Vystavení některým chemikáliím během těhotenství narušuje vývoj mozku

Každý rok jen ve Spojených státech tisíce nové chemické sloučeniny jsou produkovány. Už se připojují k desetitisícům komerčně dostupné.

Tyto látky se používají ve složení široké škály produktů, mimo jiné včetně derivátů plastů, o kterých je nyní známo, že vstupují do živých organismů několika cestami: vodu, kterou absorbují, potraviny, které jedí nebo dokonce vzduch, který dýchají.

Je pravda, že v každodenním životě jsou úrovně expozice jednotlivým chemickým látkám často nižší než zákonné limitní hodnoty, stanovené experimentálně. Problém je však v tom, že tyto jednotlivé expozice ne vždy odrážejí rizika, která tyto produkty představují pro lidské zdraví.

Chemické látky, které mají samostatně jen omezený účinek, mohou mít mnohem škodlivější účinky. pokud jsou přítomny ve složitých směsích.

Cet "koktejlový efekt" na to opět upozornila studie zveřejněná letos v časopise Science.

Kombinací údajů z epidemiologických studií s experimenty prováděnými na buněčných a vodních zvířecích modelech mezinárodní výzkumná skupina, jejíž jsme součástí, prokázala, že hormonální poruchy vyvolané vystavením směsi osmi chemikálií denně má vliv na vývoj mozku a osvojování řeči u dětí. Zpět na tyto výsledky a na perspektivy, které otevírají.

Kohorta studující dopad chemických látek na nenarozené děti

Na rozdíl od většiny předchozích studií, které se zaměřovaly na účinky jednotlivých sloučenin, práce, na které jsme se podíleli, měla za cíl analyzovat důsledky expozice směsi chemických sloučenin s vlastnostmi narušujícími endokrinní systém, skutečné úrovně expozice.

Pro záznam, endokrinní disruptory jsou látky schopné zasahovat do fungování hormonů (chemických poslů), a to v extrémně nízkých koncentracích. Důsledky těchto interakcí jsou potenciálně velmi škodlivé, protože hormony se účastní velkého počtu základních procesů: buněčné proliferace a migrace během vývoje plodu, metabolismu, reprodukce, stresu, výživy, spánku atd.

Naše výsledky byly získány pomocí dat z kohortové studie SELMA, provedené na Karlstad University ve Švédsku. Tato studie sleduje přibližně 2 000 párů matka-dítě od časného těhotenství, přes porod až do dosažení školního věku dítěte.

Obecným cílem SELMA je studovat dopad expozice chemickým látkám, u kterých je podezření nebo je prokázáno, že narušují endokrinní systém v časném těhotenství na zdraví a vývoj dítěte v pozdějším věku. Připomínáme, že studie SELMA již umožnila stanovit souvislost mezi expozicí různým chemikáliím a vývoj pohlaví dítěte, respirační problémy, kognitivní vývoj a růst v dětství.

Originalita přístupu, který dal vzniknout publikaci ve vědeckém časopise Science, spočívá v integraci nejen epidemiologických dat, jako je například studie SELMA, ale také experimentálních toxikologických dat a nakonec navržení nového přístupu k hodnocení souvisejících rizik. s vystavením směsím. Za tímto účelem byly tyto práce provedeny ve třech etapách.

Identifikace chemické směsi

Za prvé, nadměrné zastoupení směsi osmi chemických látek v krvi a moči těhotných žen v kohortě SELMA korelovalo se zpožděním řeči u dětí ve věku 30 měsíců (méně než padesát mluvených slov). O několika složkách této směsi bylo známo, že mají účinky narušující endokrinní systém.

To byl například případ bisfenol A (sloučenina používaná k výrobě plastů a některých epoxidových pryskyřic) nebo některé chemické sloučeniny perfluorované (používá se ve velkém množství spotřebních a průmyslových výrobků, od kosmetiky přes hasicí pěnu až po nepromokavé oblečení). Jiné sloučeniny v této směsi, jako jsou některé ftaláty (diethylftalát, dibutylftalát a benzyl a butylftalát), byly spojené se zpožděním řeči u dětí ve 30. měsíci předchozím výzkumem.

Tyto účinky byly dříve identifikovány prostřednictvím asociačního výzkumu prováděného u každého produktu jednotlivě. Tentokrát bylo cílem určit jejich účinky jako směs. Jakmile byla směs identifikována, byla znovu vytvořena chemiky, aby ji mohli podrobněji studovat.

Experimentální studie

Po tomto prvním identifikačním kroku vědci provedli experimenty, aby studovali způsob působení směsi chemikálií. K tomu použili různé experimentální modely, aby identifikovali molekulární cíle, přes které by tato směs mohla v těle působit.

