A környezeti szennyező anyagoknak való kitettség hatása a születési eredményekre egy izraeli kohorszban

Célkitűzések és hipotézisek A ma világszerte használt vegyi anyagok mérete és sokfélesége hatalmas, a gyógyszerektől és az élelmiszertermékektől a műanyagokig, benzinig és félvezető chipekig terjed. E vegyi anyagok közül sok kerül a környezetbe, ahol megtalálhatók a levegőben, vízben, talajban, a házi porban és az élelmiszer-ellátásban, ami az emberre való kitettséget eredményezi. Az expozíció mértékének és az expozíció hatásainak jellemzése sérülékeny populációkban, például terhes nőkben és gyermekekben rendkívül fontos, mivel sok ilyen vegyület kémiai szerkezete hasonlít az olyan hormonokra, mint az ösztrogén, a tesztoszteron és a pajzsmirigyhormon, befolyásolják az idegrendszer fejlődését és egyéb egészségügyi hatások. Itt néhány vegyületosztályra összpontosítunk: nehézfémekre, illékony szerves vegyületekre (VOC), brómozott égésgátlókra (PBDE) és ftalátokra, és jellemezni fogjuk a terhes nők és csecsemőik expozíciójának mértékét Izraelben, ahol biomonitoring tanulmányok folynak. az általános lakosság szűkös. Javasoljuk továbbá, hogy vizsgáljuk meg a terhes nőknél és utódaiknál ​​ezekkel a vegyületekkel kapcsolatos kiválasztott eredményeket, és hozzunk létre egy biorepozitóriumot a további vizsgálatokhoz.

BTEX (benzol, toluol, etilbenzol, xilol):

Az illékony szerves vegyületek (VOC) alacsony forráspontú vegyületek; A VOC-expozíció számos természetes és antropogén forrásból származik, például tisztítószerekből, festékekből, oldószerekből, testápolási termékekből, gépjárművek kipufogógázaiból és dohányfüstből. Bizonyos VOC-oknak való kitettség növelheti a születési rendellenességek, a neurokognitív károsodás, az asztma és a rák kockázatát. Az ismert VOC metabolitok akrolein, akrilamid, akrilnitril, benzol, 1-bróm-propán, 1,3-butadién, szén-diszulfid, krotonaldehid, cianid, N,N-dimetil-formamid, etilbenzol, etilén-oxid, tetraklór-sztirol, etilén-oxid, propilén-sztirol triklór-etilén, vinil-klorid és xilol expozíció. A benzol, a toluol, az etilbenzol és a xilol izomerjei (BTEX), az aromás szénhidrogének a VOC metabolitok részét képezik, amelyek jelentős szerepet játszanak az iparban és a légszennyezésben 1.

A prenatális légszennyezésnek való kitettség (BTEX-et tartalmaz) összefüggésbe hozható a terhesség káros következményeivel, beleértve a méhen belüli növekedési korlátozást (IUGR), az alacsony születési súlyt (LBW), a koraszülést (PTB) és a méhen belüli halálozást. A BTEX vegyszereknek való kitettség negatív hatással van a spermiumok mennyiségére és minőségére. A benzol és a toluol expozíciója rendellenes menstruációs ciklushoz kapcsolódik. A BTEX vegyszerek közvetlen káros hatásait figyelték meg az állati petefészeksejtekben a petefészeksejtek apoptózisában, proliferációjában és hormonfelszabadulásában. A benzolnak és a toluolnak való kitettség, amelyeket gyakran használnak és állítanak elő nem hagyományos olaj- és gázműveletek során (UOG), a vetélés fokozott kockázatával járnak együtt 2.

A xilol környezetszennyező. Festékek, festékek, fényezők, orvosi technológia és különböző iparágak oldószerként is használják. Az emberi életet a VOC-k széles köre veszi körül, beleértve a xilolt, amely káros egészségügyi hatásokat okoz. A xilol expozíció kilégzéssel, szemmel, orálisan és bőrön keresztül történik. A xilol főként a májban metabolizálódik a metilcsoportok oxidációjával, majd glicinnel konjugálva hippursavat eredményez, amely a vizelettel ürül ki. A xilol nagy mennyisége és dózisa károsíthatja a májat. A xilolnak való hosszan tartó expozíció több szerv károsodását okozhatja, mint például: toxicitás az idegrendszerre, a szaporodásra, az immunrendszerre, a májra és a légzőrendszerre. Ezenkívül a xilol csökkenti a reproduktív hormonok szintjét a nőkben, és férfi meddőséget okoz. A vizsgálatok beszámoltak az ezt követő hatásokról kísérleti állatokon: a magzat csontvázának deformációi, a csontképződés fokozott megszakadása, a magzati szervek vörössége és vére, valamint a magzat súlyának csökkenése3.

