Outdoor air pollution is classified as carcinogenic to humans and exposure to it contributes to increased incidence of various diseases, including cardiovascular, neurological or pulmonary disorders. Vehicle engine emissions represent a significant part of outdoor air pollutants, particularly in large cities with high population density. Considering the potentially negative health impacts of engine emissions exposure, the application of reliable test systems allowing assessment of the biological effects of these pollutants is crucial. The exposure systems should use relevant, preferably multicellular, cell models that are treated with the complete engine exhaust (i.e. a realistic mixture of particles, chemical compounds bound to them and gaseous phase) at the air-liquid interface. The controlled delivery and characterization of chemical and/or particle composition of the exhaust should be possible. In this mini-review we report on such exposure systems that have been developed to date. We focus on a brief description and technical characterization of the systems, and discuss the biological parameters detected following exposure to a gasoline/diesel exhaust. Finally, we summarize and compare findings from the individual systems, including their advantages/limitations.
- MeSH
- benzin analýza toxicita MeSH
- látky znečišťující vzduch analýza toxicita MeSH
- lidé MeSH
- monitorování životního prostředí metody MeSH
- výfukové emise vozidel analýza toxicita MeSH
- vystavení vlivu životního prostředí škodlivé účinky analýza MeSH
- znečištění ovzduší škodlivé účinky analýza MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- srovnávací studie MeSH
Autoři provedli rešerši literatury zabývající se případy akutní otravy ropnými produkty a zároveň popsali nový smrtelný případ sebevraždy požitím benzínu. Konkrétně byla přezkoumána řada studií s cílem aktualizovat a shrnout příslušnou literaturu týkající se výskytu, sociodemografických ukazatelů, způsobů otrav, diagnosticko-toxikologických postupů, faktorů souvisejících s přežitím a úmrtností při akutní intoxikaci ropou/benzínem. Výsledky ukazují, že akutní otrava ropou a jejími produkty je relativně vzácná. Mezi pacienty byla pozorována prevalence mužů a většina případů byla klasifikována jako pokusy o sebevraždu. Nejčastějším způsobem otravy bylo orální požití, avšak byl zaznamenán i případ intravenózní injekce. Míra přežití byla nízká, ze všech literárně uváděných případů se dvě třetiny intoxikovaných podařilo transportovat do nemocnice, ale pouze čtvrtinu z nich se podařilo zachránit.
A literature review of cases of acute poisoning by petroleum and its distillates was conducted, while a new fatal case of suicide by gasoline intake is reported. Specifically, a number of studies were reviewed in order to update and summarize the relevant literature on the incidence, sociodemographic variables, method of poisoning, diagnostic - toxicological procedures, variables associated with survival and fatality on acute petroleum/gasoline intoxication. Results show that acute poisoning by petroleum and its distillates is relatively rare. Male prevalence was observed among patients, while most incidents were classified as suicide attempts. Oral ingestion was the most frequent method of intake, while a case of intravenous injection was also reported. The survival rates were low, as among all literature cases, two thirds of them managed to reach the hospital alive, and only the one fourth of them had a medically successful outcome.
- MeSH
- benzin * analýza toxicita MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- otrava * diagnóza etiologie MeSH
- pitva MeSH
- sebevražda MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
An analysis of the toxic effects of emissions should reflect real traffic conditions. The exhaust emissions of particulate matter from diesel engines strongly depend on their operating conditions, with low-speed, low-load "urban creep" conditions, common for truck traffic in heavily congested urban areas, being one of the worst. We aimed to detect the genotoxicity of organic extracts from particulate matter in the exhaust of the diesel engine Zetor 1505 running on diesel and biodiesel (B100) fuels at characteristic modes of extended "urban creep", typical for transit truck traffic in Prague, comparing the first 5 min of idling with extended (20-80 min) idling, full load after idle, "stabilized" full load, and 30% load. The diluted exhaust was sampled with high volume samplers on glass fiber fluorocarbon coated filters. The filters were extracted with dichloromethane and DNA damage was analyzed in A549 cells using comet assay, with the inclusion of formamidopyrimidine DNA glycosylase (FPG) and endonuclease III (ENDOIII) to recognize oxidized DNA bases. The cells were exposed to extractable organic matter (EOM) for 4 and 24 h at non-cytotoxic dose corresponding to 0.001 m3 of undiluted exhaust gas per ml cell media. At the 4 h exposure interval, all samples from B100 and diesel emissions induced DNA damage. EOM from the extended idle engine mode exerted the strongest genotoxic effect for both fuels. Twenty hours later, the cells exposed to diesel EOM exhibited a further increase of DNA strand breaks compared to the preceding interval. In contrast, DNA damage seemed to be fully repaired in cells treated with EOM derived from biodiesel B100. The preliminary results suggest that (i) diesel emissions are more genotoxic than the emissions from B100, (ii) biodiesel induced DNA lesions are repaired within 24 h.
- MeSH
- benzin analýza toxicita MeSH
- biopaliva analýza toxicita MeSH
- buňky A549 MeSH
- chemická frakcionace metody MeSH
- karcinogeny životního prostředí analýza toxicita MeSH
- kometový test MeSH
- lidé MeSH
- oxidace-redukce MeSH
- pevné částice toxicita MeSH
- pilotní projekty MeSH
- polycyklické aromatické uhlovodíky izolace a purifikace toxicita MeSH
- poškození DNA MeSH
- rozpouštědla MeSH
- těkavé organické sloučeniny izolace a purifikace toxicita MeSH
- viabilita buněk účinky léků MeSH
- výfukové emise vozidel analýza toxicita MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- srovnávací studie MeSH
Modern vehicles equipped with Gasoline Direct Injection (GDI) engine have emerged as an important source of particulate emissions potentially harmful to human health. We collected and characterized gasoline exhaust particles (GEPs) produced by neat gasoline fuel (E0) and its blends with 15% ethanol (E15), 25% n-butanol (n-But25) and 25% isobutanol (i-But25). To study the toxic effects of organic compounds extracted from GEPs, we analyzed gene expression profiles in human lung BEAS-2B cells. Despite the lowest GEP mass, n-But25 extract contained the highest concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), while i-But25 extract the lowest. Gene expression analysis identified activation of the DNA damage response and other subsequent events (cell cycle arrest, modulation of extracellular matrix, cell adhesion, inhibition of cholesterol biosynthesis) following 4 h exposure to all GEP extracts. The i-But25 extract induced the most distinctive gene expression pattern particularly after 24 h exposure. Whereas E0, E15 and n-But25 extract treatments resulted in persistent stress signaling including DNA damage response, MAPK signaling, oxidative stress, metabolism of PAHs or pro-inflammatory response, i-But25 induced changes related to the metabolism of the cellular nutrients required for cell recovery. Our results indicate that i-But25 extract possessed the weakest genotoxic potency possibly due to the low PAH content.
