Związki endokrynnie czynne

Porównanie budowy naturalnego hormonu – estradiolu i jednego z alkilofenoli (4-(3,5-dimetylohept-2-ylo)fenolu), będącego związkiem endokrynnym

Związki endokrynnie czynne[a] (EDC, z ang. endocrine disruptor chemicals/compounds[7]) – grupa egzogennych związków chemicznych, które wpływają na funkcjonowanie układu hormonalnego (endokrynnego), w następstwie czego mogą wywołać negatywne skutki dla zdrowia organizmu[8].

Występowanie związków endokrynnie czynnych

Jest to liczna i zróżnicowana grupa, do której zaliczane są zarówno substancje syntetyczne, jak i związki naturalne. Cząsteczki tych związków często zawierają atomy fluorowców bądź pierścienie aromatyczne. Pod koniec grudnia 2017 roku lista potencjalnych związków endokrynnie czynnych obejmowała ponad 1400 substancji[9]. Substancje o potwierdzonym działaniu endokrynnym lub podejrzewane o takie działanie są powszechnie używane w wielu dziedzinach życia na całym świecie. Wykorzystuje się je m.in. jako środki ochrony roślin (np. pestycydy), plastyfikatory w przemyśle tworzyw sztucznych (ftalany), środki obniżające palność (tetrabromobisfenol A) i półprodukty przemysłowe (bisfenol A). Stosowanie ich na szeroką skalę zwiększyło narażenie ludzi w życiu codziennym. Wykrywane są w meblach, farbach, podłogach, tapicerkach samochodowych, ubraniach, w opakowaniach do żywności, butelkach, zabawkach, wypełnieniach stomatologicznych, soczewkach kontaktowych, czy sprzęcie elektronicznym[10][11].

Przykładowe związki wykazujące działanie endokrynne

Wpływ na układ hormonalny

Układ endokrynny składa się z gruczołów wydzielania wewnętrznego odpowiedzialnych m.in. za wydzielanie hormonów oraz z receptorów czułych na sygnały wzbudzane przez hormony. W ten sposób układ hormonalny reguluje procesy życiowe i bierze udział w podtrzymywaniu homeostazy.

Oddziaływanie związków endokrynnie czynnych na organizm może przebiegać według różnych mechanizmów, m.in. poprzez wpływanie na syntezę i wydzielanie hormonów, zaburzanie transportu hormonów w organizmie, zaburzania procesów wiązania hormonów z receptorami, czy też zmiany w metabolizmie i wydalaniu hormonów[22][23]. W dodatku narażenie na niskie dawki substancji endokrynnie czynnych może w pewnych przypadkach powodować większe zaburzenia zdrowotne – zarówno dla osoby bezpośrednio narażonej na te związki, ale także dla jego dzieci i kolejnych pokoleń – niż narażenie na te substancje w dużych dawkach. Ponadto powszechne wykorzystanie wielu związków endokrynnie czynnych powoduje, że człowiek jest zazwyczaj równocześnie narażony na kilka lub więcej takich substancji, które mogą działać wobec siebie zarówno antagonistycznie (przeciwstawnie do siebie, niwelując negatywne działanie), jak i synergistycznie (wzmacniając swoje działanie)[24].

Obecność niewielkich ilości różnych związków endokrynnie czynnych w tkankach organizmu, płynach ustrojowych (np. krwi) bądź w moczu jest powszechna[25][26][27][28], przy czym nie ma wystarczających badań pozwalających wykluczyć negatywne działanie takich ilości substancji endokrynnie czynnych na organizm[28]. Przynajmniej część związków z tej grupy ma zdolność do bioakumulacji w organizmie, m.in. w tkance tłuszczowej[29][30].

