Biomarker dan Beban Tubuh

Biomarker mengukur agen, metabolitnya, atau efek biologisnya di dalam tubuh, memberikan gambaran dosis internal yang tidak dapat diberikan oleh pemantauan eksternal. Beban tubuh mengacu pada jumlah total agen persisten yang tersimpan dalam tubuh pada waktu tertentu, mengintegrasikan paparan yang mungkin telah terakumulasi selama bertahun-tahun.

Definition

Biomarker adalah karakteristik yang diukur dalam sampel biologis yang menunjukkan paparan, efek, atau kerentanan terhadap suatu agen; beban tubuh adalah kuantitas total suatu zat yang ada dalam tubuh, mencerminkan keseimbangan asupan, distribusi, dan eliminasi.

Scope

Topik ini mencakup kelas utama biomarker kesehatan lingkungan — paparan, efek, dan kerentanan — konsep beban tubuh untuk agen persisten, dan masalah interpretasi waktu paruh, normalisasi fisiologis, serta apa yang diungkapkan dan tidak diungkapkan oleh pengukuran internal tentang paparan eksternal. Ini adalah perlakuan referensi dan bukan pengujian klinis atau panduan interpretasi.

Core questions

• Apa yang diungkapkan oleh biomarker internal yang tidak dapat diungkapkan oleh pengukuran paparan eksternal?
• Bagaimana perbedaan antara biomarker paparan, efek, dan kerentanan?
• Bagaimana waktu paruh suatu agen membentuk makna dari satu pengukuran?
• Bagaimana konsentrasi biomarker harus dinormalisasi untuk variasi fisiologis?

Key concepts

• Biomarker paparan
• Biomarker efek
• Biomarker kerentanan
• Beban tubuh
• Dosis internal (yang diterima)
• Waktu paruh biologis
• Normalisasi kreatinin dan berat jenis

Mechanisms

Setelah suatu agen diserap, ia didistribusikan, dimetabolisme, dan dieliminasi; mengukur senyawa induk atau metabolit dalam darah, urin, atau matriks lain memperkirakan dosis internal yang sebenarnya diterima. Interpretasi bergantung pada waktu paruh biologis agen: agen berumur pendek mencerminkan paparan baru-baru ini dan bervariasi dari hari ke hari, sementara agen persisten dan lipofilik terakumulasi menjadi beban tubuh yang mengintegrasikan asupan jangka panjang. Biomarker efek (seperti perubahan enzim atau aduk) menangkap respons biologis hilir, dan biomarker kerentanan mengindeks perbedaan antar-individu dalam menangani agen (Biomarkers Definitions Working Group 2001). Pengukuran sesaat, terutama dalam urin, harus disesuaikan untuk pengenceran menggunakan kreatinin atau berat jenis agar dapat dibandingkan antar individu (Barr 2005).

Clinical relevance

Pengukuran biomarker dan beban tubuh menjadi dasar penelitian paparan-penyakit dalam dosis internal dan mendukung program biomonitoring populasi. Materi di sini menjelaskan bagaimana pengukuran tersebut diinterpretasikan dalam penelitian; ini bukan dasar untuk pengujian diagnostik individu, interpretasi hasil, atau pengobatan, yang memerlukan konteks klinis dan nilai referensi.

Epidemiology

Biomonitoring populasi menunjukkan beban tubuh yang dapat dideteksi secara luas dari banyak agen lingkungan dan mengungkapkan bagaimana konsentrasi bervariasi berdasarkan usia, jenis kelamin, dan keadaan fisiologis, itulah sebabnya penyesuaian pengenceran penting dalam perbandingan antar populasi (Barr 2005). Kerangka kerja eksposom memperlakukan pengukuran biomarker komprehensif sebagai jalur untuk menangkap totalitas paparan internal yang relevan dengan penyakit (Wild 2005; Rappaport & Smith 2010).

Evidence & guidelines

Klasifikasi tiga kali lipat biomarker menjadi paparan, efek, dan kerentanan, serta perbedaan antara biomarker dan titik akhir pengganti, mengikuti kerangka konseptual yang banyak dikutip dari Biomarkers Definitions Working Group (2001); metode normalisasi urin didokumentasikan dalam studi populasi besar (Barr 2005).

History

Pemantauan biologis berkembang dari kedokteran okupasi, di mana pengukuran agen seperti timbal dalam darah dan urin telah lama berfungsi untuk mengukur paparan pekerja. Survei biomonitoring nasional dari akhir abad kedua puluh dan seterusnya memperluas pendekatan ini ke seluruh populasi, dan kerangka definisi tahun 2001 serta konsep eksposom tahun 2005 mengkonsolidasikan biomarker sebagai alat sentral epidemiologi lingkungan.

Debates

Seberapa baik konsentrasi biomarker mewakili paparan eksternal?

Satu pengukuran internal mencerminkan toksikokinetik sebanyak asupan, jadi untuk agen berumur pendek, ia hanya menangkap paparan baru-baru ini dan mungkin salah merepresentasikan paparan biasa; menginterpretasikan biomarker sebagai metrik paparan memerlukan pertimbangan waktu paruh dan normalisasi fisiologis.

Key figures

• Dana Boyd Barr
• Christopher Wild
• Stephen Rappaport

Seminal works

• biomarkers-wg-2001
• barr-2005
• wild-2005

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara biomarker paparan dan biomarker efek?

Biomarker paparan mengukur agen atau metabolitnya dalam tubuh untuk menunjukkan bahwa penyerapan terjadi, sementara biomarker efek mengukur perubahan biologis yang dihasilkan, seperti perubahan enzim, yang berada pada jalur antara paparan dan penyakit.

Mengapa waktu paruh suatu agen penting saat menginterpretasikan biomarker?

Untuk agen yang dibersihkan dengan cepat, satu pengukuran hanya mencerminkan paparan baru-baru ini dan dapat sangat bervariasi dari hari ke hari, sedangkan untuk agen persisten, pengukuran mencerminkan beban tubuh yang terakumulasi yang mengintegrasikan paparan jangka panjang.