이스라엘 코호트에서 환경 오염 물질에 대한 노출이 출생 결과에 미치는 영향

목표 및 가설 오늘날 전 세계적으로 사용되는 화학 물질의 규모와 다양성은 의약품 및 식품에서 플라스틱, 휘발유 및 반도체 칩에 이르기까지 방대합니다. 이러한 화학 물질 중 다수는 공기, 물, 토양, 집 먼지 및 식품 공급에서 발견되는 환경으로 방출되어 사람에게 노출됩니다. 임산부 및 어린이와 같은 취약한 인구의 노출 정도 및 노출 효과를 특성화하는 것은 이들 화합물의 화학 구조가 에스트로겐, 테스토스테론 및 갑상선 호르몬과 같은 호르몬과 유사하고 신경 발달 및 기타에 영향을 미치기 때문에 가장 중요합니다. 건강 효과. 여기에서는 중금속, 휘발성 유기 화합물(VOC), 브롬화 난연제(PBDE) 및 프탈레이트와 같은 몇 가지 화합물에 초점을 맞추고 있으며 이스라엘의 임산부와 유아에 대한 노출 정도를 특성화할 것입니다. 일반 인구는 부족합니다. 우리는 또한 이러한 화합물과 관련하여 임산부와 그 자손의 선택된 결과를 조사하고 추가 연구를 위한 생물 저장소를 구축할 것을 제안합니다.

BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌):

휘발성 유기 화합물(VOC)은 끓는점이 낮은 화합물입니다. VOC 노출은 청소 제품, 페인트, 솔벤트, 개인 관리 제품, 자동차 배기 가스 및 담배 연기와 같은 수많은 자연 및 인위적 소스에서 발생합니다. 특정 VOC에 노출되면 선천적 결함, 신경인지 장애, 천식 및 암의 위험이 증가할 수 있습니다. 알려진 VOC 대사산물은 아크롤레인, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 벤젠, 1-브로모프로판, 1,3-부타디엔, 이황화탄소, 크로톤알데히드, 시안화물, N,N-디메틸포름아미드, 에틸벤젠, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 스티렌, 테트라클로로에틸렌, 톨루엔, 트리클로로에틸렌, 염화비닐 및 자일렌 노출. 방향족 탄화수소인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 및 자일렌 이성질체(BTEX)는 산업 및 대기 오염에서 중요한 역할을 하는 VOC 대사 산물의 일부입니다 1.

대기 오염(BTEX 포함)에 대한 태아기 노출은 자궁 내 성장 제한(IUGR), 저체중 출생(LBW), 조산(PTB) 및 자궁 내 사망을 포함하여 불리한 임신 결과와 관련이 있을 수 있습니다. BTEX 화학물질에 대한 노출은 정자의 양과 질에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 벤젠과 톨루엔 노출은 비정상적인 월경 주기와 관련이 있습니다. 동물 난소 세포에서 BTEX 화학물질의 직접적인 부작용이 난소 세포 세포 사멸, 증식 및 호르몬 방출에 대해 관찰되었습니다. 비전통적인 석유 및 가스(UOG) 작업에서 일반적으로 사용 및 생산되는 벤젠과 톨루엔에 대한 노출은 유산 위험 증가와 관련이 있습니다 2.

크실렌은 환경 오염 물질입니다. 또한 염료, 페인트, 광택제, 의료 기술 및 다양한 산업 분야에서 용매로 사용됩니다. 인간의 삶은 건강에 해로운 영향을 미치는 자일렌을 포함하여 광범위한 VOC에 둘러싸여 있습니다. 자일렌 노출은 호흡, 눈, 구강 및 피부 경로를 통해 발생합니다. 크실렌은 주로 메틸 그룹의 산화를 통해 간에서 대사되고 글리신과 결합하여 소변을 통해 배설되는 히푸르산을 생성합니다. 많은 양과 용량의 크실렌은 간에 해를 끼칠 수 있습니다. 크실렌에 장기간 노출되면 신경계, 생식계, 면역계, 간 및 호흡계에 대한 독성과 같은 다기관 손상이 발생할 수 있습니다. 또한 자일렌은 여성의 생식 호르몬을 감소시키고 남성 불임의 원인이 됩니다. 연구에 따르면 실험 동물에 대한 후속 영향이 보고되었습니다: 태아 골격 기형, 뼈 형성 중단 증가, 태아 기관의 충혈 및 혈액, 태아 체중 감소3.