Cílem bylo posoudit jeho schopnost narušit regulaci zprostředkovanou hormony, ale i geny, které se podílejí na vývoji mozku nebo spojené s kognitivní a intelektuální poruchou na úrovních expozice relevantních pro člověka.

Tento krok byl proveden zejména na organoidech lidského mozku (kultury buněk schopných organizovat se za účelem reprodukce určitých funkcí tkání orgánu, který reprezentují. Jsou v jakýchsi „miniorgánech“, pozn). Díky těmto nástrojům bylo možné reprodukovat hlavní aspekty vývoje našeho mozku. Vědci tak mohli poprvé přímo studovat molekulární účinky této směsi chemikálií na mozkovou tkáň lidského plodu.

Počítačové modelování také umožnilo analyzovat účinky směsi na sítě genů zapojených do diferenciace neuronů a regulovaných řadou hormonů, zejména hormonů Štítná žláza. Ve stejné studii bylo možné prokázat aspekty poruch štítné žlázy a poruch plavání u obojživelníků a zebřiček.

Data získaná na všech těchto experimentálních modelech byla poté analyzována za účelem identifikace hormonálních drah, které jsou převážně narušeny. Výsledky odhalily zachování rušivých vlastností chemické směsi u obratlovců.

Znepokojující zjištění

Za třetí, výsledky těchto experimentálních studií byly použity k vývoji nových nástrojů pro hodnocení rizik spojených s expozicí směsím chemikálií.

Všechny tyto práce umožnily prokázat, že při realistických koncentracích směs studovaných produktů narušuje regulační sítě pod hormonálním vlivem v organoidech lidského mozku, jako na zvířecích modelech. Xenopus leavis et Danio Rerio.

Analýzou epidemiologických údajů jsme byli schopni prokázat, že až 54 % dětí zažilo prenatální expozici nad úrovněmi, které byly v naší studii považovány za znepokojivé (které byly stanoveny experimentálně).

Děti v horním decilu expozice měly 3,3krát vyšší riziko opoždění řeči než děti v dolním decilu (opoždění jazyka bylo zvoleno jako koncový bod, protože se jedná o marker časného mentálního postižení).

Jednou z hlavních ovlivněných hormonálních drah je ta hormony štítné žlázy. S vědomím, že optimální hladiny mateřských hormonů štítné žlázy jsou nezbytné v časném těhotenství pro růst a vývoj mozku, není překvapivé, že existuje souvislost mezi prenatální expozicí těmto produktům a opožděnou řečí.

Tyto výsledky ukazují, že je nutné změnit přístup tak, aby se při jejich vyhodnocování zohledňovaly směsi chemikálií. Použití nových nástrojů pro analýzu rizika spojeného s expozicí směsím (spíše než jednotlivým sloučeninám) mohlo na základě výsledků této znepokojivé studie zabránit tomu, aby 54 % dětí bylo in utero vystaveno úrovním posuzovaným zpětně.

Přizpůsobit legislativu tak, aby lépe posuzovala rizika

Tato práce ukazuje, že riziko identifikované tímto výzkumem lze odhalit pouze tím, že se produkty neposoudí jeden po druhém, ale jako „koktejl“, protože účinky chemických látek ve složitých směsích se mohou lišit od jejich individuálních vlastností.

To je důležitý bod, protože v současnosti se hodnocení rizik zabývá výhradně účinky jednotlivých chemických látek.

Kromě toho se biologické účinky endokrinních disruptorů mohou projevit v dávkách hluboko pod limitními hodnotami stanovenými konvenčními toxikologickými testy. Současná legislativa však dostatečně nezohledňuje povahu určitých látek „narušující endokrinní systém“. Pro ilustraci, teprve od roku 2018 texty umožňují identifikaci endokrinních disruptorů. A opět jen ten biocidních fytosanitárních přípravků.

Vědci se již přes 30 let snaží objasnit způsoby působení endokrinních disruptorů a měřit jejich účinky na zdraví (lidské i zvířecí). Naše práce ukazuje, že kombinace epidemiologických dat a experimentálních výsledků je slibným způsobem, jak zlepšit naše chápání těchto velmi specifických znečišťujících látek. Tomu pak zbývá upravit legislativu.

Jean-Baptiste Fini, profesor MNHN, Národní přírodní muzeum (MNHN) et Barbara Demeneixová, profesor fyziologie, endokrinologie, Národní přírodní muzeum (MNHN)

Tento článek je publikován z Konverzace pod licencí Creative Commons. Čístpůvodní článek.