A benzol a környezet egyik meghatározó légszennyező anyagaként ismert. Ismeretes, hogy a benzolnak való krónikus expozíció oxidatív stresszt, DNS-károsodást, aplasztikus anémiát és az akut mielogén leukémia kockázatának növekedését okozza emberekben. A mechanizmus a döntő fontosságú toxikus metabolizmuson, reaktív metabolitokon és valószínűleg epigenetikai változásokon keresztül valósul meg. A benzolnak való általános kitettség a dohányfüst, az autótöltő állomások, a gépjárművek kipufogógázai és az ipari kibocsátások. A spermiumok kromoszóma-rendellenességeiről benzol expozíció esetén is beszámoltak4 [4],

Az etilbenzol a dohányfüstből, a fosszilis tüzelőanyagok égetéséből, az etilbenzolt használó iparágakból, szőnyegragasztókból, lakkokból és festékekből származik. Az etil-benzol veszélyei közé tartozik az akut toxicitás, a mutagenitás, a szisztémás toxicitás, a fejlődési és reprodukciós toxicitás, az immuntoxicitás, az anyagcsere és a farmakokinetika, a karcinogenitás, a neurotoxicitás és a fejlődési neurotoxicitás. Azoknál a dózisoknál, amelyek anyai hatást váltottak ki (> 1000 ppm) állatokban, az etil-benzol magzattoxikus volt, csökkent magzati testtömeget (bwt) és megnövelte a csontváz eltéréseit5.

A toluolnak való kitettség az ipari festékekből és festékhígítókból, a dohányfüstből és a fosszilis tüzelőanyagokból származik6. A toluol bódító és jutalmazó hatást fejt ki az agyban. Az inhalálószerek akut expozíciója dózisfüggő, visszafordítható hatásokkal jár, mint például a központi idegrendszer (CNS) depressziója. Magas koncentrációban szedációt és érzéstelenítést okozhat, míg nagyobb koncentráció kómát vagy légzésdepresszió miatti halált okozhat. Szüléskor a toluolnak kitett csecsemők jellemzően koraszülöttek és/vagy késleltetett növekedésűek voltak. Ezenkívül a gyermekek növekedésével számos fejlődési késés és rendellenesség válik nyilvánvalóvá (például nyelvi károsodás, növekedési retardáció, hiperaktivitás, kisagyi diszfunkció)7.

A triklór-etilén (TCE) és a perklór-etilén (PCE) a VOC és a légszennyezés része. Ismeretes, hogy az epilepszia és bizonyos ráktípusok, például a méhnyakrák kockázata megnőhet azoknál a felnőtteknél, akik PCE-vel szennyezett ivóvíznek voltak kitéve. A terhesség és a kora gyermekkori expozíció, valamint a TCE egyik fő metabolitjának, a TCAA-nak (triklór-ecetsavnak) való expozíció ivóvízben adagolva megnövekedett beágyazódási és reszorpciós helyek számát, valamint szelektív szívteratogenitást eredményezett8,9.

Nehézfém elemek:

A fémfelvétel történhet levegővel, vízzel és élelmiszerrel. A légszennyezettségi expozíció magában foglalja az ultrafinom részecskék, más néven nanorészecskék belélegzését vagy lenyelését. Epidemiológiai vizsgálatok következetesen összefüggést találtak a városi részecskék kismértékű növekedése és az egészségügyi hatások között, beleértve a légúti és szívbetegségben szenvedők megnövekedett morbiditását és mortalitását. Minden túlzott fém betegséget okozhat. A fémnek való hosszú távú expozíció a fém fokozott felhalmozódásának oka a test különböző szöveteiben. Egyes fémek mérgezőbbek, mint mások10.

A Haifa-öböl talajában található elterjedt elemek:

