Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar (PAH)

Bir polisiklik aromatik hidrokarbon, yalnızca karbon ve hidrojen içeren bir bileşik olup birden çok aromatik halkadan oluşur. Aromatik hidrokarbonların bir alt kümesidir ve bu gruptaki kimyasalların en basit ve yaygın örnekleri; iki aromatik halkaya sahip naftalen ve üç halkalı antrasen ve fenantren bileşikleridir. PAH’lar, kısmen aromatik halkalarındaki delokalize elektronlarından dolayı, ayırt edici özelliklere sahip yüksek, polar olmayan moleküllerden oluşmakta, kömür, petrol, gazyağı ve organik maddelerin yanma ürünü olarak ortaya çıkmaktadırlar.

Yukarıda adı geçenler dışında; benzo(a)antresen, benzo(a)piren, benzofloranten, dibenzantresen, perilen, asenaftilen, krizen, floren sıklıkla karşımıza çıkan polisiklik aromatik hidrokarbonlardır. 

Sudaki çözünürlükleri düşüktür, ancak yüksek lipofilik özelliğe sahiptirler. Suda çözündüklerinde ya da havada parçacıklı maddeye absorbe olduklarında solar radyasyon kaynaklı ultraviyole ışığı ile fotoyıkılıma uğrarlar. Havadaki kirleticiler olan ozon, nitrojen dioksit, sülfür dioksit ile reaksiyona girebilirler. Bu nedenle hava kirliliğinin doğal bir bileşkesi olarak karşımıza çıkabilirler. Hava kirliliğinde 500 farklı polisiklik aromatik hidrokarbon ve ilişkili bileşik saptanmıştır.

PAH’lar esas olarak pirolitik süreçlerin, özellikle de kömür ve ham petrolün işlenmesi, ısıtma dahil doğal gaz ve atıkların yanması, araç trafiği ve endüstriyel üretim gibi antropojenik faaliyetler sırasında, ayrıca pişirme ve tütün içimi, karbonizasyon gibi doğal süreçlerde organik maddelerin eksik yanması sonucu oluşur.

İnsana bulaş çoğunlukla havayoluyla olmakla birlikte, içme suyu, gıdalar ve toprak aracılığıyla da bulaş söz konusudur. Yağda yüksek oranda çözünebilme özelliğine bağlı olarak sadece solunum sistemi ve gastrointestinal sistemden değil ciltten de emilebilirler. İntratrakeal instilasyonla yapılan hayvan çalışmalarında solunum yolunda klirens 1 saat civarı % 85 olmakla birlikte geri kalan kısmın temizlenmesinin 26-63 saat arasında değiştiği belirlenmiştir. Yağda çözünme özellikleri nedeniyle diyet lipidlerinde de çözünürler ve gastrointestinal sistemden kolaylıkla emilirler. Giriş yolundan bağımsız olarak, organizmada hızlı ve geniş çapta dağılırlar. En yüksek düzeylere karaciğerde erişmekle birlikte böbrek, akciğer, kalp, testis, dalak ve beyin dokusunda da yüksek konsantrasyonlara erişebilirler. Plasental bariyeri de rahatlıkla aşarlar.

Metabolizmayı takiben hepatobiliyer atılım ve gaita yoluyla eliminasyon, uygulama yolundan bağımsız olarak polisiklik aromatik hidrokarbonların başlıca atılım yoludur. Diğer önemli bir atılım yolu ise idrardır. 

Polisiklik aromatik hidrokarbon metabolizmasından primer olarak sorumlu olan enzim sistemi, “mikrozomal karma fonksiyonlu oksidaz sistemi”dir ve bu enzim sistemi ile PAH’lar, hidrkosi- ve epoksi- türevlerine çevrilirler. Epoksitler, aromatik çift bağların oksidatif metabolizmasında en yoğun ortaya çıkan ara ürünlerdir, reaktiftirler ve enzimatik olarak dihidrodiol ve fenol gibi bileşiklere metabolize olurlar. En yüksek metabolizma kapasitesi karaciğer ve akciğerlerdedir.

Polisiklik romatik hidrokarbonlar, mutajenik ve karsinojenik aktivitelerini, diol epoksitlerdeki epoksit halkasının açılmasıyla oluşan alkilleyici ara bileşiklerin DNA bazlarına ve proteinlerdeki nükleofilik bölgelere kovalent olarak bağlanmasıyla gerçekleştirirler.

Polisiklik aromatik hidrokarbonlara maruz kalımın biyolojik olarak izlenmesi için en yaygın kullanılan yöntemler kanda ve idrarda PAH’ların ve metabolitlerinin ölçümü, kromozom anormallikleri ve periferik kan lenfositlerinde sister chromatid değişimleri ve dokularda DNA ve protein eklentilerinin oluşumlarının belirlenmesidir.

İş Sağlığı kapsamındaki sağlık gözetiminde, pirenin ana metaboliti olan idrar 1-hidroksipiren düzeylerinin belirlenmesi en sık tercih edilen yoldur. Krezot yağına maruz kalan işçilerde, kömür katranı dağıtım işçilerinde, kok fırını çalışanlarında, yol kaplama işçilerinde yapılan çalışmalarda 1-hidroksipiren’in sağlık gözetiminde etkin bir biyobelirteç olduğu gösterilmiştir. ACGIH de polisiklik aromatik hidrokarbonlara maruz kalım göstergesi olarak idrarda 1-hidroksipiren ölçümünü tercih etmiştir.

Yapılan bilimsel çalışmalarda polisiklik aromatik hidrokarbonlara maruz kalım sonucu en sık rastlanan etkilerin hematolojik etkiler olduğu belirlenmiş olup aplastik anemi, pansitopeni, periferik kan lökositlerinde azalma ve kemik iliği depresyonu en sık rastlanan etkilerdir. IARC, PAH’ları Grup 1 karsinojen olarak sınıflandırmıştır. Hayvan çalışmalarında elde edilen bilimsel veriler; polisiklik aromatik hidrokarbonlara maruz kalımın immunotoksisite, genotoksisite, karsinojenesite, üreme toksisitesi ve kardiyovasküler toksik etki ile ateroskleroz oluşumuna yol açtığını ortaya koymuştur.