakum yağları sayılmaktadır (3).
Avrupa Dioksin Envanter Raporuna göre Avrupa’daki dioksin kirliliğinin %62`si endüstriyel emisyon kaynaklı iken %38`i ise trafik, kaza sonucu yangınlar vs. gibi endüstriyel olmayan kaynaklıdır (4).
5
DİOKSİN
Şekil 2.1. İnsanların çevreden dioksine maruz kalma döngüsü. (5) BAHÇE ATIKLARIN
YAKIMI
TEHLİKELİ ATIK YAKIM MERKEZLERİ
OTOMOBİL EKSOZLARI PVC ÜRETİM VE DİSPOSAL
PESTİSİTLER KAĞIT ENDÜSTRİSİ DOĞAL ORMAN YANGINLARI
TOPRAK İNEK
PLANKTON
BALIK
HAVA
BİTKİLER SU
İNSAN
6
Şekil 2.2. Dioksin kaynakları ve insana bulaşma yolu (6). (Kırık çizgiler daha az öneme sahip yolları göstermektedir)
2.3. DİOKSİN’İN ÖZELLİKLERİ
2.3.1. Kimyasal Özellikleri
Dioksin ve dioksin benzeri kimyasallar; 2 benzen halkasının, 3 farklı şekilde birleşmesi ile oluşurlar (Şekil 2.3). Bu bileşiklerin kimyasal yapılarında yer alan klor atomlarının sayısı 1 ile 8 arasında değişmektedir (7).
Dioksinli bileşikler; 75 PCDD, 135 PCDF ve 12 PCB’ li bileşik olmak üzere toplam 222 farklı kimyasal yapıyı içermektedir (Tablo 2.1). Dioksin bileşikleri, yapılarında C, O, H atomları bulunduran ve yapılarındaki C atomlarının klorlanmasıyla şekillenirler. Sıvı haldeyken renksiz ve kristalize görünümlü kimyasallardır. Bu bileşiklerin toksik etkisi, klor gruplarının molekülde bağlandıkları karbon atomlarına göre değişiklik gösterir. Örneğin 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD bileşiğinin Toksik equvalant
7
faktör (TEF) değeri 0.01 iken 1,2,3,4,7,8-HxCDD’nin TEF değeri 0.1 olup bu bileşik 1,2,3,4,5,7,8-HpCDD bileşiğinden 100 kat daha zehirlidir (8).
Şekil 2.3. Dioksin’in kimyasal yapısı ve üç boyutlu kimyasal görünümü.
Bu bileşikler içinde en zehirli olanı TCDD olup renksiz, kokusuz ve sıvı haldeyken kristalize görünümlü bir bileşiktir. Diğer dioksin bileşiklerinin koku verici olup olmadıkları henüz bilinmemektedir. Yapılarındaki klor grupları nedeniyle yağda iyi çözünen bu bileşikler su ve havada (gaz halinde) çözünmemiş olarak bulunurlar.
Ancak akarsu, deniz, okyanus ve göllerde bulunan organik maddeler ile planktonlara bağlanarak çözünmüş hale geçerler ve balıklar ile diğer deniz canlılarının bu plankton ve organik maddeleri alması sonucunda yağ dokuda birikirler (8).
Tablo.2.1. Dioksinin çeşitli izomerlerinin sayısı (7).
Klor atomu sayısı PCDD izomer sayısı PCDF izomer sayısı
1 2 4
2 10 16
3 14 28
4 22 38
5 14 28
6 10 16
7 2 4
8 1 1
Toplam 75 135
2.3.2. Fiziksel Özellikleri
Dioksinler, furanlar ve PCB’lerin ortak fiziksel özellikleri, onların çevrede nasıl bulunabileceğini tanımlar. Örneğin; dioksin ve dioksin-benzeri maddeler, suda çok fazla çözünmezler ve düşük buhar basıncına sahiptirler. Böylelikle çok kolay bir şekilde, gaz
8
haline geçebilirler. Vücutta ise, idrarla atılmadan önce, vücut yağında çözünürler.
Dioksin ve benzeri kimyasalların bu özelliği, onların besin zincirinde birikebileceğini göstermektedir (9).
Çevre koşullarına dayanıklı olmaları ve yüksek yağ/su dağılım katsayısına sahip olmaları nedeniyle, maruz kaldıkları canlıda, gittikçe artan derişimlerde birikebilirler.
Ayrıca çeşitli ekosistemlerdeki besin zincirine girerek, gelişmiş canlılara doğru, daha yüksek boyutlarda da birikim gösterebilirler (9). Dioksin/Furanın çeşitli ortamlarda yarılanma süresi Tablo 2.2. de gösterilmiştir.
Bu bileşiklerin aromatik halkalardaki klor sayısı arttıkça bu bileşiklerin sudaki çözünürlüklüğü ve uçuculuğu azalır, parçacıklara ve yüzeylere daha güçlü şekilde adsorbe olurlar (7).
Tablo 2.2. Dioksin/Furanın çeşitli ortamlarda yarılanma süresi (10).
Hava Su Toprak Sediment
PCDD 2gün-3hafta 2gün-8ay 2ay-6yıl 8ay-6yıl
PCDF 1-3hafta 3hafta-8ay 8ay-6yıl 2-6yıl
2.4. DİOKSİN’İN TOKSİKOKİNETİĞİ
Dioksin ve dioksin-benzeri maddeler, çevrede kalıcı olarak bulunmaktadırlar.
Birçok insan, dioksine besinler aracılığı ile maruz kalmaktadır. Besin zinciri ile insan vücuduna giren dioksin, son derece dayanıklı ve uzun bir yarı ömre sahip olması sebebiyle, vücutta birikir. Dioksin kaynağının yakınında bulunan bir çiftlikte üretilen et, süt ve diğer yiyecekleri sürekli tüketme durumunda olan kişilerde, sakıncalı boyutlarda maruziyet riski söz konusu olabilir. Fazla miktarda tatlı su ve deniz balıkları tüketen insanlar da, yüksek miktarda dioksine maruz kalan gruptur (9). Dioksinler insan vücuduna giridklerinde çok zor parçalanırlar. Bu yüzden Dioksinlerin insan vücudunda birikiminin artmasının engellenmesi önemlidir (11).
