Gustavson, K., Rigét, F., Dietz, R., Sonne, C., Krüger, T. & Bonefeld-Jørgensen, E. 2014. Fysiologisk baseret farmaco-kinetisk modellering af kontaminanter i mennesker - et redskab som kan forbedre vurdering af belastning og effekter af kontaminanter på arktiske befolkningsgrupper. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 30 s. - Teknisk rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 34. http://dce2.au.dk/pub/TR34.pdf

Sammenfatning og anbefaling

Eksponeringen og belastningen af mennesker for kontaminanter i det arktiske område har været belyst i en lang række studier (Johansen et al. 2004, Bonefeld-Jørgensen 2010). Ud fra kontaminantkoncentrationer i kostemner som hvaler, fugle, isbjørne, rensdyr, fisk, moskusokser og importerede fødevarer er eksponeringen af kontaminanter ud fra interviewundersøgelser opgjort for forskellige befolkningsgrupper i Arktis. I andre studier i Grønland er koncentrationen af kontaminanter i blodprøver blevet analyseret for at vurdere belastningen af forskellige befolkningsgrupper sammenholdt med kostvaner (Deutch et al 2007, Deutch et al. 2006).

Kontaminanter som via kosten indtages af mennesker vil - afhængig af stoffernes iboende egenskaber- i forskellig grad blive optaget, omsat, nedbrudt, udskilt og ophobet i kroppen. Nogle kontaminanter vil over lang tid blive ophobet i fx lever, nyre eller fedtvæv, mens andre kun kortvarigt vil kunne detekteres i blodet. Sundhedsmæssigt kritiske koncentrationer kan især opbygges for kontaminanter som kun langsomt nedbrydes eller udskilles fra kroppen og derfor over lang tid koncentreres i fx fedtvæv, nyre og lever.

Physiologically based pharmacokinetic (PBPK) modeller bruges i dag i et stort omfang af farmaceutisk industri i forbindelse med screening og udvikling af nye lægemidler (se fx http://pbpk.org/).

Projektets overordnede formål er at belyse anvendeligheden af PBPK modellering i vurderingen af kontaminant belastningen af befolkningsgrupper i arktiske områder. PBPK modellering kan være bindeledet mellem kontaminant eksponering via kosten og kontaminant koncentrationer i blodet hos arktiske befolkningsgrupper, samt være med til at estimere koncentration af kontaminanter i lever, nyre, blod, hjerne, fedtvæv m.v.

I projektet indgår data fra 40 personer i Qaanaaq indsamlet i 2003, 36 fra Qeqertarsuaq indsamlet i 2006, 20 fra Nuuk indsamlet i 2005 og 22 fra Narsaq indsamlet i 2006, hvorfra der foreligger data om både kostvaner og koncentrationer af kontaminanter i blodet. For at mindske indflydelsen af alderen er alle personerne i aldersintervallet 18 til 35 år.

De i projektet gennemførte statistiske analyser og PBPK modellering indikerer følgende:

1. At der for den valgte aldersgruppe mellem 18-36 år på gennemsnits basis er en god overensstemmelse mellem målte kontaminantkoncentrationer i blodet og de beregnede indtag af kontaminanter via kosten.
2. At der er signifikant korrelation mellem kontaminantkoncentrationer i blod og indtag af kontaminanter via kosten for de undersøgte grupper fra Qeqertarsuaq, Nuuk og Narsaq. Den manglende korrelation for Qaanaaq tillægges usikkerheder og fejl i besvarelser af kostvaner. 
3. Der er en god overensstemmelse mellem PBPK modelleret koncentrationer af kontaminanter i blod og de målte koncentrationer i blod.
4. PBPK modelberegninger indikerer, at kontaminantkoncentration i blodet kan øges betydeligt efter indtagelse af måltider med et højt indhold af kontaminanter (fx isbjørn, sæl, fugle og hval).  For personer, som har en høj belastning af kontaminanter ophobet gennem mange år, påvirkes koncentrationen i blodet ikke nævneværdigt af et måltid. Ovennævnte resultater fra PBPK modelleringen indikerer, at der ved vurderingen af data for kontaminantkoncentrationen i blodet bør tages højde for størrelsen af den interne belastning af pågældende kontaminant og stoffets iboende egenskaber i forhold til ophobning, udskillelses, nedbrydning, fordeling m.m. i kroppen.
5. POP kontaminanter, som indtages via kosten vil i forskellig grad, blive ophobet i kroppen og øge den interne belastning.  Et bemærkelsesværdigt resultat fra PBPK modelleringen er den relativt lille andel af kontaminanter i kosten, som bliver ophobet i kroppen. PBPK modelberegninger angiver således, at kun 0,5 % af det indtagne oxychlordan blev ophobet i kroppen, mens 34,5 % af det indtagne PCB-153 bliver ophobet i kroppen. Tilsvarende er det kun 2,9 % af det indtagne DDE og PCB-99 der ophobes i kroppen.
6. Et andet bemærkelsesværdigt resultat fra PBPK modelleringen er den relativt store udskillelse af kontaminanter, som sker via udåndingsluften.  Næst største udskillelse er via urinen og udskillelse via fæces er kun betydelig for højkloreret PCB-153.
7. Koncentrationen af kontaminanter i kroppen afspejler dels hvad der indtages via føden og dels den interne belastning fra ophobede kontaminanter, der er sket over årene. Modelberegninger indikerer, at ophobningen af kontaminanter i kroppen er 2-6 gange hurtigere end henfaldet efter et skift til en kost med et lavt indhold af kontaminanter. Med andre ord så kan der være betydelig intern belastning adskillige år efter en omlægning til kost med et lavt kontaminant indhold.
8. Ud over at PBPK modellering kan være et værdifuldt værktøj i vurderingen af målte kontaminant koncentrationer i blod kan PBPK modellering også bruges til beregning af belastning og vurdering af mulige effekter i lever, nyre, nervesystem m.m.
9. Det anbefales, at PBPK modellering bliver inddraget i AMAPs Human Health Assessment. Med anvendelse af PBPK modellering er det muligt at integrere moniteringsdata for kontaminantkoncentrationer i blod og fødeemner/kost, samt forbedre videns- og vurderingsgrundlaget for belastning af kritiske organer og effekter af POP-kontaminanter på sundheden i arktiske befolkningsgrupper. Tilsvarende de i projektet opstillede PBPK modeller for PCB-99, PCB-153, Oxychlordan og DDE anbefales, at der opstilles PBPK modeller for kviksølv, som også er i fokus under AMAPs Human Health Assessment.