Ilustracja Sił Powietrznych USA autorstwa starszego lotnika Debbie Lockhart

ojciec założyciel toksykologii, Paracelsussłynie z głoszenia, że ​​„dawka czyni truciznę”. To zdanie reprezentuje filar tradycyjnej toksykologii: Zasadniczo chemikalia są szkodliwe tylko w wystarczająco wysokich dawkach.

Ale coraz więcej dowodów sugeruje, że nawet niski poziom „chemikalia zaburzające gospodarkę hormonalną” może zakłócać sygnały hormonalne w organizmie w potencjalnie szkodliwy sposób.

Standardowe testy toksyczności nie zawsze wykrywają skutki, jakie mogą mieć chemikalia na niższych poziomach. I nawet jeśli dane sugerują takie efekty, naukowcy i decydenci mogą nie działać na podstawie tych informacji w odpowiednim czasie.

Dostrzegając te wyzwania, Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) poprosiła komisję naukowców o szczegółowe zbadanie tej kwestii. Jak możemy lepiej określić, czy chemikalia działają w niskich dawkach? I jak możemy działać na podstawie tych informacji, aby chronić zdrowie publiczne?

Po kilku latach pracy sprawozdanie komisji został wydany przez Narodową Akademię Nauk w lipcu. Ten przełomowy raport przedstawia EPA strategię identyfikowania i analizowania danych dotyczących skutków zdrowotnych niskich dawek, a także dwa przykłady studium przypadku. Jest to oparte na dowodach wezwanie do działania, na które naukowcy i decydenci powinni zwrócić uwagę.

Nasze realizacje

Czym dokładnie jest „niska dawka”? Komitet zdefiniował to jako „narażenie zewnętrzne lub wewnętrzne, które mieści się w zakresie szacowanym na występowanie u ludzi”. Obejmuje to każdy poziom narażenia na chemikalia, z którym moglibyśmy się spotkać w naszym codziennym życiu.

Niekorzystne skutki zdrowotne, zgodnie z definicją komisji, mogą obejmować wszelkie zmiany biologiczne, które osłabiają zdolność funkcjonalną osoby lub zdolność do radzenia sobie ze stresem lub czynią ją bardziej podatną na inne narażenia.

Aby pomóc EPA lepiej określić, czy chemikalia mogą mieć szkodliwe skutki przy niskich dawkach, komisja opracowała trzyczęściową strategię. Po pierwsze, aktywnie zbieraj szeroki zakres danych z udziałem zainteresowanych stron i opinii publicznej. Następnie analizuj i integruj dostępne dowody w sposób systematyczny. Wreszcie, wykorzystaj te dowody, aby ulepszyć oceny ryzyka i badania toksyczności.

Aby wprowadzić tę strategię w życie, komisja przeprowadziła m.in przegląd systematyczny dwóch substancji chemicznych zaburzających gospodarkę hormonalną. Wiązało się to z oceną odpowiednich danych od ludzi, zwierząt i oparty na komórkach badania laboratoryjne. Każde z tych podejść ma inne mocne i słabe strony, więc wspólne badanie dowodów daje wgląd, którego nie dałoby jedno podejście.

Przyjrzano się pierwszemu studium przypadku ftalany, chemikalia zwiększające elastyczność produktów z tworzyw sztucznych, takich jak zasłony prysznicowe i opakowania do żywności.

Komitet ustalił, że ftalan dietyloheksylu i inne wybrane ftalany są związane ze zmianami w męskim układzie rozrodczym i zdrowie hormonalne. Ogólnie dane były wystarczająco mocne, aby zaklasyfikować ftalan dietyloheksylu jako „przypuszczalne zagrożenie dla reprodukcji” u ludzi.

Drugie studium przypadku koncentrowało się na: polibromowane etery difenylowe, środki zmniejszające palność używane od ponad 30 lat. Chociaż obecnie są one wycofywane, te chemikalia pozostają problemem dla ludzi. Są nadal obecne w starszych produktach i mogą utrzymywać się w środowisku przez wiele lat.

Na podstawie danych pokazujących wpływ tych chemikaliów na uczenie się i IQ panel stwierdził, że ekspozycja rozwojowa „przypuszcza się, że stanowi zagrożenie dla inteligencji u ludzi”.

Bariery dla naukowców

Podczas przeglądu komisja napotkała szereg barier, które mogą utrudniać podobne dochodzenia w sprawie określonych chemikaliów.