9
2.4.1. Emilimi ve Dağılımı
Dioksinler; sindirim, deri ve solunum yolu ile vücuda alınan ve emilim oranı, bileşiğin türüne, emilim yoluna ve ortama bağlı olarak değişen bileşiklerdir. Bu bileşiklerdeki klor iyonu sayısı ve bağlanma şekli, zehirliliklerinde olduğu gibi emilimlerinde de oldukça etkilidir. Klor iyonları, bileşiğe lateral olarak bağlanırsa, örneğin 2,3,7 ve 8. karbon atomlarına bağlı olduklarında, bileşiğin yağda çözünürlüğü ve dolayısı ile emilim oranı artar. Dioksin zehirlenmelerinde bulaşma %90 oranında ağız yoluyla olmaktadır; fabrika patlamaları, orman yangınları gibi durumlarda her üç yoldan bulaşma gerçekleşebilir. Dioksin bileşikleri yağda iyi çözündüklerinden ortamdaki yağ oranı ile emilim arasında doğru bir orantı vardır. TCDD ağız yolu ile bitkisel yağda çözdürülerek verildiğinde %90 oranında emilirken diyetle karıştırıldığında bu oran %50-60’a kadar düşmektedir. Hayvan türleri arasında sindirim kanalındaki emilim oranları açısından çok büyük farklılıklar yoktur (8).
Dioksinler, vücuda alındıktan sonra temel olarak kan, kaslar, karaciğer ve yağ dokuda dağılırlar; ancak, bu bileşikler özellikle karaciğer ve yağ dokuda birikmektedirler. Yapılan bir çalışmada deneysel olarak ratlara, damar içi yolla verilen TCDD’nin 24 saat içinde doku dağılımının tamamlandığı ve bu süre sonunda yağ dokuda birikimin en fazla olduğu tespit edilmiştir. Dioksinli bileşikler, karaciğerde aril hidrokarbon reseptörleri (AhR) aracılığında aktive ettikleri hepatik bağlayıcı proteinlere bağlı olarak bulunur ve non-lineer doza bağımlı doku dağılımına sebep olurlar.
Karaciğer ve yağ dokuda bulunan depo edilmiş bu bileşiklerin yeniden dağılıma uğrayarak akciğer, dalak, timüs ve vücudun diğer organlarına gittiği bildirilmektedir.
Dioksinli bileşiklerin vücutta dağılımları, bileşiğe maruz kalma miktarı ve hayvan türüne göre farklılık gösterir. TCDD’nin yağ doku ve karaciğerde türlere göre farklı oranda dağıldığı belirtilmesine rağmen diğer bileşikler için bu durum bildirilmemiştir.
Dağılım sırasında serumdaki dioksin konsantrasyonu ile yağ doku ve diğer vücut kısımlarındaki konsantrasyon arasında ters bir ilişkinin olduğu bildirilmektedir (8).
2.4.2. Metabolizma ve Eliminasyon
Dioksinli bileşikler, karaciğer mikrozomlarında bulunan ve ilaçların metabolizmasında görevli sitokrom P450 enzimleri tarafından polar maddelere oldukça yavaş metabolize edilirler. Bu bileşiklerin metabolizmaları da emilim ve dağılımlarında
10
olduğu gibi bileşik ve canlının türüne göre oldukça önemli farklılıklar gösterir.
Metabolizma sırasında hidroksil metabolitler ile sülfür taşıyan metabolitler tespit edilmiş ve açığa çıkan metabolitlerin konjuge edilerek idrar veya safrayla atıldığı bildirilmiştir. Yapılan bir çalışmada, TCDD veya metabolitleri ile proteinler veya nükleik asitler arasında kırılması oldukça güç olan ve yüksek enerji gerektiren kovalent bağla bağlanmanın hemen hemen hiç olmadığı tespit edilmiştir. Dioksinlerin temel atılımı dışkı yoluyla olup, idrarla atılan miktar dışkıdakine göre oldukça düşüktür.
Klorlanmanın artması ile dışkı ile atılım artarken süt ve yağ dokuda depolanma azalır (8).
Örneğin 4 ve 6. karbon atomlarında klor taşımayan PCDF’lerin metabolizmaları oldukça fazla iken yağ dokuda depolanması oldukça azdır. Dioksinli bileşiklerin yarı ömürleri bileşik çeşidine ve canlı türüne göre farklılık gösterir. Örneğin TCDD’nin yetişkin insanlardaki yarı ömrü, ortalama 2840 gün iken ratlarda 19 gün civarındadır.
Ayrıca, obezite ve tip 2 diyabet gibi çeşitli hastalıklar, dioksinin yarılanma ömrünü arttırarak vücutta kalış sürelerini ve zehirliliklerini arttırmaktadır. Genel olarak bu bileşiklerin ratlardaki yarı ömrü 12-24, eşeklerde 73, domuzlarda 94, maymunlarda 365 gün ve insanlarda 5.8-9.8 yıl bulunmuştur. Dioksinlerin bir başka atılım yolu anne sütü ile olmasına rağmen, bu yolla atılım anneden yavruya nakil olduğu için atılım olarak değerlendirilmemektedir. Süt ile atılımda yavrunun dioksine maruz kalma oranının anneden daha yüksek olduğu bir bulguya rastlanamamasına rağmen; yeni doğanlarda anne sütünden kaynaklı zehirlenmelerin olduğu bildirilmektedir. Dioksinli bileşiklerin neden olduğu zehirlenme belirtileri günlük alımdan ziyade bu bileşiklerin kandaki konsantrasyonları ve vücutta birikimleri ile ilgilidir. Bu yüzden bu tür kalıcı kimyasalların yağ dokuda depolanma oranları ve yarı ömürlerinin zehirliliği belirleyici faktörler olabileceği düşünülmektedir (8).
