XXIII. Mezinárodní konference o separační chemii a analýze toxických látek: EXPOZICE A FYZIOLOGICKÁ ZÁTĚŽ ORGANISMU HASIČE V PODMÍNKÁCH POŽÁRNÍHO ZÁSAHU

Význam tématu

Profese hasiče představuje unikátní kombinaci extrémní fyzické námahy, tepelných a psychických stresorů a expozice škodlivým látkám vznikajícím při hoření. Epidemiologické studie potvrzují zvýšené riziko kardiovaskulárních, respiračních i nádorových onemocnění ve srovnání s obecnou populací. Systematické hodnocení expozice a zátěže organismu je klíčové pro navržení účinných preventivních a režimových opatření k ochraně zdraví hasičů.

Cíle a přehled studie

Cílem představeného výzkumného projektu je komplexně zhodnotit vnitřní i vnější expozici hasičů zplodinám hoření a jejich fyziologickou odpověď za reálných podmínek zásahu. Projekt navazuje na epidemiologické poznatky 1.–3. generace studií, přičemž zahrnuje pilotní experimenty (2019) i rozsáhlé simulované zásahy (2021) s cílem detailně popsat biodynamiku znečišťujících látek, biomarkery oxidativního a genetického poškození a klíčové fyziologické parametry během zásahu.

Použitá metodika a instrumentace

• Simulace požáru v uzavřených „flashover“ kontejnerech s hořlavým souborem (~270 kg různorodých materiálů)
• Sběr biologických vzorků (krev, moč, kondenzát vydechovaného vzduchu) před expozicí, bezprostředně po zásahu a až do 24 h po něm
• Měření fyziologických parametrů telemetrickým systémem FlexiGuard (tep, kožní teplota, kožní odpor, pohybové režimy, energetický výdej)
• Spirometrie, analýza acidobazické rovnováhy (ASTRUP), laktátu, glukózy, elektrolytů, hormonů (kortizol, testosteron) a karbonylhemoglobinu
• Biologické expoziční testy (mutagenita moče, cyto-, genotoxicita, methylace DNA, biomarkery oxidativního stresu)

Hlavní výsledky a diskuse

• Fyzická zátěž se během zásahu přibližuje anaerobnímu režimu (hladina laktátu až 4 mmol/l), glukóza po úvodním poklesu stoupá v důsledku aktivace glykogenových zásob.
• Signifikantní zvýšení hormonů stresu (kortizol, testosteron) potvrzuje psychickou i fyzickou zátěž zásahu.
• Laboratorní hodnoty acidobazické rovnováhy indikují krátkodobou respirační alkalózu a metabolickou acidózu spojenou s tvorbou laktátu.
• Telemetrie odhalila rizikové stavy přehřátí a únavy v reálném čase, což umožňuje včasnou intervenci.
• Biomarkery genetického poškození a karcinogenní zplodiny ve vzorcích potvrzují vnitřní expozici a nutnost účinnějších ochranných a dekontaminačních postupů.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost optimalizace déletrvajícího nasazení hasičů dle reálné fyziologické zátěže
• Zavedení telemetrie FlexiGuard pro průběžné monitorování stresu a termoregulace
• Vyhodnocení účinnosti jednoduchých hygienických a dekontaminačních opatření po zásahu
• Podklad pro tvorbu preventivních režimových opatření, výcvikových standardů a pracovnělékařského sledování

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace pokročilé biosenzoriky a umělé inteligence k predikci rizikových stavů
• Rozšíření biomonitoringu o dlouhodobé sledování chronických změn při opakované expozici
• Vývoj lehkých, avšak vysoce účinných osobních dekontaminačních systémů
• Personalizace výcviku a nasazení na základě individuálních fyziologických profilů

Závěr

Prokazatelná vnitřní i vnější expozice hasičů zplodinám hoření a fyziologická zátěž kladou vysoké nároky na ochranu zdraví. Kombinace simulovaných zásahů, komplexních biomarkerů a telemetrie umožnila detailní charakteristiku reakce organismu. Výsledky slouží jako základ pro optimalizaci výcviku, operačních postupů a preventivních opatření, a přispívají ke zmírnění dlouhodobých zdravotních rizik u hasičů.

Reference

• LeMasters M. et al., 2006; Pukkala T. et al., 2014; Daniels R.D. et al., 2015
• IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, 2010
• Fent K.W. et al., 2015; Fernando S. et al., 2016; Keir J.L. et al., 2017