Наука об экспозиции
Наука о воздействии – это изучение контактов между людьми (и другими организмами) и вредными агентами в окружающей их среде – будь то химические, физические, биологические, поведенческие или психические стрессоры – с целью выявления причин и предотвращения неблагоприятных последствий для здоровья. они приводят к. [1] [2] Это может включать воздействие дома, на рабочем месте, на открытом воздухе или в любой другой среде, с которой может столкнуться человек. [3] Термин «воздействие» является общим термином для многих различных типов, начиная от ультрафиолетового воздействия, [4] воздействие химических веществ, содержащихся в пище, которую мы едим, [5] продолжительный рабочий день является профессиональным фактором, который в наибольшей степени связан с бременем болезней. [6]
Необходимость в этой области возникает из-за широкого спектра воздействий, которые привели к негативным последствиям для здоровья людей и других организмов, и в основном основное внимание уделяется взаимосвязи между внешним облучением, внутренним облучением и дозой . [2] Путем тесной интеграции областей эпидемиологии , токсикологии , биохимии , науки об окружающей среде и оценки рисков достигается целостное понимание воздействия для защиты здоровья человека и экосистем на индивидуальном, общественном и глобальном уровнях. [1] Хотя история науки об облучении поначалу начиналась медленно, за последние три десятилетия развитие значительно ускорилось. [7] в том числе и начало формирования «разоблачителя». [8] Однако многое еще остается неизвестным, и исследования в этой области только расширяются, чтобы охватить все большее количество выявленных воздействий.
Нуждаться
[ редактировать ]Необходимость научных исследований по воздействию обусловлена широким спектром неблагоприятных последствий для здоровья, которые обременяют население. Всемирная организация здравоохранения прогнозирует, что примерно от 24% до 40% глобального бремени болезней является результатом факторов окружающей среды, что представляет собой основное бремя для здоровья в развитых странах, а дым в помещениях от топлива для приготовления пищи является причиной 3,8 миллионов смертей каждый год. [9] Другие заболевания и смертность в результате воздействия также включают рак (например, меланому от воздействия ультрафиолета), аутизм (связанный с высоким уровнем загрязнения воздуха), болезнь Паркинсона (связанную с воздействием оксида азота) и повреждение клеток, вызывающее диабет, сердечно-сосудистые заболевания. заболеваний и заболеваний легких. [10]
С момента начала исследований было сделано много прорывов, которые улучшили и защитили здоровье людей. Примером может служить связь между воздействием ультрафиолета и развитием всех трех основных форм рака кожи. [11] что в конечном итоге привело к разработке профилактических мер, таких как осведомленность о солнцезащитном креме. Воздействие внутриутробных инфекций (например, гриппа, краснухи) связано с повышенным риском развития аутизма и шизофрении. [12] Разработка одежды и материалов, которые защищают медицинских работников от заражения, а пожарных от воздействия тепла, привела к усилению защиты в этих профессиях. [13]
Однако наука о воздействии стремится понять и защитить не только здоровье человека, и существует множество документально подтвержденных случаев, когда воздействие человеческой деятельности наносит вред окружающей среде. В 2003 году было обнаружено, что повреждение печени у рыб в Пьюджет-Саунде (штат Вашингтон) связано с загрязнением воды полициклическими ароматическими углеводородами, содержащимися в угле и бензине. [14] В частности, было также обнаружено разрушение озонового слоя в результате присутствия хлорфторуглеродов и галонов в холодильниках, кондиционерах, авиационных галонах и аэрозольных баллончиках. [15] [16] Производство парниковых газов из таких источников, как транспорт и сельское хозяйство, тесно связано с глобальным потеплением. [17] что впоследствии приводит к повышению уровня моря и нанесению ущерба окружающей среде, в которой обитают многие виды. [18]
История