2.5. MARUZİYET VE DİOKSİN TOKSİSİTESİ
Klorlanmış organik bileşiklerin endüstriyel üretiminin ve yanmanın olduğu kimyasal proseslerin bir ürünü olan dioksin, çevrede hemen hemen her yerde bulunmaktadır. Bu durum insan sağlığı için bir risk oluşturmaktadır. Zira atmosferde mevcut dioksin yağmurlarla dünyaya yağmakta ve toprak, göller ve nehirlerde
11
birikmektedir. Bunun yanında havadan doğrudan nefes alma yoluyla insanlara da bulaşma olabilmektedir. Böylece dioksinler, bitkilerden yemler vasıtasıyla ya da topraktan doğrudan hayvanlara, nehir ve göllerden balıklara, hayvanlardan et ve süt ürünlerinin alınmasıyla ve bitkisel üretim yoluyla insanlara geçebilmektedir.
Dioksinler, yaprağı saran mumsu dış tabaka tarafından absorblanır ve suyla yıkamak suretiyle kolaylıkla giderilemez. Patates, havuç, soğan ve mantar gibi gıdaların toprakta ve sudaki PCDD’leri biyolojik olarak depoladığı saptanmıştır. Konu ile ilgili bir çalışmada, havuçlardaki dioksinin % 68’inin yıkamayla, geri kalan kısmının büyük bir çoğunluğunun da kabuk soyma ile uzaklaştırılabildiği belirlenmiştir (3).
Dioksin türevlerinin toksisiteleri TCDD’ye göre belirlenmekte ve her bir bileşiğe bir TEF verilmektedir. En toksik dioksin olan TCDD’nin TEF değeri 1’dir. PCB’lerin TEF değeri ise 0.1 civarındadır. Saf TCDD karışımının toksisitesi ise Toplam Dioksin Toksik Eşdeğeri olarak ifade edilmektedir.
Dioksin zehirlenmelerinin %90’ının besinler yoluyla olduğu belirtilmektedir.
İnsanlar, dioksin ile kontamine olmuş hayvansal ve bitkisel gıdaları tüketmeleri sonucu bu bileşiklere maruz kalmaktadırlar. Bitkisel gıdalarda dioksin miktarının çok az olması nedeniyle bu bileşikler daha çok et, balık, süt ve süt ürünleri gibi hayvansal gıdaların tüketilmesi ile vücuda alınmaktadır. PCDD ve PCDF’lerin solunum ve deri yoluyla alımı ise çok az miktarda olmaktadır. Dioksinlerin tolere edilebilir günlük alım miktarı WHO tarafından 1-4 pg TEQ/kg olarak belirlenmiştir (12).
Lipofilik özellik gösteren dioksinler insan vücuduna daha çok yağlı gıdalar yolu ile (et, yumurta, tam yağlı süt, tereyağı vb.) kontamine olmaktadır. Yarılanma ömürleri ise 7-8 yıldan 30 yıla kadar değişmektedir (Tablo 2.3) (3).
Tablo2.3. Dioksinlerin Farklı Canlılarda Yarılanma Ömürleri .(3)
Bulunduğu Canlı Yarılanma ömrü
Sığır 16.5 hafta
İnsan 7-8 yıl
Fare 12-300 gün
Besin, su veya toprak; dioksin, furanlar ve PCB’lerin çok farklı şekillerini içerebilirler. Belirtilen maddelerden bazılarının, diğerlerinden daha zehirli olması
12
nedeniyle, örnek içinde bulunan tüm dioksin benzeri maddelerin zehirliliğini değerlendirebilmek için uygun bir ölçütün olması gerekmektedir. Örnek üzerinde yapılan testler, bulunan tüm dioksin ve dioksin benzeri maddelerin ortak etkilerinden çok, sadece bir tek dioksin çeşidinden ileri gelen sakıncayı yansıtmaktadır. Seçilen örneğin toplam zehir eşdeğerliliğini tanımlayabilmek için Çevre Koruma Ajansı (EPA) , 2 aşamalı bir metot geliştirmiştir: Birinci aşamada; kullanılan bir eşitlikle, bütün dioksin türevlerinin ortak zehirli etkileri, bir birime çevrilmektedir. İkinci aşamada da; aynı örnekteki benzeri zehirli maddelerin ortak zehirli etkileri, toplam zehir eşdeğerliliğini ifade etmek üzere toplanır (9).
TEQ = Toksik Ekivalent (Toxic Equivalent)
TEF = Toksik Eşdeğerlilik Faktörü (Toxic Equivalency Factor) 1) TEQ = [Dioksin derişimi] x [Zehirlilik faktörü]
2) Toplam TEQ = Örnekteki tüm zehirli TEQ’ların toplamı
Belirtilen eşitliklerin 1.aşaması için kullanılan formülde, dioksinin en zehirli şekli olan TCDD’nin zehir eşdeğerliliği faktörü (TEF) 1 olarak tespit edilmiştir. Zehirli 17 çeşit dioksin veya furan bileşiklerinin her birinin “zehirlilik faktörü” ise, TCDD’ye göre rölatif (göreceli) zehirlilikleri gözönünde bulundurularak saptanmıştır (PCB’ler için zehirlilik faktörleri, henüz tespit edilmemiştir) (9) .
Dioksin bileşiklerinin insanlardaki zehirlilikleri yaş ve vücut yağ oranına göre de büyük farklılık göstermektedir. Örneğin 70 kg ağırlığında, vücut yağ oranı %21 olan bir yetişkinde letal doz 50 (LD50): 6230 µg/kg iken yeni doğanlarda bu rakam yetişkinlerden 10 kat daha düşüktür. Buna ilaveten, yeni doğan ve vücut yağ oranı
%13.6 olan bir bebekte LD50; 614 µg/kg iken, vücut yağ oranı %6.7 olan fetusta LD50;
15 µg/kg’dır (9).