- MeSH
- benzin analýza toxicita MeSH
- biopaliva analýza toxicita MeSH
- buněčné linie MeSH
- butanoly analýza toxicita MeSH
- ethanol chemie MeSH
- genetická transkripce účinky léků MeSH
- látky znečišťující vzduch analýza toxicita MeSH
- lidé MeSH
- MAP kinasový signální systém účinky léků MeSH
- organické látky chemie toxicita MeSH
- oxidační stres účinky léků MeSH
- pevné částice toxicita MeSH
- plíce účinky léků patologie MeSH
- polycyklické aromatické uhlovodíky analýza toxicita MeSH
- poškození DNA MeSH
- stanovení celkové genové exprese MeSH
- výfukové emise vozidel analýza toxicita MeSH
- zánět chemicky indukované patologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
This study used toxicogenomics to identify the complex biological response of human lung BEAS-2B cells treated with organic components of particulate matter in the exhaust of a diesel engine. First, we characterized particles from standard diesel (B0), biodiesel (methylesters of rapeseed oil) in its neat form (B100) and 30% by volume blend with diesel fuel (B30), and neat hydrotreated vegetable oil (NEXBTL100). The concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their derivatives in organic extracts was the lowest for NEXBTL100 and higher for biodiesel. We further analyzed global gene expression changes in BEAS-2B cells following 4 h and 24 h treatment with extracts. The concentrations of 50 µg extract/mL induced a similar molecular response. The common processes induced after 4 h treatment included antioxidant defense, metabolism of xenobiotics and lipids, suppression of pro-apoptotic stimuli, or induction of plasminogen activating cascade; 24 h treatment affected fewer processes, particularly those involved in detoxification of xenobiotics, including PAHs. The majority of distinctively deregulated genes detected after both 4 h and 24 h treatment were induced by NEXBTL100; the deregulated genes included, e.g., those involved in antioxidant defense and cell cycle regulation and proliferation. B100 extract, with the highest PAH concentrations, additionally affected several cell cycle regulatory genes and p38 signaling.
- MeSH
- anotace sekvence MeSH
- benzin analýza toxicita MeSH
- biopaliva analýza toxicita MeSH
- bronchy cytologie účinky léků metabolismus MeSH
- epitelové buňky cytologie účinky léků metabolismus MeSH
- látky znečišťující vzduch analýza toxicita MeSH
- lidé MeSH
- oleje rostlin chemie MeSH
- pevné částice analýza toxicita MeSH
- polycyklické aromatické uhlovodíky analýza toxicita MeSH
- regulace genové exprese u rostlin * MeSH
- rostlinné proteiny genetika metabolismus MeSH
- signální transdukce MeSH
- stanovení celkové genové exprese MeSH
- transformované buněčné linie MeSH
- výfukové emise vozidel analýza MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- srovnávací studie MeSH
The present study was performed to identify possible genotoxicity induced by organic extracts from particulate matter in the exhaust of two typical diesel engines run on diesel fuel and neat heated fuel-grade rapeseed oil: a Cummins ISBe4 engine tested using the World Harmonized Steady State Test Cycle (WHSC) and modified Engine Steady Cycle (ESC) and a Zetor 1505 engine tested using the Non-Road Steady State Cycle (NRSC). In addition, biodiesel B-100 (neat methylester of rapeseed oil) was tested in the Cummins engine run on the modified ESC. Diluted exhaust was sampled with high-volume samplers on Teflon coated filters. Filters were extracted with dichlormethane (DCM) and DNA adduct levels induced by extractable organic matter (EOM) in an acellular assay of calf thymus DNA coupled with (32)P-postlabeling in the presence and absence of rat liver microsomal S9 fraction were employed. Simultaneously, the chemical analysis of 12 priority PAHs in EOM, including 7 carcinogenic PAHs (c-PAHs) was performed. The results suggest that diesel emissions contain substantially more total PAHs than rapeseed oil emissions (for the ESC) or that these concentrations were comparable (for the WHSC and NRSC), while c-PAHs levels were comparable (for the ESC) or significantly higher (for the WHSC and NRSC) for rapeseed oil emissions. DNA adduct levels induced by diesel and rapeseed oil derived EOM were comparable, but consistently slightly higher for diesel than for rapeseed oil. Highly significant correlations were found between 12 priority PAHs concentrations and DNA adduct levels (0.980; p<0.001) and these correlations were even stronger for c-PAHs (0.990; p<0.001). Metabolic activation by the microsomal S9 fraction resulted in several fold higher genotoxicity, suggesting a major contribution of PAHs to genotoxicity. Directly acting compounds, other than c-PAHs, and not requiring S9 to exhibit DNA reactivity were also significant. Generally, DNA adduct levels were more dependent on the type of engine and the test cycle than on the fuel. Our findings suggest that the genotoxicity of particulate emissions from the combustion of rapeseed oil is significant and is comparable to that from the combustion of diesel fuel. A more detailed study is ongoing to verify and extent these preliminary findings.