Możliwe skutki narażenia

Substancje zaburzające gospodarkę hormonalną w organizmie mogą przyspieszać rozwój guzów nowotworowych, a nawet powodować pojawienie się wad wrodzonych i innych zaburzeń rozwojowych[31]. Narażenie na te substancje może powodować trudności w uczeniu się, zaburzenia koncentracji uwagi (ADHD)[32], zaburzenia procesów poznawczych i rozwoju mózgu[33], a niektóre z nich, jak bisfenol A, może mieć istotny wpływ na występowanie schizofrenii[16]. Skutkami mogą być też: otyłość[33], rak piersi[34], rak prostaty i inne nowotwory, a także choroby tarczycy[35], obniżenie rozrodczości[36] oraz problemy związane z rozwojem seksualnym, takie jak feminizowanie samców lub efekty maskulinizacji u samic itp.[37]

Wpływ na organizm w okresie prenatalnym i po urodzeniu

Wpływ związków endokrynnych, zarówno wytwarzanych przez człowieka, jak i naturalnie występujących w przyrodzie fitoestrogenów, jest najsilniejszy w okresie płodowym i noworodkowym, kiedy organizm znajduje się w fazie najintensywniejszego wzrostu i rozwoju, a cykle metaboliczne i mechanizmy obronne są jeszcze niedojrzałe. Potwierdzono, że wiele substancji może mieć znaczący wpływ na rozwój hormonalny, neurologiczny i immunologiczny młodego organizmu, który nie jest zdolny do tak skutecznej detoksyfikacji jak osobnik dojrzały. Efekty zdrowotne narażenia we wczesnych fazach życia mogą nieść daleko idące konsekwencje w dalszym okresie życia danego organizmu[38][39].

Ekspozycja matki na EDC wpływa również na zwiększoną ekspozycję płodu (EDC wykrywane są w łożysku) i noworodka (skażone mleko matki, do którego przechodzą związki skumulowane wcześniej w tkance tłuszczowej). Ekspozycja ciężarnej kobiety na EDC może zwiększać ryzyko wad rozwojowych u dziecka oraz zmian epigenetycznych w DNA potomstwa, a w konsekwencji przyczyniać się do rozwoju chorób cywilizacyjnych w kolejnych pokoleniach[40][41][42][43].

Metabolizm i wydalanie związków endokrynnie czynnych

Wiele z EDC, w tym bisfenol A (BPA), jedna z najlepiej opisanych substancji działających endokrynnie czynnie, ulega przemianom w wątrobie w reakcji katalizowanej przez UDP-glukuronylotransferazę (UDP-GT) i wydalane są z moczem w postaci glukuronianu lub w mniejszej ilości w formie siarczanu lub wolnej[28]. Obecnie pojawiają się jednak przesłanki, że BPA ma zdolność do większej biokumulacji w tkance tłuszczowej i wykazuje dużo dłuższy czas połowicznego rozpadu niż wcześniej oszacowano[44].

Tolerowany poziom narażenia

W 2015 roku Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności obniżył dla BPA wartość tolerowanej przez organizm człowieka dziennej dawki (TDI) z 50 µg/kg masy ciała/dobę do 4 µg/kg m.c./dobę[45].

Uwagi

  1. ↑ W polskojęzycznej literaturze brak jest ugruntowanej nazwy tej grupy związków. Poza określeniem „związki/substancje endokrynnie czynne”[1] pojawia się szereg innych nazw, m.in. „związki endokrynne”, „związki wykazujące działanie endokrynne”[2], „związki zakłócające działanie endokrynne”, „związki endokrynnie aktywne”, „modulatory hormonalne”[3], „związki zakłócające procesy hormonalne”[4], „dysruptory endokrynne”[5], „substancje zaburzające gospodarkę hormonalną”, „zaburzacze endokrynne” czy „zaburzacze hormonalne”[6].