Sonuç olarak, yetişkin insanların akut dioksin zehirlenmelerine karşı oldukça dirençli olmalarına rağmen yeni doğanlar ve anne karnındaki yavruların akut dioksin zehirlenmelerine oldukça duyarlı oldukları bildirilmektedir. Hayvanlarda yapılan akut zehirlilik denemelerinde; dioksinli bileşiklerle zehirlenmelere en duyarlı türün, kobaylar olduğu ve bu hayvanlarda LD50 değerinin 0.6 µg/kg olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte dioksin zehirlenmelerine en dirençli tür olan hamsterlerde LD50; 5.051 µg/kg olarak bulunmuştur. Yapılan akut zehirlilik denemelerinde, dioksinin zehirlilik
13
derecesinin cinsiyete bağlı olarak da değiştiği belirlenmiştir. Örneğin dioksin zehirlenmelerine en duyarlı ikinci tür olan minklerin dişilerinde LD50; 0.26 µg/kg iken erkeklerinde LD50; 4.2 µg/kg’dır.(8)
Günlük Alım Miktarları
WHO 1990 da yaptığı bir toplantıda TCDD için tolare edilebilir günlük alım miktarı (TDI) 10 pg/kg olarak belirlenmiştir. Ancak daha sonra yapılan birçok çalışmada; bu bileşiklerin uzun süreli alınmalarına bağlı olarak vücutta biriktiği ve belli bir süre sonra zehirli belirtilere yol açtığı belirlenmiştir. Bunun üzerine DSÖ, Mayıs 1998 de İsviçre’nin Cenova kentinde yaptığı bir toplantıda dioksinli bileşiklerinin TDI değerini 1-4 pg/kg TEQ olarak yeniden belirlemiştir.
Aynı raporda bu miktar gelişmiş ülkelerde 2-6 pg/kg TEQ olarak kabul edilmesine rağmen; gelecekte sebep olunacak sağlık riskleri göz önünde bulundurularak bu oranının 1 pg/kgTEQ’nın altına çekilmesi gerektiği vurgulanmıştır. Canlıların günlük dioksin alım miktarlarında yiyeceklerin yanı sıra hava ve su gibi rezervuar kaynaklardan alınan miktarlar da göz önünde bulundurularak günlük alım miktarı hesaplanmalıdır. TDI miktarı; vücuttaki birikim oranı, emilim miktarı ve yarı ömür esas alınarak hesaplanır. (8)
2.6. DİOKSİN ANALİZ METODLARI
Gıdalardaki dioksinlerin belirlenmesinde basit analitik yöntemler uygulanabilmesine karşın, geleneksel yöntemler kalıntılardaki dioksinlerin ekstraksiyonu ve belirlenmesi için hayli karmaşık bulunmaktadır. Buna neden olan en büyük etken, örneklerin saflaştırılmaları sırasında çok aşamalı katı faz ekstraksiyonlarından sonra bile örnek ekstraktlarının hacimleridir. Bu durum hatalı sonuçlara yol açmakta ve çok pahalı analitik ekipman kullanımını gerektirmektedir.(3)
Dioksin analizleri, genel olarak diğer kalıntı analiz tekniklerine benzer olarak yapılmaktadır. Analiz, öncelikle örnekten yağ ekstraksiyonu (6 g’ın üzerinde), dioksin internal standartlarının ilavesi, jel permasyon kromotografisi uygulaması (yağların büyük oranda ayrışabilmesi için), katı-gaz kromotografisi ile yıkama, son ekstraktın konsantre edilmesi ve Gaz Kromatografisi(GC) veya Gaz Kromatografisi-Kütle Spekturumu(GC-MS) sistemiyle tayin basamaklarını içermektedir (3).
14
Yüksek çözünürlü GC/MS tayin yönteminden biraz bahsedecek olursak; gıda ve yem numunelerinde dioksin ve PCB’lerin geleneksel analiz yöntemi, uzun ve komplike bir numune hazırlama sürecini takiben, gaz kromatografi ve yüksek çözünürlüklü kütle spektrofotometri (HRGC/HRMS) ile ölçümünü içerir. Bu analizler doğru ve etkin yapılabilmesi için pahalı cihaz yatırımına ve deneyimli analitik kimyacılara gereksinim vardır. Bir numune partisini analiz etmek için genellikle 1 hafta kadar süre ve detaylı bir veri analizi gerekir. Türkiye’de bu analiz sadece Tarım Bakanlığı bünyesindeki Ankara İl Kontrol Laboratuvarında ve TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi’nde yapılabilmektedir. Bu konuda ülkemizde tek bilimsel çalışma ise anne sütünde ve yağ dokusunda yapılmış, analizlerde HRGC/HRMS kullanılmıştır. Ancak, analizler ülke dışında, Almanya’da gerçekleştirilmiştir. Son birkaç yılda gıda maddeleri ve biyolojik sistemlerdeki dioksinlerin analizlerinde önemli gelişmeler yaşanmıştır. Buna ilaveten dioksin ve dioksin benzeri bileşiklerin toplam miktarının belirlenmesinde geliştirilmiş analitik metotlar da mevcuttur (3).