• Nikkel (Ni) – A nikkelérzékenység a leggyakoribb egészségkárosító hatás az emberekben. A nikkelfinomítókban vagy nikkelfeldolgozó üzemekben dolgozó embereket jobban érinti a krónikus hörghurut, az asztma és a csökkent tüdőfunkció, mint az általános lakosságot.
• Ólom (Pb) – a neurológiai betegségek és a tanulási zavarok inaktívvá tehetik az enzimeket, így befolyásolják a vörösvértestek termelését, az aminosavak működését és a szervezet biokémiai rendszereinek számát. Az ólomexpozíció a vetélés és a halvaszületés fokozott kockázatával jár együtt, amely potenciálisan a méhlepényrepedés miatt következik be.
• Króm (Cr) – a környezet minden fázisában megtalálható, beleértve a levegőt, a vizet és a talajt is, és számos kémiai formája szennyező, komoly hatással van a környezetre és az emberi egészségre. A hat vegyértékű króm (Cr6) a természetes krómlerakódások eróziójából fordul elő a környezetben, de ipari folyamatok terméke is. Kimutatták, hogy a Cr6 szivárgás, nem megfelelő tárolás vagy nem megfelelő ipari hulladékkezelési gyakorlat miatt került a környezetbe.
• Higany (Hg) - befolyásolja a központi idegrendszer működését. Ennek forrása a kiömlésekből, égetőkből és higanyt tartalmazó tüzelőanyagokat égető iparágakból származó belélegzett levegőnek való kitettség. A higany nagy mennyiségben károsíthatja az agyat, a veséket és a fejlődő magzatot. A nagy mennyiségű fémhiganygőznek való rövid távú expozíció tüdőkárosodást, hányingert, hányást, hasmenést, vérnyomás- vagy pulzusszám-emelkedést, bőrkiütéseket és szemirritációt okozhat11.
• A terhesség alatti fokozott kadmium-expozíció fordítottan összefügghet a gyermekek óvodáskorban mért kognitív funkcióival. Kimutatták, hogy a kadmiumnak való kitettség vetéléshez és halvaszületéshez vezethet az expozíciónak kitett anyáknál, potenciálisan az antioxidánsok csökkenő szintjén vagy a fokozott lipid-peroxidáción keresztül, ami oxidatív stresszt eredményez12.
• Mangenáz (Mn) - az acélgyártásban használják a keménység, merevség és szilárdság javítására. Használható benzin adalékaként a gáz oktánszámának javítására. A levegőben lévő nagy mennyiségű mangánnak való kitettség tüdőirritációt és szaporodási hatásokat okozhat.13 A központi idegrendszer számos környezeti fém közös célszerve. A prenatális és kora gyermekkori nehézfém-expozíció káros hatásai egyre nagyobb aggodalomra adnak okot a testtömegre vetített magas expozíció, az éretlen anyagcsere-pályák, a kényes fejlődési folyamatok és az életre gyakorolt ​​hatások tekintetében. A születés előtti ólom- és higanyexpozíció összefüggésbe hozható veleszületett rendellenességekkel és károsodott idegrendszeri fejlődéssel. A fémek kölcsönhatásba léphetnek, és olyan szinergikus vagy antagonista hatásokat válthatnak ki az idegrendszer fejlődésében, amelyek eltérnek az egyes fémeknek való kitettség fő hatásaitól. A prenatális és gyermekkori fémexpozíció hatással lehet az idegrendszer fejlődésére/kognitív képességére és viselkedésére14.

Ha több kockázati tényező, például genetikai, etnikai és környezeti expozíció egybeesik, nagyobb valószínűséggel halad előre a betegség. A terhesség alatti nehézfémeknek való kitettség növeli a vetélés és/vagy a halvaszületések kockázatát.

A nehézfémek rutinszerűen mobilizálhatók a hidraulikus rétegrepesztési műveletek során, és bizonyos esetekben kimutatták, hogy szennyezik a felszíni és a talajvizet (pl. ólom), valamint véletlen szennyeződések a repesztési folyadékokban is.

Brómozott égésgátlók A brómozott égésgátlók (BFR) olyan vegyi anyagok csoportját alkotják, amelyeket világszerte a tűz okozta sérülések és anyagi károk csökkentésére használnak. Polimerekben (polisztirolhabok, nagy ütésállóságú polisztirol, epoxigyanták) találhatók meg, amelyeket sokféle fogyasztási cikkbe (textíliák, habbútorok, szigetelőhabok, elektromos berendezések, konyhai készülékek, televíziók és számítógépek) építenek be. 2000-ben a becslések szerint több mint 200 000 tonna BFR-t gyártottak évente. Jelenleg öt fő BFR létezik: a polibrómozott difenil-éterek (penta-, okta- és deka-BDE-k), a hexabróm-ciklododekán (HBCD) és a tetrabróm-biszfenol A (TBBPA) három kereskedelmi keveréke, amelyek rutinszerűen jelen vannak a fogyasztási cikkek széles körében. Mivel a BFR-ek kimosódnak a gyártott termékekből, és ezek a termékek a környezetbe kerülnek, sokféle forrásból vagyunk kitéve a BFR-eknek.