벤젠은 환경에서 주된 대기 오염 물질 중 하나로 알려져 있습니다. 벤젠에 대한 만성적 노출은 산화 스트레스, DNA 손상, 재생불량성 빈혈 및 인간의 급성 골수성 백혈병 위험 증가를 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 메커니즘은 중요한 독성 대사, 반응성 대사 산물 및 아마도 후생유전학적 변화를 통해 이루어집니다. 벤젠에 대한 일반적인 노출은 담배 연기, 자동차 주유소, 자동차 배기 가스 및 산업 배출물입니다. 정자의 염색체 이상도 벤젠 노출로 보고되었습니다4 [4],

에틸벤젠은 담배 연기, 화석 연료 연소, 에틸벤젠을 사용하는 산업, 카펫 접착제, 바니시 및 페인트에서 발생합니다. 에틸벤젠의 위험에는 급성 독성, 돌연변이 유발성, 전신 독성, 발달 및 생식 독성, 면역 독성, 대사 및 약동학, 발암성, 신경 독성 및 발달 신경 독성이 포함됩니다. 동물에서 모체 영향(> 1000ppm)을 일으키는 용량에서 에틸벤젠은 태아 체중(bwt)을 감소시키고 골격 변화를 증가시키는 태아 독성이 있었습니다5.

톨루엔에 대한 노출은 산업용 페인트 및 페인트 시너, 담배 연기 및 화석 연료에서 비롯됩니다6. 톨루엔은 뇌에 취하게 하고 보람 있는 효과가 있습니다. 흡입제에 대한 급성 노출은 중추신경계(CNS) 저하와 같은 용량 의존적이고 가역적인 영향을 미칩니다. 고농도는 진정 및 마취를 유발할 수 있는 반면, 고농도는 혼수 상태 또는 호흡 저하로 인한 사망을 초래할 수 있습니다. 분만 시 톨루엔에 노출된 영아는 특징적으로 조산 및/또는 성장이 지연되었습니다. 또한, 아동이 성장함에 따라 많은 발달 지연 및 장애가 명백해집니다(예: 언어 장애, 성장 지연, 과잉 행동, 소뇌 기능 장애)7.

트리클로로에틸렌(TCE) 및 퍼클로로에틸렌(PCE)은 VOC 및 대기 오염의 일부입니다. PCE로 오염된 식수에 노출된 성인의 경우 간질 및 자궁경부암과 같은 특정 유형의 암 위험이 증가할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 임신 기간과 유아기 동안의 노출과 식수에 투여된 TCE의 주요 대사산물인 TCAA(트리클로로아세트산)에 대한 노출은 착상 및 재흡수 부위의 수를 증가시켰고 선택적 심장 최기형성을 유발했습니다8,9.

중금속 원소:

금속 섭취는 공기, 물 및 음식을 통해 이루어질 수 있습니다. 대기 오염 노출에는 나노 입자라고도 하는 초미세 입자 물질의 흡입 또는 섭취가 포함됩니다. 역학 연구는 호흡기 및 심장 질환이 있는 사람들의 이환율 및 사망률 증가를 포함하여 도시 미세먼지의 작은 증가와 건강에 미치는 영향 사이의 연관성을 지속적으로 발견했습니다. 초과하는 모든 금속은 질병을 일으킬 수 있습니다. 금속에 장기간 노출되면 다양한 신체 조직에 금속 축적이 증가합니다. 일부 금속은 다른 금속보다 유독합니다10.

하이파만의 토양에서 발견되는 널리 퍼진 요소:

• 니켈(Ni) - 니켈 감도는 인간에게 가장 흔한 건강상의 유해한 영향입니다. 니켈 정제소 또는 니켈 가공 공장에서 일하는 사람들은 일반 인구보다 만성 기관지염, 천식 및 폐 기능 저하에 더 많은 영향을 받습니다.
• 납(Pb) - 신경 질환 및 학습 장애는 효소를 비활성화하여 적혈구 생성, 아미노산 기능 및 신체의 생화학 시스템 수에 영향을 줄 수 있습니다. 납 노출은 잠재적으로 태반 파열로 인한 유산 및 사산의 위험 증가와 관련이 있습니다.
• 크롬(Cr) - 공기, 물, 토양을 포함한 환경의 모든 단계에서 발견되며 그 많은 화학적 형태는 환경과 인간의 건강에 심각한 영향을 미치는 오염 물질입니다. 6가 크롬(Cr6)은 천연 크롬 퇴적물의 침식으로 환경에서 발생하지만 산업 공정의 산물이기도 합니다. 누출, 열악한 보관 또는 부적절한 산업 폐기물 처리 관행으로 인해 Cr6가 환경으로 방출되는 사례가 입증되었습니다.
• 수은(Hg) - 중추 신경 기능에 영향을 미칩니다. 그 원인은 누출, 소각장 및 수은 함유 연료를 태우는 산업에서 발생하는 호흡 공기에 노출되는 것입니다. 높은 수준의 수은은 뇌, 신장 및 발육 중인 태아를 손상시킬 수 있습니다. 높은 수준의 금속 수은 증기에 단기간 노출되면 폐 손상, 메스꺼움, 구토, 설사, 혈압 또는 심박수 증가, 피부 발진 및 눈 자극을 유발할 수 있습니다11.
• 임신 중 카드뮴 상승 카드뮴 노출은 취학 전 나이에 측정된 아동의 인지 기능과 반비례 관계가 있을 수 있습니다. 카드뮴에 대한 노출은 노출된 산모의 유산 및 사산을 초래하는 것으로 나타났으며, 잠재적으로 산화 스트레스를 유발하는 산화 방지제 수치 감소 또는 강화된 지질 과산화를 통해 발생합니다12.
• 망게나아제(Mn) - 경도, 강성 및 강도를 향상시키기 위해 철강 생산에 사용됩니다. 그것은 가스의 옥탄가를 향상시키기 위해 휘발유의 첨가제로 사용될 수 있습니다. 공기 중의 높은 수준의 망간에 노출되면 폐 자극 및 생식 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.13 중추 신경계는 많은 환경 금속에 대한 일반적인 표적 기관입니다. 태아기 및 유아기에 중금속 노출의 악영향은 체중 기준으로 높은 노출, 미성숙한 대사 경로, 섬세한 발달 과정 및 생활 과정에 미치는 영향 측면에서 우려가 커지고 있습니다. 납과 수은에 대한 출생 전 노출은 선천적 기형 및 손상된 신경 발달과 관련이 있습니다. 금속은 상호 작용하여 각 금속 단독 노출의 주요 효과와 다른 신경 발달에 대한 시너지 효과 또는 길항 효과를 일으킬 수 있습니다. 태아기 및 아동기 동안 금속 노출은 신경 발달/인지 및 행동에 영향을 미칠 수 있습니다14.

유전적, 민족적, 환경적 노출과 같은 더 많은 위험 요인이 일치하면 질병 발병이 더 진행될 가능성이 높습니다. 임신 중 중금속에 노출되면 유산 및/또는 사산의 위험이 증가합니다.

중금속은 수압 파쇄 작업 중에 일상적으로 동원될 수 있으며 경우에 따라 지표수와 지하수를 오염시키는 것으로 나타났습니다(예: 납). 또한 파쇄 유체의 우발적 오염 물질입니다.

브롬계 난연제 브롬계 난연제(BFR)는 화재 관련 부상 및 재산 피해를 줄이기 위해 전 세계적으로 사용되는 화학 물질 그룹을 구성합니다. 이들은 다양한 소비자 제품(직물, 발포 가구, 절연 발포체, 전기 장비, 주방 기구, 텔레비전 및 컴퓨터)에 통합되는 중합체(폴리스티렌 발포체, 내충격성 폴리스티렌, 에폭시 수지)에서 발견됩니다. 2000년에는 연간 200,000미터톤 이상의 BFR이 생산된 것으로 추정되었습니다. 현재 5가지 주요 BFR이 있습니다. 폴리브롬화 디페닐 에테르(펜타-, 옥타- 및 데카-BDE), 헥사브로모시클로도데칸(HBCD) 및 테트라브로모비스페놀 A(TBBPA)의 3가지 상용 혼합물은 다양한 소비재에 일상적으로 존재합니다. 제조된 제품에서 BFR이 침출되고 이러한 제품이 환경에 버려지기 때문에 우리는 다양한 소스에서 BFR에 노출됩니다.