- MeSH
- adukty DNA analýza MeSH
- benzin toxicita MeSH
- jaterní mikrozomy účinky léků MeSH
- játra účinky léků MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- mutageny analýza MeSH
- neparametrická statistika MeSH
- oleje rostlin chemie toxicita MeSH
- pevné částice chemie toxicita MeSH
- polycyklické aromatické uhlovodíky analýza MeSH
- výfukové emise vozidel analýza toxicita MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- srovnávací studie MeSH
- MeSH
- benzin otrava škodlivé účinky toxicita MeSH
- petrolej otrava škodlivé účinky toxicita MeSH
- policie organizace a řízení využití MeSH
- ropa otrava škodlivé účinky toxicita MeSH
- topné oleje otrava škodlivé účinky toxicita MeSH
- vystavení vlivu životního prostředí prevence a kontrola škodlivé účinky MeSH
- MeSH
- benzin analýza klasifikace škodlivé účinky toxicita využití MeSH
- chlorované uhlovodíky * škodlivé účinky toxicita MeSH
- hygiena práce MeSH
- lidé MeSH
- nebezpečné látky otrava škodlivé účinky MeSH
- pracovní expozice * prevence a kontrola škodlivé účinky MeSH
- rozpouštědla * chemie škodlivé účinky toxicita MeSH
- statistika jako téma MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Geografické názvy
- Slovenská republika MeSH
V předkládané publikaci je popisováno zařízení, jež lze využít pro výzkumné práce v oblasti toxikologie vzdušných polutantů, konkrétně toxikologie komplexních uhlovodíkových směsí. Typickou komplexní uhlovodíkovou směsí se širokou mož1 pracovních i mimopracovních expozic je automobilový benzin. Popisovaný expoziční systém byl sestaven pro experimenty zaměřené na hodnocení biologické odpovědi organismu pokusných zvířat po inhalační expozici parám benzinu. V práci je diskutována problematika konstrukce expozičních komor a především systémů přípravy inhalačních médií. Podrobně jsou rozebírány dva způsoby přípravy benzinových par: systém evaporace na koloně při 25 *C, poskytující stabilní expoziční atmosféru v rozsahu koncentrací 250 až 3 600 mg. m-3, a systém s úplnou evaporací, s rozsahem koncentrací 450 a 9 000 mg . m-3 Detailně je popisována metodika kontroly expoziční atmosféry včetně statistického vyhodnocení. Toxikologickému účelu experimentálních prací, tj. zjištění maximálních toxických účinků inhalované uhlovodíkové směsi, lépe vyhovuje technika úplné evaporace benzinu.
This paper described an apparatus for research work into air poUution toxicology in particular the toxicology of complex hydrocarbon mixtures. Petrol is a typical member of the group of complex hydrocarbon mixtures, with a broad spectrum of possible occupational and non-occupational exposures. The exposure apparatus was designed, manufactured and set up for routine experiments intent on the biological answer of experimental animals after inhalation exposure to petrol vapours. The construction of exposure chambers and the preparation of inhaled mixtures are discussed. Two types of petrol vapour generation an described: the evaporation system on the column, with a range of concentrations from 250 mg/m -3 to 3 600 mg/m-3, and the system with total evaporation with a range of concentrations from 450 mg/m-3 to 9 000 mg/m-3. The method of exposure control including the statistical evaluation, is described in details. The technology with total petrol evaporation was found to better for the purpose of toxicological experiments, i.e. evaluation the maximal toxic effects of a tested hydrocarbon mixture.
- MeSH
- benzen MeSH
- benzenové deriváty MeSH
- benzin krev toxicita MeSH
- chromatografie plynová MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