Konu ile ilgili olarak yapılan bir çalışmada, inek sütünden TCDD’nin izolasyonu için kullanılan, CNBr-aktive edilmiş Sepharose 4B’li çapraz bağlı poliklonal tavuk antikoru ile immünoafinite kolonu dizayn edilmiştir. Süt örneği doğrudan veya % 0.05’lik Triton-X-100 ile 1:50 oranında dilüe edilerek kolondan geçirilmiş ve TCDD’nin bağlanması sağlanmıştır. Sıvı-sıvı ekstraksiyonu kullanılarak ön- immünoafinite kolonu temizlenmiş, katı faz ekstraksiyonu ile kolonda TCDD’nin mükemmel bir şekilde tutulması sağlanmıştır. Kolondan TCDD’nin ayrılması Triton- X-100 konsantrasyonun % 0.5’e çıkarılmasıyla sağlanmıştır.(3)
Gıda maddelerindeki kalıntıların belirlenmesi için daha hızlı ve ucuz yöntemlerin geliştirilmesi gerekliliği dioksinler için de geçerlidir. Bununla ilgili olarak yapılan bir çalışmada, yeni geliştirilmiş CALUX (Kimyasal-Aktive edilmiş Lusiferaz gen ekspresyonu) yönteminin inek sütündeki dioksinlerin düşük seviyelerinin belirlenmesine uygunluğu test edilmiştir. Memelilerdeki hücre bazlı testler yöntemin 2, TCDD için oldukça duyarlı olduğunu göstermiştir. Yöntemde öncelikle santrifüj ile süt yağı izole edilmiş, ardından n-pentan ile yağın uzaklaştırılması denenmiş, % 33 H2SO4 silika kolonunda yağ uzaklaştırılmış, son olarak CALUX-bioassay ile Ah reseptörüne karşı aktivite belirlenmiştir. Yine bu çalışmada kullanılan CALUX yöntemi başka çalışmalarda da kullanılmıştır.
15
Dioksinlerin analizinde CALUX yönteminin yanı sıra, etoksi rezorufin O-dietilaz (EROD) yöntemi ve ELISA tekniklerinin kullanıldığı da bildirilmektedir (3).
BioDetection System-DR CALUX yöntemi reseptör hücre bazlı enstrümantal bir teknik kullanılan sistemdir. Dioksin ve dioksin benzeri bileşikleri ayırıp ayrı ayrı ölçmek yerine, bileşenlerin toksik etkilerine dayalı bir yöntem kullanılmaktadır. Bu tür hücre bazlı tarama analizlerinin kullanılması AB Komisyonu Direktifleri EC/188 3/2006 ve EC/152/2009’da zorunlu hale getirilmiştir (13).
Analizde toksik özelliğe sahip dioksinlere spesifik reseptör hücreler kullanılmaktadır. Bu yöntemde bileşenlerin ayrımına ihtiyaç duyulmaksızın, TEQ değerleri floresans sinyalleri ölçülerek belirlenebilmektedir. Bu analizle, numunedeki dioksin konsantrasyonu zahmetli numune hazırlığı ve sofistike ekipmanlara ihtiyaç duyulmaksızın analiz edilebilmektedir. Bu sistem klasik HSGC/HRMS sistemine göre cok daha ucuza ve hızlı bir şekilde AB limitlerinde ölçüm imkanı sağlayarak cazip bir tarama metodu sunmaktadır.(13)
2.7. GIDALARDA DİOKSİN VARLIĞI
Dioksinler suda az çözünmeleri ve lipofilik olmaları nedeniyle gıdalarda birikebilir ve çok uzun bir süre kararlı durumda bulunabilirler. Bitkisel gıdalarda oldukça az düzeyde bulunan dioksinler daha çok et ve ürünleri ile deniz ürünleri gibi hayvansal gıdalarda bulunurlar. Dioksinin bazı gıda maddelerinde bulunma yüzdeleri Şekil 2.4’de gösterilmiştir. Gıdalarda, hayvanlarda, toprakta ve suda bulunabilen dioksinin çok az miktarının bile insan sağlığını olumsuz yönde etkilediği belirtilmektedir (12).
Dioksinler, hava yoluyla taşınarak su, toprak ve bitkilerde katı ya da gaz halinde bulunurlar; özellikle hayvanlar dokularda ve toprakta daha fazla birikirler. Bu da hayvanları kontamine olmuş bitkileri tüketmesi halinde olur (14).
Suyla bulaşan dioksinin en büyük kaynağı, suyun bu maddeyi düzenli olarak depolamasıdır ve toplam emisyonun %75'ini oluşturur. Ayrıca atık suların deşarjı ve erozyon ile de suya dioksin karışımı gerçekleşmektedir. USEPA içme suyunda günlük tolere edilebilir maksimum TCDD mikranı 10 pg TEQ olarak belirlemiştir (12).
Dioksin çoğunlukla et, süt ve balık ürünlerinin tüketimiyle insan vücuduna alınmaktadır. Günde 30 g süt ürünüyle tüketilmesiyle yaklaşık 6 pg düzeyinde
16
TCDD'nin vücuda alımı söz konusudur. Balıklar TCDD'yi memelilere göre daha yavaş metabolize ederler bu nedenle deniz ürünlerinde daha fazla dioksin birikimi olur.
Tavuk, sığır ve domuz ürünlerinde yapılan çalışmalar, tavuklara ait örneklerin diğer türlere göre daha yüksek oranda dioksin içerdiği ve bunu domuz ve sığır örneklerinin izlediğini göstermiştir. Şekil 2.5.’te bazı besin maddelerinde belirlenen dioksin düzeyleri gösterilmiştir (15).
Emzirilen çocuklarda da yine anne sütü vasıtasıyla dioksine maruz kalabilmektedir.(16). Almanya’da yapılan bir araştırmaya göre anne sütünde bulunan PCDD miktarı, inek sütünden çok daha fazla oranda olduğu görülmüştür.(17)
2006 yılında Avrupa Birliği üye ülkelerde yapılan bir çalışma sonucunda bazı gıda gruplarındaki dioksin miktarının minimum ve maksimum değerleri belirlenmiştir (Tablo 2.4.) (14).