환경에서 BFR의 농도는 지난 20년 동안 극적으로 증가한 반면, 국제 규제 정책 덕분에 알려진 다른 독성 물질(DDT, 납, PCB)의 농도는 감소했습니다.

오염된 식품, 특히 육류 및 유제품을 통한 노출은 인간의 BFR 노출의 주요 원인으로 여겨집니다.

일반적으로 유아가 독성학적 모욕에 더 취약하다고 믿기 때문에 신생아와 어린 영아의 혈청 농도가 더 큰 어린이와 성인보다 높다는 보고가 있습니다. 미국의 과학자들은 인간의 모유에 있는 BDEs의 중앙값이 90년대에서 2000년대 초까지 거의 10배 증가했다고 보고했습니다. 태내 기간은 노출에 중요한 기간입니다. 그러나 인간 발달의 초기 단계에서 BFR 노출에 관한 정보가 부족합니다. 1998년부터 2006년까지 임신 초기에서 중기까지의 인간 태아 간과 태반에서 테트라-에서 옥타-BDE 수준을 모니터링한 연구는 이러한 독성 물질이 태아 연령 9주부터 태반을 통과할 뿐만 아니라 2006년 태아 조직이 9년 전보다 5배 이상 높아졌습니다. 따라서 태아의 BFR 노출도 증가하고 있습니다.

인간의 BFR 부담이 증가하고 노출이 개발 초기 단계부터 발생하지만 그 결과는 상대적으로 탐구되지 않습니다. 자궁 내 BFR 노출 및 태아 결과의 잠재적 영향에 대한 세 가지 임상 연구가 현재까지 발표되었습니다. 모유의 높은 BFR 수치는 낮은 신생아 출생 체중, 출생 시 길이, 머리 크기, 가슴 둘레 및 체질량 지수와 유의한 상관관계가 있었습니다. 임신 35주의 모체 혈청 BFR 수치와 3개월 된 암컷 및 수컷 자손의 여러 성 호르몬(테스토스테론, 에스트라디올, LH, SHBG) 수치 사이에 유의미한 연관성이 보고되었습니다. 또한 Main과 동료들은 잠복고환증이 있는 신생아를 둔 어머니의 모유에서 상당히 높은 BFR 수치를 발견했습니다. 잠복고환증을 치료하지 않고 방치하면 정자 수 감소, 불임, 고환암 위험이 2~8배 증가하는 심각한 생식 관련 문제로 이어질 수 있습니다. 이러한 데이터는 BFR이 인간 발달의 초기 단계에 영향을 미치고 있으며 적어도 하나의 결과가 비정상적인 생식 시스템임을 시사합니다. 이것은 심각한 문제입니다. 개인의 건강이 잠재적으로 영향을 받을 뿐만 아니라 미래 세대의 건강도 영향을 받습니다.

프탈레이트 프탈레이트는 다양한 소비자 제품에 사용되는 대량 생산 화학 물질의 한 종류입니다. 그들은 일반적으로 유연성과 내구성을 높이기 위해 가소제로 사용됩니다. 그들은 또한 방향제 및 추진제로 사용됩니다. 전 세계 프탈레이트 생산량은 제2차 세계대전 이후 극적으로 증가했으며 현재 연간 350만 미터톤을 초과하는 것으로 추정됩니다. DEHP는 시장 점유율의 약 50%를 차지하지만 DBP 및 BBzP의 사용량도 많습니다(각각 > 100,000 미터톤/년). 광범위한 사용으로 인해 실내 환경을 포함하여 유비쿼터스 오염이 발생했으며 개발 도상국보다 산업화 된 국가에서 더 많이 노출되었습니다. 아래 표 1은 제안된 연구에서 평가될 프탈레이트 디에스테르의 노출 소스를 보여줍니다.

일부 최근 연구에서는 프탈레이트에 대한 태아기 노출이 태아 성장 감소, 임신 기간 단축, 갑상선 기능 교란, 어린이의 인지 및 행동 결함과 관련이 있음을 발견했습니다. 임산부와 어린이의 취약한 인구에 대한 건강 영향을 완전히 특성화하려면 더 많은 데이터가 분명히 필요합니다.

구체적인 목표:

1. 여러 대표 하위 집단 중에서 모계 및 부계 혈청 및 소변, 제대혈, 모유 및 신생아 태변에서 이러한 화학 물질을 측정하여 중금속, VOC, PBDE 및 프탈레이트 신체 부하를 평가합니다.
2. 중금속, VOC, PBDE 및 프탈레이트에 대한 노출과 (a) 임신 합병증, (b) 출생 시 인체 측정(즉, 재태 연령에 맞게 조정된 출생 체중, 폰더럴 지수, 재태 연령에 맞게 조정된 머리 둘레) 및 (c) 잠복고환증 발병률, (d) 산모 및 영아 갑상선 기능.
3. 향후 연구를 위해 이러한 매체의 생물학적 저장소를 설정하고 이 코호트를 위한 후속 방법을 설정하여 나중에 영유아 및 어린이의 발달과 성장을 평가합니다.

환자 및 방법:

이스라엘의 3개 분만실인 "Assaf Harofeh Medical Center", "Lis (Sorasky) Medical Center" 및 "Rambam Medical Center"에서 환자를 모집할 예정이며, 이스라엘의 모든 하위 인구를 대표하는 연간 약 21,000명의 출생을 포함합니다. 모자3인조 500명(총 4500명)을 모집합니다.

분만실에 도착하면 정보에 입각한 동의서에 서명한 후 중금속, VOC, PBDE 및 프탈레이트 수치에 대해 산모의 혈액과 소변을 채취합니다. 동시에 어머니로부터 갑상선 기능 검사도 받게 됩니다. 분만 후 제대혈과 신생아의 태변을 채취합니다. 머리카락, 손톱, 모유도 수집됩니다. 어머니로부터 중금속, VOC, PBDE 및 프탈레이트에 대해 샘플을 분석합니다. 병원에 머무는 동안 어머니와 아버지는 라이프 스타일 요인, 배경 정보 및 노출 기회에 관한 표준화된 설문지를 작성합니다. 가족력, 이전 및 현재 임신, 분만 방법, 주산기 합병증 및 임신 결과에 대한 자세한 정보는 의료 파일에서 기록됩니다.

연구의 타당성:

모든 의료 센터의 출산, 산모 및 신생아 부서는 매년 많은 수의 출산을 합니다. 이 센터에 수용된 인구는 이스라엘 인구를 대표합니다. 혈액 검사는 분만실 입원의 일부이고 신생아는 침습적 절차(태변)를 거치지 않기 때문에 많은 부부가 이 혁신적인 연구에 참여할 것으로 기대합니다. 표준화된 설문지, 산모 및 부계 혈청, 제대혈, 소변, 모유 및 화학 물질의 태변 분석의 조합을 사용하는 우리의 포괄적인 접근 방식은 각 피험자의 신체 부담 상태에 대한 자세한 정의를 제공할 것입니다. 우리는 기초 과학자와 임상 과학자, 지식을 생성하는 사람과 지식을 정책 및 규정 개발에 사용하는 사람, 과학자, 의료 전문가 및 일반 대중 사이에서 지식 교환을 촉진할 수 있는 수단과 욕구를 가지고 있습니다.

이스라엘의 환경 건강에 대한 예상 기여도:

이것은 중금속, VOC, PBDE 및 이스라엘 프탈레이트에 노출된 소집단에 대한 첫 번째 데이터가 될 것입니다. 신생아 태변 수준은 임신 마지막 달 동안의 노출 정도에 대한 중요한 정보를 제공하므로 인간 발달 초기 단계에서 이러한 중금속, VOC, PBDE 및 프탈레이트의 생체 축적 특성에 대한 통찰력을 제공하고 미래 위험에 대한 중요한 데이터를 제공합니다. 평가. 우리의 포괄적인 접근 방식은 각 주제의 상태에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 이러한 새로운 지식은 불리한 결과의 위험을 최소화하기 위해 높은 BFR 및 프탈레이트 노출을 가진 남성과 여성을 위한 예방 및 상담 전략의 개발로 이어질 것입니다. 지식 이전 전략은 일반 대중, 의료 전문가, 과학자 및 정책/법률 규제자가 미래에 대한 이해와 권장 사항의 기반이 되는 적절한 지식을 갖기 위해 필수적입니다. 이러한 방식으로 생성된 지식은 이스라엘 인구의 건강 위험을 최소화하기 위한 예방 전략 개발을 촉진할 것입니다.