Po pierwsze, podczas przeglądania dowodów ważne jest, aby ocenić wszelkie błędy systematyczne – znane również jako uprzedzenia – co mogło prowadzić do błędnych wyników. Błędy te mogą wynikać z wad projektowych badań, takich jak nieprawidłowe oślep badaczy podczas analizy.

Niektóre czasopisma mają ścisłe wytyczne dotyczące zgłaszania szczegółów związanych z uprzedzeniami, ale wiele nie. Lepsze przestrzeganie wytyczne dotyczące raportowania poprawiłaby zdolność naukowców do oceny jakości dowodów.

Po drugie, komisja zauważyła rozbieżność między koncepcją dawek stosowaną w badaniach na ludziach i zwierzętach. Utrudniło to porównywanie danych z różnych źródeł.

Na przykład większość toksykologów po prostu podaje dawkę, którą podali zwierzętom. Ale część podanej dawki może nie zostać wchłonięta. Aktualny dawka wewnętrzna substancji chemicznych krążących w organizmie i powodujących szkody może różnić się od ilości, która była podawany.

W przeciwieństwie do tego epidemiolodzy zwykle myślą o dawce jako poziomie substancji chemicznej, którą wykryć w ciele, ale mogą nie wiedzieć, na ile substancji chemicznej dana osoba była faktycznie narażona.

Techniki modelowania biologicznego może pomóc naukowcom w określeniu związku między dawkami podawanymi i wewnętrznymi oraz dokładniejszym porównaniu wyników badań na zwierzętach i ludziach.

Wreszcie, wiele badań toksykologicznych skupia się tylko na jednej substancji chemicznej. Jest to cenny sposób na określenie, jak jedna substancja chemiczna wpływa na organizm. Jednak biorąc pod uwagę, że wszyscy jesteśmy narażeni na działanie mieszanin chemicznych, procedury te mogą mieć ograniczone zastosowanie w świecie rzeczywistym.

Komitet zasugerował, aby toksykolodzy włączyli do swoich badań mieszaniny z prawdziwego świata, aby dostarczyć bardziej istotnych informacji na temat ryzyka dla zdrowia ludzkiego.

Ocena konstrukcji dachu

Ten raport pokazuje wyzwania stojące przed toksykologią i zdrowiem środowiskowym: Jak dobrze istniejące i pojawiające się techniki laboratoryjne mogą przewidzieć niekorzystne skutki u ludzi?

W tradycyjnych eksperymentach na zwierzętach stosuje się zwykle duże dawki, które niekoniecznie odzwierciedlają rzeczywisty świat. Badania te mogą być ważnym pierwszym krokiem w identyfikacji zagrożeń dla zdrowia, ale nie mogą dokładnie przewidzieć, w jaki sposób i na jakim poziomie chemikalia wpływają na ludzi. Komitet zauważył, że bardziej odpowiednie dawki i lepsze modelowanie mogą pomóc złagodzić ten problem.

Emerging testy wysokoprzepustowe zastosowane techniki metody oparte na komórkach do wykrywania, w jaki sposób substancja chemiczna zmienia określone aktywności molekularne lub komórkowe. Te nowsze metody są coraz częściej stosowane w badaniach toksykologicznych. Mają potencjał do szybkiej identyfikacji szkodliwych chemikaliów, ale nie zostały jeszcze w pełni zaakceptowane przez społeczność naukową.

W przypadku tych dwóch studiów przypadku komisja zauważyła, że ​​testy wysokoprzepustowe nie były szczególnie pomocne w wyciąganiu wniosków na temat skutków zdrowotnych. Wiele z tych badań ma wąski zakres – na przykład dotyczy tylko jednej ścieżki sygnałowej, bez wskazywania na ogólny wpływ substancji chemicznej na organizm. Niemniej jednak metody te można wykorzystać do ustalenia priorytetów chemikaliów do dalszych dogłębnych testów, ponieważ aktywność w jednej ścieżce może przewidywać zdolność substancji chemicznej do powodowania szkód.

Pomimo niedoskonałości naszych metod testowych, istnieje już wiele dowodów na to, że wiele chemikaliów ma wpływ na niskie dawki. EPA powinna wdrożyć tę nową strategię, aby skutecznie identyfikować problematyczne chemikalia zaburzające gospodarkę hormonalną i działać w ich przypadku. Tylko dzięki tak silnym, naukowym wysiłkom możemy zapobiec niekorzystnym skutkom narażenia na chemikalia – i pozwolić wszystkim żyć zdrowo, na jakie zasługują.

O autorze

Rachel Shaffer, doktorantka, Toksykologia środowiskowa, uniwersytet Waszyngtoński

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon