Modellen om het gedrag van stoffen in het lichaam te voorspellen; nuttig bij het beoordelen van calamiteiten

Projectleider: Dr.ing. H.A. Banus
Uitvoering: 2011-2014

Aanleiding en doel

Chemische stoffen kunnen zich in het menselijk lichaam heel verschillend gedragen. Soms worden ze snel afgebroken en uitgescheiden, bijvoorbeeld via uitademing of via urine of ontlasting. Sommige stoffen blijven (jaren)lang in het lichaam en worden opgeslagen in vetweefsels of in botten. Bij een calamiteit met chemische stoffen kan er sprake zijn van ernstige gezondheidsbedreigende effecten voor getroffenen en hulpverleners. Die gezondheidsbedreiging hangt ondermeer af van het gedrag van de stoffen in het lichaam. Vaak is in het begin van een calamiteit onvoldoende informatie beschikbaar om een goede inschatting van de ernst van de situatie te maken. Daarom is er behoefte aan methoden om snel het gedrag van stoffen en de mogelijke schadelijke effecten te kunnen voorspellen, zodat goede behandelingsadviezen kunnen worden gegeven en de benodigde medische capaciteit hiervoor beter kan worden ingeschat. Ook in niet acute situaties is het belangrijk om de beste aanpak te kiezen, bijvoorbeeld bij stoffen die anders mogelijk op lange termijn schade kunnen veroorzaken. In dit project zijn diverse modellen bestudeerd, aangepast, of nieuw ontwikkeld voor het eenvoudiger en sneller kunnen voorspellen van het gedrag van chemische stoffen in de mens.

Resultaten en betekenis

Als eerste stap in het project is informatie verzameld over de soorten ongevallen waarbij mensen gevaarlijke chemische stoffen hebben binnen gekregen. In een periode van drie jaar tijd werden bijna 700 calamiteiten met chemische stoffen geanalyseerd. Daarbij vielen circa 850 gewonden, van wie bijna de helft in een ziekenhuis behandeld werd. In 10 gevallen was er sprake van een dodelijke afloop. In de meeste gevallen – circa 70% - gaat om verbrandingsproducten, vluchtige stoffen, en gassen zoals koolmonoxide die worden ingeademd. De indruk bestaat dat vergiftigingen vaker voorkomen, maar dat niet alle gevallen worden geregistreerd.

Ten tweede is gezocht naar geschikte modellen om het gedrag van chemische stoffen in het lichaam te voorspellen. Hoewel dergelijke modellen bestaan, worden deze in de praktijk weinig gebruikt omdat ze te stof-specifiek en te ingewikkeld zijn. In dit project zijn een paar van deze modellen aangepast met het doel ze voor veel voorkomende stoffen te kunnen gebruiken. Daarbij gaat het dan vooral om vluchtige organische stoffen die bijvoorbeeld in verven en sommige schoonmaakmiddelen zitten. Daarnaast heeft het RIVM nog een specifiek model aangepast voor een verbinding die veel in verf- en graffiti-verwijderaars zit. Deze modellen worden gebruikt door toxicologen die hiermee ziekenhuisartsen kunnen adviseren bij de besluitvorming over de behandeling in geval van een acute vergiftiging. Ook kan door de kennis die de modellen leveren betere nazorg worden verleend ná een calamiteit.

In de derde plaats is gekeken naar vergiftigingen door zware metalen. Een voorbeeld is loodvergiftiging, die kan optreden bij het werken met lood of bij het vrijkomen van grote hoeveelheden lood bij calamiteiten, bijvoorbeeld in de glas-in-lood industrie en bij de productie van accu’s. Door loodvergiftiging kunnen ernstige klachten ontstaan, zoals bloedarmoede, maagdarm¬klachten en ziekten van het zenuwstelsel. Ook hier is het doel om door het simuleren van een loodvergiftiging en de behandeling daarvan in een model, de beste behandelmethode te bepalen.

Samenwerking

In dit project is intensief samengewerkt tussen RIVM, het Nationaal Vergiftigingen Informatie Centrum van de Universiteit Utrecht en instituten in de Verenigde Staten (Hamner Institute) en Engeland (West Midlands Poisons Unit, Birmingham, UK).

Meer informatie

• Hunault CC, Boerleider RZ, Hof BG, Kliest JJ, Meijer M, Nijhuis NJ, de Vries I, Meulenbelt J. Review of acute chemical incidents as a first step in evaluating the usefulness of physiologically based pharmacokinetic models in such incidents. Clin Toxicol (Phila). 2014 Feb;52(2):121-8.
• Boerleider RZ, Olie JDN, van Eijkeren JCH, Bos PMJ, Hof BGH, de Vries I, Bessems JGM, Meulenbelt J, Hunault CC. Evaluation of three physiologically based pharmacokinetic (PBPK) modeling tools for emergency risk assessment after acute dichloromethane exposure. Toxicol Lett 2015;232:21-7.
• OlieJDN, Bessems JG, Clewell HJ, Meulenbelt J, Hunault CC. Evaluation of semi-generic PBTK modeling for emergency risk assessment after acute inhalation exposure to volatile hazardous chemicals. Chemosphere 2015; 132:47-55.