[ редактировать ]Один из самых ранних отчетов об исследованиях воздействия был проведен Гиппократом в 400 г. до н.э., когда он опубликовал книгу «Воздух, вода и места», в которой описывалось, что воздух, вода, пища и качество жизни влияют на распространенность заболеваний человека. [19] В конце 1900-х годов (н.э.) стало публиковаться все больше и больше исследований, таких как связь между загрязнением воды и холерой в Лондоне в 1855 году. [20] Тем не менее, одной из заслуживающих внимания публикаций, которая заложила основу для расширения науки о воздействии до того, чем она стала сегодня, была «Оценка воздействия на человека загрязнителей воздуха: достижения и возможности», подготовленная Национальным исследовательским советом. [21] [7] Он был первым, кто «определил основные принципы оценки воздействия». [2] и привело к увеличению инвестиций в экспозиционные технологии, развитию научных программ по воздействию, таких как HELIX. [22] и Национальная лаборатория исследования воздействия. [23] Самым последним достижением в науке о воздействии является смещение акцента на разработку «экспосома», чтобы соответствовать уже начатому созданию полного «генома». [8] [24]
Путь от источника к заболеванию
[ редактировать ]Понимание пути воздействия от источника к заболеванию дает целостную картину того, где возникает воздействие и приводит к вреду для организма, как это цитируют Пол Лиой и Кирк Смит (2021): «Наука о воздействии напрямую связана с источниками, которые можно контролировать. и к внутренней среде организмов, вызывающих беспокойство». [7] [2]
Источник воздействия можно разделить на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние) источники. К экзогенным источникам относятся такие примеры, как радиация, загрязнители воздуха, продукты питания и социальные взаимодействия. К эндогенным источникам относятся такие примеры, как микрофлора кишечника, окислительный стресс и эмоциональный стресс. [10] [25] Признается, что внутренние источники облучения могут быть результатом предшествующих внешних источников. Например, воздействие диеты с дефицитом витамина B12 может вызвать гипергомоцистеинемию, которая увеличивает окислительный стресс в организме, что приводит к возможному развитию сосудистой деменции и инсульта. [26] Идентификация источника имеет важное значение для определения фактора, который может оказать вредное воздействие на человека или другие организмы. Это также показатель того, какие конкретные области следует включить в исследования их воздействия. Например, облучение, связанное с питанием, потребует участия диетологов, однако воздействие радиации не потребует участия химика. [ нужна ссылка ]
Контакт относится к месту или методу, при котором организм подвергается воздействию источника. Например, риск контакта с солнечным УФ-излучением возникает только в дневное время, а не ночью. [11] Человек (или другой организм), вступающий в контакт с облучением, переходит в другую среду или может изменить дозу или частоту контакта с источником. [1] Установление контактов позволяет исследователям определить, как их можно избежать или уменьшить. Например, запрет на арахисовые продукты (например, арахисовое масло) в школах снижает вероятность того, что ребенок с аллергией на арахис случайно вступит в контакт, тем самым предотвращая реакцию. [27]
При контакте с источником воздействия путь воздействия представляет собой путь, по которому воздействие достигает областей организма, где оно потенциально может нанести ущерб. Примеры распространенных путей включают вдыхание, проглатывание, попадание через кожу или загрязнение раны. [7] Путь может определить скорость, с которой может произойти вредное воздействие, при этом самым быстрым путем воздействия считается вдыхание, за которым следует кожный контакт и проглатывание. [28]
Термин « доза » часто используется взаимозаменяемо с термином «воздействие» или упоминается как экспозиционная доза, целевая доза, внутренняя доза или внешняя доза, и это лишь некоторые из них. [1] Измерение дозы воздействия, необходимой для причинения вреда, имеет важное значение для определения порога, при котором степень воздействия превышает безвредную величину и становится токсичной. [29] Именно здесь область науки о воздействии напрямую связана с токсикологией. Доза также может включать период времени, в течение которого организм подвергается воздействию: чем больше времени подвергается воздействию, тем выше доза и тем выше вероятность того, что она превысит порог. [ нужна ссылка ]
Если доза превышает порог токсичности, она может вызвать биологический эффект, который приведет к заболеванию организма. [7] Неблагоприятные последствия для здоровья, вызванные воздействием, являются основной причиной возникновения области науки о воздействии. [1] [2]
Концепция «разоблачения»
[ редактировать ]Понятие экспосома было впервые сформулировано Кристофером Полом Уайлдом. [8] как «воздействие окружающей среды на протяжении всей жизни (включая факторы образа жизни), начиная с пренатального периода». Однако аналогичные определения были изменены на основе этого, включая Миллера и Джонса, [30] который переопределил экспосому как «кумулятивную меру воздействия окружающей среды и связанных с ней биологических реакций на протяжении всей жизни, включая воздействие окружающей среды, диеты, поведения и эндогенных процессов». Изучение экспосомы теперь получило название «экспосомика» в отношении всех технологий, используемых для изучения окружающей среды, клеток и химических веществ организма. [10]
Идея возникла из ранее существовавшей концепции «генома » , полного набора генетически закодированных инструкций, которые функционируют в организме, на которых Уайлд сосредоточился на протяжении всей своей карьеры в области оценки воздействия и геномики рака . Понимание генома привело к возможности прогнозировать тех, кто предрасположен к определенным хроническим заболеваниям. [8] В своей исследовательской области Кристофер Уайлд определяет воздействие окружающей среды как основной фактор, влияющий и загадку заболеваемости раком. Он пришел к выводу, что «экспосом», как и геном, необходим для картирования полного набора воздействий окружающей среды, с которыми человек сталкивается на протяжении всей своей жизни, чтобы легко предотвратить и идентифицировать источники хронических заболеваний, вызванных воздействием, а также целевой возраст. группы. [24]
В 2012 году Уайлд продолжил расширять свое описание разоблачения и его последствий. [24] Он включает внутренние процессы организма, такие как обмен веществ, гормоны, микрофлора и окислительный стресс, внешние воздействия, такие как радиация, инфекционные агенты и диета, а также социальные, экономические и психологические воздействия. Повышенная простота генотипирования и изучения полиморфизмов привела к серьезному сдвигу в исследованиях, связанных с генными заболеваниями, в 1990-х годах, а в последнее время новые дизайны исследований позволяют исследователям следить за увеличением размера выборки. [8] Однако также в 2012 году Уайлд описал реалистичные инструменты и методы, которые можно использовать для эффективной разработки экспосома. Сюда входили омика биомаркеров (например, геномика, транскриптомика и иммуномика ), сенсорные технологии (например, использование мобильных телефонов для измерения физической активности, стресса, ритмов сна) и визуализация (для диеты, социальных взаимодействий). [ нужна ссылка ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и Совет, Национальные исследования (2012). Наука об экспозиции в 21 веке: видение и стратегия . дои : 10.17226/13507 . ISBN 978-0-309-26468-6 . ПМИД 24901193 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Р., Лиой, Пол Дж. Смит, Кирк (31 января 2013 г.). «Обсуждение науки о воздействии в 21 веке: видение и стратегия» . Перспективы гигиены окружающей среды . 121 (4). Национальный институт наук о гигиене окружающей среды: 405–409. дои : 10.1289/ehp.1206170 . OCLC 841828808 . ПМК 3620766 . ПМИД 23380895 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Дионисио, Кэти Л.; Фрейм, Алисия М.; Голдсмит, Майкл-Рок; Вамбо, Джон Ф.; Лидделл, Алан; Кэти, Томми; Смит, Дорис; Вейл, Джеймс; Эрнстофф, Алекси С.; Фантке, Питер; Жолле, Оливье (2015). «Изучение путей воздействия на потребителей и моделей использования химических веществ в окружающей среде» . Токсикологические отчеты . 2 : 228–237. дои : 10.1016/j.toxrep.2014.12.009 . ISSN 2214-7500 . ПМК 5598258 . ПМИД 28962356 .
- ^ Лукас, Робин М (2011). «Эпидемиологическая перспектива воздействия ультрафиолета - проблемы общественного здравоохранения». Глаза и контактные линзы: наука и клиническая практика . 37 (4): 168–175. doi : 10.1097/icl.0b013e31821cb0cf . ISSN 1542-2321 . ПМИД 21670693 .
- ^ Ландекер, Ханна (2011). «Пища как воздействие: эпигенетика питания и новый метаболизм» . Биообщества . 6 (2): 167–194. дои : 10.1057/biosoc.2011.1 . ISSN 1745-8552 . ПМЦ 3500842 . ПМИД 23227106 .
- ^ Пега, Фрэнк; Нафради, Балинт; Момен, Натали К.; Уджита, Юка; Штрайхер, Кай Н.; Прюсс-Устюн, Аннет М.; Деската, Алексис; Дрисколл, Тим; Фишер, Фрида М.; Годдерис, Лоде; Киивер, Ханна М. (2021). «Глобальное, региональное и национальное бремя ишемической болезни сердца и инсульта, связанное с продолжительным рабочим днем, в 194 странах, 2000–2016 гг.: Систематический анализ совместных оценок ВОЗ и МОТ бремени болезней и травматизма, связанных с работой» . Интернационал окружающей среды . 154 : 106595. doi : 10.1016/j.envint.2021.106595 . ISSN 0160-4120 . ПМК 8204267 . ПМИД 34011457 . S2CID 234793890 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Лиой, Пол Дж. (2010). «Наука об экспозиции: взгляд на прошлое и вехи на будущее» . Перспективы гигиены окружающей среды . 118 (8): 1081–1090. дои : 10.1289/ehp.0901634 . ПМК 2920079 . ПМИД 20308034 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Дикий, Кристофер Пол (2005). «Дополнение генома «экспосомом»: выдающаяся задача измерения воздействия на окружающую среду в молекулярной эпидемиологии» . Эпидемиология рака, биомаркеры и профилактика . 14 (8): 1847–1850. doi : 10.1158/1055-9965.EPI-05-0456 . ISSN 1055-9965 . ПМИД 16103423 . S2CID 6446979 .
- ^ «Здравоохранение и окружающая среда» . www.who.int . Проверено 13 мая 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Наука об экспозиции» . Национальный институт наук о здоровье окружающей среды . Проверено 13 мая 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Стон, Йохан; Григалавичюс, Мантас; Батурайте, Живиле; Дальбак, Арне; Юзенене, Аста (2015). «Взаимосвязь между воздействием УФ-излучения и заболеваемостью раком кожи: УФ-излучение и рак кожи». Фотодерматология, фотоиммунология и фотомедицина . 31 (1): 26–35. дои : 10.1111/phpp.12139 . ПМИД 25213656 . S2CID 20010160 .
- ^ Браун, Алан С. (2012). «Эпидемиологические исследования воздействия внутриутробной инфекции и риска шизофрении и аутизма» . Развивающая нейробиология . 72 (10): 1272–1276. дои : 10.1002/днеу.22024 . ПМЦ 3435457 . ПМИД 22488761 .
- ^ Долез, Патрисия И.; Ву-Хан, Тоан (2009). «Последние разработки и потребности в материалах, используемых для средств индивидуальной защиты, и их испытания». Международный журнал по охране труда и эргономике . 15 (4): 347–362. дои : 10.1080/10803548.2009.11076815 . ISSN 1080-3548 . ПМИД 20003769 . S2CID 26150582 .
- ^ Майерс, Марк С.; Джонсон, Линдал Л.; Коллиер, Трейси К. (2003). «Установление причинно-следственной связи между воздействием полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и новообразованиями печени и связанными с неоплазией поражениями печени при английской подошве (Pleuronectes vetulus)». Оценка человеческого и экологического риска . 9 (1): 67–94. дои : 10.1080/713609853 . ISSN 1080-7039 . S2CID 84511463 .
- ^ Фарман, Дж. К.; Гардинер, Б.Г.; Шанклин, доктор медицинских наук (1985). «Большие потери общего озона в Антарктиде свидетельствуют о сезонном взаимодействии ClOx/NOx» . Природа . 315 (6016): 207–210. Бибкод : 1985Natur.315..207F . дои : 10.1038/315207a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4346468 .
- ^ «Каковы источники ХФУ?» . Наука . Проверено 27 мая 2022 г.
- ^ Аррениус, Сванте (1896). «О влиянии углекислоты в воздухе на температуру земли» (PDF) . Журнал науки . 41 : 237–276 – через Королевское химическое общество.
- ^ «Повышается ли уровень моря?» . Oceanservice.noaa.gov . Проверено 27 мая 2022 г.
- ^ Бернетт, CSF (1984). «Авраам Вассерштейн: комментарий Галена к трактату Гиппократа «Воздухи, воды, места в еврейском переводе Соломона ха-Меати». (Труды Израильской академии наук и гуманитарных наук, 6. 3.) Стр. 119. Иерусалим: Израиль Академия наук и гуманитарных наук, 1982. Бумага» . Классический обзор . 34 (2): 315. дои : 10.1017/S0009840X00104081 . ISSN 1464-3561 . S2CID 162267457 .
- ^ Сноу, Джон (1855). О способах передачи холеры . Джон Черчилль.
- ^ Совет национальных исследований; Исследования, Отдел Земли и жизни; наук, Комиссия по жизни; Загрязнители, Комитет по достижениям в оценке воздействия на человека переносимых по воздуху веществ (1 февраля 1991 г.). Оценка воздействия на человека загрязнителей воздуха: достижения и возможности . Пресса национальных академий. ISBN 978-0-309-04284-0 .
- ^ «Дом - HELIX | Создание разоблачения ранней жизни» . www.projecthelix.eu . Проверено 27 мая 2022 г.
- ^ Национальные академии наук, инженерия; Исследования, Отдел Земли и жизни; Токсикология, Совет по экологическим исследованиям и; Оценки, Комитет по включению науки 21 века в систему управления рисками (05 января 2017 г.). Достижения в области науки об экспозиции . Издательство национальных академий (США).
{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б с Дикий, Кристофер Пол (2012). «Разоблачение: от концепции к полезности» . Международный журнал эпидемиологии . 41 (1): 24–32. дои : 10.1093/ije/dyr236 . ISSN 0300-5771 . ПМИД 22296988 .
- ^ Раппапорт, Стивен М. (2011). «Последствия экспосома для науки о воздействии» . Журнал науки о воздействии и экологической эпидемиологии . 21 (1): 5–9. дои : 10.1038/jes.2010.50 . ISSN 1559-064X . ПМИД 21081972 . S2CID 858966 .
- ^ Уэно, Асако, Эномото, Соичи; Нагата, Мивако; Икава, Масамичи; Яманака, Дайки; Тацухико ; Добавки витамина B12 на когнитивные функции и гомоцистеин у пациентов с дефицитом витамина B12 и когнитивными нарушениями» . Питательные вещества . 14 (7): 1494. doi : /nu14071494 . ISSN 2072-6643 . PMC 9002374. . PMID 35406106 10.3390
- ^ «Минимизация риска воздействия аллергенов» . Education.nsw.gov.au . 31 марта 2022 г. Проверено 27 мая 2022 г.
- ^ Системы, Комиссия Национального исследовательского совета (США) по инженерно-техническим вопросам; наук, Комиссия Национального исследовательского совета (США) по вопросам жизни; Маккоун, Томас Э.; Хьюи, Беверли М.; Даунинг, Эдвард; Даффи, Лаура М. (2000). Окружающая среда и пути воздействия . Издательство национальных академий (США).
- ^ Холфорд, Николас Х.Г.; Шейнер, Льюис Б. (1981). «Понимание взаимосвязи доза-эффект». Клиническая фармакокинетика . 6 (6): 429–453. дои : 10.2165/00003088-198106060-00002 . ISSN 1179-1926 . ПМИД 7032803 . S2CID 9337877 .
- ^ Миллер, Гэри В.; Джонс, Дин П. (2014). «Природа воспитания: уточнение определения экспосомы» . Токсикологические науки . 137 (1): 1–2. дои : 10.1093/toxsci/kft251 . ISSN 1096-6080 . ПМК 3871934 . ПМИД 24213143 .