Tablo 2.4. Bazı gıda maddelerindeki dioksinin maksimum ve minimum değerleri.
endüstiyel yağlar et ürünleri sebze ürünleri yumurta balık
günlük ürünler
Şekil.2.4. Dioksinin bazı gıdalarda bulunma yüzdesi Süt Süt
Ürünleri
Et ve et ürünleri
Kümes hayvanları
Balık Yumurta Yağ Ekmek -Tahıl
Meyve -Sebze
Mim. 0.2 0.5 0.1 0.7 2.4 1.2 0.2 0.1 0.01
Mak. 2.6 3.8 16.7 2.2 214.3 4.6 2.6 2.4 0.2
17
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Bazı besin maddelerinde belirlenen dioksin düzeyleri
Şekil.2.5. Bazı besin maddelerinde belirlenen dioksin düzeyleri
2.8. DİOKSİNİN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİ
Çevrenin zararlı kimyevi maddelerce zenginleşmesi biyosferdeki prosesler üzerinde birçok olumsuz etkiler meydana getirmektedir. Bu zararlı kimyevi maddelerin en önemlilerinden biri antropojen dioksinlerdir (18).
Daha önce de söylendiği gibi dioksinler, insan ve hayvanların yağ dokularında depolanmakta, laktasyon, stres ve açlık sonucunda kana geçerek zehirli etkilerini uzun süre devam ettirebilmektedirler. En toksik dioksin olarak bilinen TCDD hücre stoplazmasında reseptör proteinlere bağlanarak kompleks oluşturmakta ve sonuç olarak oluşan bu kompleks çekirdekte DNA'ya bağlanarak protein sentezinin durmasına sebep olmaktadır (14). Ayrıca dioksinlerin DNA mutasyonuna sebep olan AhR reseptörlerini aktive ederek insanlarda kanser gibi birçok olumsuz etkilere neden olduğu belirtilmektedir (8).
Çevredeki örneklerde PCDD/PCDF’lerin düzeyi 1940’lı yıllarda belirgin bir artış göstermiş ve bu artış 1970’li yıllarda pik düzeye ulaşmıştır. Daha sonra ılımlı bir şekilde azalma göstermiştir. Bu gelişmeler modern klor kimyasının işleme sokulması ile paralellik göstermektedir . TCDD’nin zehirliliği 1950’den beri bilinmektedir.
Japonya’da varlığı ilk olarak 1979 yılında belediyenin yakma fırınlarındaki küllerde tesbit edilmiştir. TCDD’nin sağlık ve ekolojik zararları 1970’li yıllarda ABD’de inceleme altına alınmıştır (6).
18
Dioksinin insanda meydana getirdiği değişimleri aşama aşama incelersek aşağıdaki olaylar döngüsü karşımıza çıkar.(Şekil 2.6.)
Dioksin benzeri bileşik (örneğin TCDD) maruziyeti
Dokularda serbest dioksin
Dioksinin dokularda AhR’ye bağlanması
AhR-Dioksin kompleksinin DNA’ya bağlanması
Gen regülasyonu
mRNA regülasyonu
Protein sentesi
Biyokimyasal değişiklikler
Erken hücresel cevaplar (örneğin hücre büyümesi stimulasyonu)
Geç doku cevabı (örneğin kanser) Şekil 2.6. Dioksinin toksik oluşturma mekanizması.(7)
Dioksin ve benzeri bileşiklere maruz kalınması sonucu oluşan yan etkilerin başında; kanser (özellikle sindirim, karaciğer ve gögüs kanserleri) gelişme bozuklukları,
“wasting sendromu”, lenfoid ve gonadal atrofi, kloroakne, hepatotoksisite, damak yarığı, kusurlu böbrek oluşumu gibi doğuma ait bozukluklar ile immunotoksisite, nörotoksisite ve kardiyotoksisite, mide bulantısı, solunum güçlüğü, üreme bozuklukları, doğuştan gelen özürlülük, çocuklarda gelişim bozukluğu, yüksek tansiyon ve astımın geldiği belirtilmiştir (14,17,19).
19
Yapılan bazı araştırmalarda, dioksinin kanser yapıcı etkisinin doğrudan DNA’da mutasyon yapmasından değil de lipit peroksidasyona neden olmasıyla oluştuğu ve bu nedenle anılan bileşiklerin kanserin başlangıç periyodunda fazla etkili olmadığı, fakat gelişme periyodunda önemli bir etkiye sahip olduğu bildirilmiştir.Japonya'da yapılan bir araştırmaya göre dioksine maruz kalmış bebeklerde zeka geriliği ve 8 yaşındaki çocuklarda da kavrama yeteneklerinde gerileme olduğu ortaya çıkmıştır (12).
Dioksinin yağ dokularında biriktiği daha önce söylemiştik. Bu nedenle, bir kişinin uzun yıllar maruz kaldığı miktar anne sütünde ölçüm yapılarak ortaya çıkarabilmektedir. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) çeşitli endüstrileşmiş ülkelerde anne sütünde birçok çalışmalar yaparak ülkeler arasındaki farkları ortaya koymuştur. 2007 yılında Türkiye’de de benzer bir çalışma yapılmıştır. Çalışmada 5 farklı ilden toplanan anne sütündeki PCDD/F ve PCB miktarları ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre, diğer endüstrileşmiş ülkelerle karşılaştırıldığı zaman kayda değer farklılıklar görülmemiştir. Ancak balık tüketiminin yüksek olduğu bölgelerdeki seviyeler çok daha yüksek çıkmıştır. Laboratuvar hayvanları ile yapılan çalışmalarda TCDD'nin toksisitesi cinsiyete göre de farklılık gösterdiği görülmüştür. Çalışmaya göre TCDD'nin gösterdiği toksik etki erkek farelerde daha az olmuştur (12).
Dioksinin etkilerini yüksek doz etkileri ve düşük doz etkileri diye iki kısımda incelemek mümkündür (Tablo 2.4.) (5).
Tablo.2.5. Dioksin birikimim miktarına göre görülen yüksek doz ve düşük doz etkileri.
Yüksek doz etkileri Düşük doz etkileri
Klorakne Gelişimsel problemler
(motor hareketler/hafıza) Karaciğer hasarı İmmunosupresyon
İmmunosupresyon Endokrin sistem bozulmaları Davranış değişikliği Azalmış erkek/kadın doğum oranı Üreme problemleri Azalmış testosteron ve tiroid düzeyleri Doğum defektleri
Deney hayvanlarında kanser
20
3. SONUÇ ve TARTIŞMA
Çevreye yayılan dioksin ve benzeri bileşiklerin oluşumlarında son zamanlarda büyük bir artış olmaktadır. Bu bileşiklerin insan sağlığı için bir tehdit oluşturduğu düşüncesi son yıllarda artmaktadır ve insanlar bu konuda daha da bilinçli hale getirilmektedir.
Dioksinin insan sağlığına etkilerinin ortaya çıkması ve ciddi yan etkilerinin görülmesi sonucu gıdalarda dioksin birikiminin engellenmesi veya uzaklaştırılması amacıyla birçok araştırma yapılmıştır. Bu amaçla yapılan bir çalışmada dioksine maruz kalan fareler 10 gün boyunca astım ilacı olarak bilinen clenbuterol katkılı gıdalarla beslendiğinde yağ dokusunda bulunan toplam dioksin miktarında %30 oranında bir azalma tespit edilmiştir. Yapılan diğer bir çalışmada ise %10 seviyesinde diyetsel lif katkılı gıdalarla beslenen fare ve sıçanlarda, dioksinin vücuttan atılım oranının daha yüksek olduğu tespit edilmiştir (12).
Yine bir başka araştırma sonucuna göre, kızartılmış balıklarda TCDD konsantrasyonunun yüksek oranda azaldığı sonucuna varılmıştır. Aynı şekilde hamburger, yayın balığı ve domuz pastırmasının ızgara ve tavada pişirildiğinde dioksin miktarın önemli oranda azalma olduğu bulunmuş ve hamburgerdeki dioksin miktarının
%30-50'ye kadar düştüğü görülmüştür. Dioksin oranındaki bu düşüşün, pişme sırasında yağın ortalama %42-48 oranındaki kaybıyla ilişkili olduğu bildirilmektedir (20).
Dioksin miktarını azaltmak amacıyla yapılan başka bir çalışmada ise balıkların derisi soyulduğunda TCDD miktarının azaldığı görülmüştür. Hamel ve ark. (1986) ise Phanerochaete chrysooporium adlı küf mantarının klorlu fenoller ve dibenzo-p-dioksin gibi aromatik bileşikleri oksitleyerek parçaladıkları belirtilmiştir (12).
Arıkan ve arkadaşları (2009) laboratuar hayvanları ile yaptıkları bir çalışmada, TCDD’nin toksisitesi cinsiyete göre de farklılık gösterdiği bulunmuş ve çalışma sonucuna göre TCDD’nin gösterdiği toksik etki, erkek farelerde daha az olduğu görülmüştür (12).
21
Aslan ve arkadaşları (2007) yaptıkları çalışmada, Kocaeli’nin çeşitli bölgelerinde yerel olarak üretilen yumurtalarla marketlerden elde edilen ticari yumurtalarda PCDD/F seviyeleri belirlenmiş ve elde edilen değerler dünyanın çeşitli ülkelerinde belirlenen sınır değerlere karşılaştırılmıştır. Çalışma sonrası elde edilen verilere göre yumurta örneklerinde PCDD/F içeriği 0,268-9D,791 pg WHO TEQ/gr yağ değişmekle birlikte en yüksek PCDD/F içeriği Dilovası en düşük ise Kandıra’da elde edilmiştir (21).
Çiftçi (2010) yapılan bir çalışmada TCDD’nin erkek ratlarda sperm kalitesinde önemli derecede bozulmaya neden olduğu sonucuna varılmıştır (8).
Çiftçi (2008) yaptığı bir çalışmasında, Elazığ’ın farklı bölgelerinden el yapımı 20 adet yoğurt numunesi toplandı. Bu örneklerde, dioksin türevlerinden TCDD, PeCDD, HxCDD, OCDD; furan türevlerinden TCDF, PeCDF, HXCDF ve poliklorlu bifenillerden TCB ile HpCB bileşiklerinin düzeyleri araştırıldı. Bu bileşiklerin miktar tayini GC-MS cihazı kullanılarak, USEPA’nın belirlediği 8290 no’lu metoda göre yapıldı. Analizi yapılan yoğurt numunelerindeki dioksin ve benzeri bileşiklerin Toksik Eşdeğer Konsantrasyonu ortalama, 0,0151 ng TEQ/g yağ olarak tespit edildi. Bu değer kullanılarak yapılan hesaplama sonucunda; ülkemizde yaşayan, 70kg ağırlığında bir insanın, analizi yapılan yoğurtlardan günlük olarak 150 gr tüketmesi durumunda kilogram başına aldığı toplam dioksin düzeyinin 1,39 pg TEQ/ kg olduğu hesaplandı.
Sonuç olarak; tespit edilen dioksin ve benzeri bileşik düzeylerinin WHO tarafından 1-4 pg TEQ/kg olarak belirlenen Tolere edilebilir günlük alım düzeyi sınırları içinde olduğu, ancak diğer gıdalardan alınabilecek dioksin miktarları hesaba katıldığında bu oranın yoğurt kaynaklı alımlar için yüksek olduğu tespit edilmiştir (22).
Vural (1995) yaptığı bir çalışmada, Baltık Denizi ve Atlantik Okyanusu’nun Kuzey kıyılarında 5 farklı bölgeden topladıkları ringa örneklerinde ve aynı bölgeden alınan iki farklı som balığında dioksin ve furan kirliliklerini araştırmışlardır. Elde edilen verilere göre gerek ringa gerekse som balığı örneklerinde PCDF olduğu, ringa balığında dioksin izomerlerinin çoğunun belirlenebilir düzeyin altında bulunduğu görülmüştür (15).
Çiftçi (2008) tarafından yapılan bir çalışmada, Kocaeli bölgesinde hava ve toprakta dioksin ve benzeri bileşik düzeyleri araştırılmış. Elde edilen verilere göre bu düzeylerin normal düzeylere göre oldukça yüksek olduğu tespit edilmiştir.