A BFR-ek koncentrációja a környezetben drámaian megnőtt az elmúlt két évtizedben, miközben a nemzetközi szabályozási politikáknak köszönhetően a többi ismert mérgező (DDT, ólom, PCB) koncentrációja csökkent.

Úgy gondolják, hogy a szennyezett élelmiszerek, különösen a hús és a tejtermékek általi expozíció a fő tényező az emberek BFR-expozíciójában.

Beszámoltak arról, hogy az újszülöttek és a fiatal csecsemők szérumkoncentrációja magasabb, mint az idősebb gyermekeknél és felnőtteknél, mivel általában úgy gondolják, hogy a csecsemők sebezhetőbbek a toxikológiai sértésekkel szemben. Amerikai tudósok arról számoltak be, hogy a BDE-k medián szintje az emberi anyatejben a 90-es évektől a 2000-es évek elejéig csaknem 10-szeresére nőtt. A méhen belüli időszak az expozíció kritikus időszaka; azonban kevés információ áll rendelkezésre a BFR-expozícióval kapcsolatban az emberi fejlődés legkorábbi szakaszaiban. Egy 1998 és 2006 közötti időszakban végzett humán magzati máj és méhlepény tetra-okta-BDE-szintjét figyelő vizsgálat kimutatta, hogy ezek a mérgező anyagok már kilenchetes kortól átjutnak a placentán, hanem azt is, hogy a 2006-os magzati szövet több mint ötszöröse a kilenc évvel korábbi szintnek. Így a magzati BFR-expozíció is növekszik.

Bár az emberek BFR-terhelése növekszik, és a kitettség a fejlődés korai szakaszában jelentkezik, a következmények viszonylag feltáratlanok. Eddig három klinikai tanulmányt publikáltak a méhen belüli BFR-expozíció és a magzati kimenetel lehetséges hatásairól. A BFR-ek emelkedett szintje az anyatejben szignifikánsan korrelált az újszülöttek alacsonyabb születési súlyával, születési hosszával, fejméretével, mellkaskörfogatával és testtömeg-indexével. Szignifikáns összefüggést jelentettek a 35. terhességi hetes anyai szérum BFR-szintek és számos nemi hormon (tesztoszteron, ösztradiol, LH, SHBG) szintje között a 3 hónapos nőstény és hím utódokban. Ezenkívül Main és munkatársai szignifikánsan magasabb BFR-szintet találtak azoknak az anyáknak az anyatejében, akiknek újszülött fiai kriptorchidizmusban szenvedtek. Ha nem kezelik, a kriptorchidizmus súlyos szaporodási problémákhoz vezethet: alacsony spermiumszámhoz és meddőséghez, valamint a hererák kockázatának 2-8-szoros növekedéséhez. Ezek az adatok azt sugallják, hogy a BFR-ek hatással vannak az emberi fejlődés korai szakaszára, és legalább az egyik eredmény abnormális reproduktív rendszer. Ez komoly probléma: nemcsak az egyén egészségét érinti potenciálisan, hanem a jövő nemzedékét is.

Ftalátok. Általában lágyítószerként használják a rugalmasság és a tartósság növelésére. Illatanyagok tárolására és hajtóanyagként is használják. A ftalátok globális termelése drámaian megnövekedett a második világháború óta, és jelenleg a becslések szerint meghaladja az évi 3,5 millió tonnát. A DEHP a piaci részesedés nagyjából 50%-át teszi ki, de a DBP és a BBzP felhasználása is jelentős (egyenként több mint 100 000 tonna/év). A széles körben elterjedt használat mindenütt jelen lévő szennyeződéshez vezetett, beleértve a beltéri környezetet is, és az iparilag fejlett országokban magasabb a kitettség, mint a fejlődő országokban. Az alábbi 1. táblázat a ftalát-diészterek expozíciós forrásait mutatja be, amelyeket a javasolt vizsgálatban értékelni fognak.

Egyes közelmúltbeli tanulmányok szerint a ftalátok prenatális expozíciója összefüggésbe hozható a magzati növekedés csökkenésével, a terhesség rövidebb időtartamával, a pajzsmirigy működésének zavarával, valamint a gyermekek kognitív és viselkedési zavaraival. Egyértelműen több adatra van szükség a terhes nők és gyermekek veszélyeztetett populációiban jelentkező egészségügyi hatások teljes körű jellemzéséhez.