İnsanlar ve hayvanlar, başlıca günlük besinler aracılığıyla dioksine maruz kalmaktadır. Koyun, inek ve tavuk gibi besin değeri olan hayvanlar yemlerle birlikte
22
dioksini alırlar ve dioksinler hayvanların yağ dokusunda birikir. Aynı şekilde dioksinlerle bulaşmış sularda yaşayan balıklarda dioksini almaktadırlar. Bu durumdaki hayvanları tüketen insanlarda dioksin birikimi toksik düzeylere ulaşabilmektedir. Uzun süre dioksin ve benzeri kimyasallara maruz kalınması sonucu, canlılarda önemli sağlık problemleri görülmektedir. Bu yüzden, çevre ve gıda örneklerinde bu kimyasalların varlıklarının ve düzeylerinin tespit edilmesi, canlıların sağlığının korunması ve çevre kirliliğinin önlenmesi için çok önemlidir (12).
Son yıllarda bu yönde somut adımlar atılmaya başlanmış ve sağlık konularında uluslar arası kuruluşlarca gerekli yasal düzenlemeler getirilmiştir. WHO, dioksin ve benzeri bileşiklerin tolere edilebilir günlük miktarını 1-4 pg TEQ/kg olarak belirlemiştir. Ayrıca Türkiye’de de Çevre Bakanlığı arıtma ve yakma tesislerine dioksin ve furan tutucu ünitelerin eklenmesi için lisans vermektedir (23).
Buna rağmen teknolojinin ve sanayinin geliştiği dünyada her geçen gün dioksin ve benzeri bileşiklere daha çok maruz kalınmakta ve birçok sağlık sorunları görülmektedir.
23
KAYNAKLAR
1. Kılıç B, Aşkın O, Gıdalarda Dioksin Varlığı Ve Sağlık Üzerine Etkileri, Türkiye 9. Gıda Kongresi, 24-26, Mayıs, Bolu
2. Stohs SJ, Scholl Of Pharmacy And Allied Health, Creighton University Health Sciences Center, Omaha.
3. Gürsoy O, Poliklorlanmış Dibenzodioksin (PCDDs) Ve Furan (PCDFs) Bileşikleri Ve Bunların Süt Ve Süt Ürünlerindeki Önemi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2001, Cilt:7, Sayı:2, 235-241
4. Taşpınar F. Ve ark, Dioksin Sağlık Riski Değerlendirmesi Üzerine Bir Çalışma, Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 2006,
5. Çok İ, Dioksinler Nedir?, Eczacılık Fakültesi Toksikoloji Dalı, Ankara
6. Yavuz H. Özdemir M. İnsan Ve Hayvan Sağlığı Üzerine Dioksinlerin Etkileri, Türk Hij Den Biyol Dergisi, 2000, Cilt 57, No 2, S : 99 – 108.
7. Dönmez M, Poliklorlanmış Dioksin/Furan Ve Dioksin Benzeri PCB’lerin İnsan Adipoz Doku Ve Anne Sütündeki Düzeylerinin Belirlenip Erkek İnfertilitesi İle İlişkisinin Araştırılması, Doktora Tezi, Sğlık Bilimleri Enstitüsü, 2009 Ekim, Ankara, 186.
8. Çiftçi O, Dioksinli Bileşiklerin Etki Mekanizması Kimyasal Yapısı Ve Toksikokinetik Özelliklerinin İncelenmesi, İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, 2010, Cilt:17, Sayı:4, 413-22
9. Hişmioğulları Ş ve ark, Dioksin Ve Dioksin Benzeri Kimyasalların Toksik Etkileri, Balıkesir Sağlık Bilimleri Dergisi, 2012, Cilt:1, Sayı:1
10. tez 2
11. Qixuan C, Sijian W, Variable Selection For Multiply-İmputed Data With Application To Dioxin Exposure Study, Statitics In Medicine, 2013.
12. Arıkan D, Yetim H, Gıdalarda Dioksin Kontaminasyonu Ve İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri, Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2000, Cilt:12, 9-15
24 13. Şenyuva H, Gilbert J, Dioksin/PCB Analiz Gerekliliği, Türkiye
14. Güneş G.Dioksin ve Furan’ın Oluşum Mekanizmaları ve Giderilme Teknolojileri, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul
15. Vural H. Gıda Kirliliği Açısından Dioksin Ve Furan İzomerleri, Ekoloji Dergisi,1995, Nisan-Mayıs-Haziran, Sayı:15
16. Anon, 2009, Dioxin. http://en.wikipedia.org/wiki
17. Şahbaz F. Acar J., 1993. Dioksin ve Dioksinin Gıdalara Bulaşma Olasılıkları, Gıda, 18 (4) 243-245.
18. Salahov M, Ayvaz Z, Dioksin Problemi, Ekoloji Dergisi, 1993, Nisan-Mayıs- Haziran, Sayı:7
19. Çiftçi O. Elazığ ve Çevresinde Tüketilen Tereyağlarında, Dioksin ve Benzeri Bileşik Düzeylerinin Araştırılması, Fırat Üniversitesi Sağlık Bilimler Dergisi, 2008, 22 (5): 289 – 292.
20. Huwe J. K., 2002. Dioxins in Food: A Modern Agricultural Perspective. Journal Agricultural and Food Chemistry. 50: 1739-1750.
21. Aslan S. Ve ark, Kocaeli’nde Yerel Olarak Üretilen Yumurtalarda Dioksin Ve Furan Seviyelerinin Belirlenmesi, 7. Uluslar Arası Mühendislik Kongresi, 2007 Ekim, İzmir
22. Çiftçi O. Elazığ’daki Bazı El Yapımı Yoğurtlarda Dioksinli Bileşik Düzeylerinin Belirlenmesi, Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları, 2008 23. Anon, 1997. Elektroark Ocaklı Tesislerin Çalışma Ortamında Dioksin Tayini.
TS. 12285, TSE, Ankara.
25