Konkrét célok:

1. A nehézfémek, VOC-k, PBDE-k és ftalátok testterhelésének felmérése e vegyi anyagok anyai és apai szérumban és vizeletben, köldökzsinórvérben, anyatejben és újszülöttkori mekóniumban történő mérésével számos reprezentatív alpopulációban.
2. A nehézfémeknek, VOC-knak, PBDE-knek és ftalátoknak való kitettség és (a) terhességi szövődmények, (b) születéskori antropometria (pl. a terhességi korhoz igazított születési súly, a ponderális index, a terhességi korhoz igazított fejkörfogat, és (c) a kriptorchidizmus előfordulása, (d) az anya és a csecsemő pajzsmirigyfunkciója.
3. Létre kell hozni egy biotárat ezeknek a tápközegeknek a jövőbeli tanulmányok számára, és nyomon követési módszereket kialakítani ennek a kohorsznak a csecsemők, kisgyermekek és gyermekek fejlődésének és növekedésének későbbi értékelésére.

Betegek és módszerek:

A betegeket három izraeli szülőszobából toborozzák: „Assaf Harofeh Medical Center”, „Lis (Sorasky) Medical Center” és „Rambam Medical Center”, mindezt évente mintegy 21 000 születéssel együtt, amelyek Izrael összes alpopulációját képviselik. 500 anya-apa-csecsemő triót (összesen 4500-at) vesznek fel.

A szülőszobára érkezéskor a beleegyező nyilatkozat aláírása után az anyáktól és az apáktól vért és vizeletet vonnak ki Nehézfém, VOC, PBDE és ftalát szintre. Ezzel egy időben az anyáktól pajzsmirigy-funkciós vizsgálatokat is vesznek. Szülés után köldökzsinórvért, valamint mekóniumot vesznek az újszülötttől. A hajat, a körmöket és az anyatejet is gyűjtik. Az anyáktól A mintákat nehézfémekre, illékony szerves vegyületekre, PBDE-kre és ftalátokra kell elemezni. Kórházi tartózkodásuk alatt az anyák és apák szabványosított kérdőívet töltenek ki az életmódbeli tényezőkről, háttérinformációkról és expozíciós lehetőségekről. A családi anamnézisről, a korábbi és jelenlegi terhességről, a szülés módjáról, a perinatális szövődményekről és a terhesség kimeneteléről szóló részletes információkat az orvosi akták rögzítik.

A kutatás megvalósíthatósága:

A szülés, az anya- és az újszülött osztályon minden egészségügyi központban évente nagy számú szülés történik. Az ezekbe a központokba felvett lakosság reprezentálja Izrael lakosságát. Mivel a vérvétel a szülőszobába való bejutás része, és mivel az újszülötteknél nem lesz invazív beavatkozás (meconium), sok pár részvételére számítunk ebben az innovatív vizsgálatban. Átfogó megközelítésünk, amely a standardizált kérdőív, az anyai és apai szérum, a köldökzsinórvér, a vizelet, az anyatej és a vegyszerek meconium elemzésének kombinációját alkalmazza, részletesen meghatározza az egyes alanyok testterhelési állapotát. Megvannak az eszközeink és a vágyunk, hogy elősegítsük a tudáscserét az alap- és klinikai tudósok között, azok között, akik a tudást generálják és azok között, akik azt politikák és szabályozások kidolgozásához használják, valamint a tudósok, egészségügyi szakemberek és a nagyközönség között.

Várható hozzájárulás a környezet-egészségügyhez Izraelben:

Ezek lesznek az első adatok az izraeli szubpopulációk nehézfémeknek, VOC-knak, PBDE-knek és ftalátoknak való kitettségéről. Az újszülöttkori meconiumszintek fontos információkkal szolgálnak majd a terhesség utolsó hónapjaiban bekövetkezett expozíció mértékéről, és így betekintést nyújtanak ezen nehézfémek, VOC-k, PBDE-k és ftalátok bioakkumulatív természetébe az emberi fejlődés korai szakaszában, fontos adatok a jövőbeli kockázatok szempontjából. értékelések. Átfogó megközelítésünk részletes tájékoztatást ad az egyes tantárgyak állapotáról. Az ilyen új ismeretek megelőző és tanácsadási stratégiák kidolgozásához is vezethetnek a magas BFR- és ftalátexpozícióban szenvedő férfiak és nők számára a káros következmények kockázatának minimalizálása érdekében. A tudásátadási stratégiák elengedhetetlenek ahhoz, hogy a nagyközönség, az egészségügyi szakemberek, a tudósok és a politikai/jogszabályozók megfelelő ismeretekkel rendelkezzenek, amelyekre a jövőre vonatkozó ismereteiket és ajánlásaikat alapozhatják. Ily módon a keletkező tudás elősegíti a megelőzési stratégiák kidolgozását az izraeli lakosság egészségügyi kockázatainak minimalizálása érdekében.