Przypisy

  1. ↑ Henryka Langauer-Lewowicka, Krystyna Pawlas, Związki endokrynnie czynne – prawdopodobieństwo niepożądanego działania środowiskowego, „Medycyna Środowiskowa –”, 18 (1), 2015, s. 7–11 [zarchiwizowane z adresu 2018-04-21].
  2. ↑ Natalia Szczepańska i inni, Związki endokrynne – emisja, występowanie, los środowiskowy oraz problemy analityczne, czyli związki endokrynne od A do Z, Materiały 57 Zjazdu PTCh i SITPChem, Częstochowa, 18 września 2014 [dostęp 2018-02-22].
  3. ↑ Marzena Matejczyk, Patryk Zalewski, Związki endokrynnie aktywne i ich aktywność biologiczna, „Kosmos. Problemy Nauk Biologicznych”, 60 (1–2), 2011, s. 17–32.
  4. ↑ M. Łebkowska, M. Załęska-Radziwiłł, Endocrine disruptors – ecotoxicological assays, „Archiwum Ochrony Środowiska”, 33 (3), 2007, s. 81–88.
  5. ↑ Karolina Kulik-Kupka i inni, Wpływ dysruptorów endokrynnych na funkcje organizmu, „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej”, 71, 2017, s. 1231–1238, DOI: 10.5604/01.3001.0010.7748.
  6. ↑ Substancje zaburzające gospodarkę hormonalną, Biuro do spraw Substancji Chemicznych [dostęp 2018-03-07] [zarchiwizowane z adresu 2018-03-07].
  7. ↑ Endocrine Disrupting Compounds, National Institute of Environmental Health Sciences [zarchiwizowane z adresu 2009-09-24] (ang.).
  8. ↑ Executive Summary, [w:] International Programme on Chemical Safety, Global Assessment of the State-of-the-Science of Endocrine Disruptors, Terri Damstra (red.) i inni, Geneva: World Health Organization, 2002 (ang.).
  9. ↑ Updates, TEDX – The Endocrine Disruption Exchange [dostęp 2018-03-21] [zarchiwizowane z adresu 2018-03-13] (ang.).
  10. ↑ Frederick S. vom Saal i inni, Chapel Hill bisphenol A expert panel consensus statement: integration of mechanisms, effects in animals and potential to impact human health at current levels of exposure, „Reproductive Toxicology”, 24 (2), 2007, s. 131–138, DOI: 10.1016/j.reprotox.2007.07.005, PMID: 17768031, PMCID: PMC2967230.
  11. ↑ Eleni Kandaraki i inni, Endocrine disruptors and polycystic ovary syndrome (PCOS): elevated serum levels of bisphenol A in women with PCOS, „The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism”, 96 (3), 2011, E480–E484, DOI: 10.1210/jc.2010-1658, PMID: 21193545.
  12. ↑ Mikhail Y. Kochukov, Yow-Jiun Jeng, Cheryl S. Watson, Alkylphenol xenoestrogens with varying carbon chain lengths differentially and potently activate signaling and functional responses in GH3/B6/F10 somatomammotropes, „Environmental Health Perspectives”, 117 (5), 2009, s. 723–730, DOI: 10.1289/ehp.0800182, PMID: 19479013, PMCID: PMC2685833.
  13. ↑ J.C. O’Connor, R.E. Chapin, Critical evaluation of observed adverse effects of endocrine active substances on reproduction and development, the immune system, and the nervous system, „Pure and Applied Chemistry”, 75 (11–12), 2003, DOI: 10.1351/pac200375112099 [dostęp 2018-03-02] (ang.).
  14. ↑ Johanna R. Rochester, Ashley L. Bolden, Bisphenol S and F: A Systematic Review and Comparison of the Hormonal Activity of Bisphenol A Substitutes, „Environmental Health Perspectives”, 123 (7), 2015, s. 643–650, DOI: 10.1289/ehp.1408989, PMID: 25775505, PMCID: PMC4492270 (ang.).
  15. ↑ Stijn L. Verhulst i inni, Intrauterine Exposure to Environmental Pollutants and Body Mass Index during the First 3 Years of Life, „Environmental Health Perspectives”, 117 (1), 2009, s. 122–126, DOI: 10.1289/ehp.0800003, PMID: 19165398, PMCID: PMC2627855 (ang.).
  16. ↑ a b James S. Brown jr., Effects of Bisphenol-A and Other Endocrine Disruptors Compared With Abnormalities of Schizophrenia: An Endocrine-Disruption Theory of Schizophrenia, „Schizophr Bull”, 35(1), 2009, s. 256–278, DOI: 10.1093/schbul/sbm147, PMCID: PMC2643957 (ang.).
  17. ↑ N. Szczepańska, B. Kudłak, J. Namieśnik, Assessing ecotoxicity and the endocrine potential of selected phthalates, BADGE and BFDGE derivatives in relation to environmentally detectable levels, „Sci. Tot. Environ.”, 2018, 610-611:854-866, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.08.160, PMID: 28826123 (ang.).
  18. ↑ D Mullerova i inni, Negative association between plasma levels of adiponectin and polychlorinated biphenyl 153 in obese women under non-energy-restrictive regime, „International Journal of Obesity”, 32 (12), 2008, s. 1875–1878, DOI: 10.1038/ijo.2008.169, PMID: 18825156 (ang.).
  19. ↑ Andrea A Hoppe, Gale B Carey, Polybrominated diphenyl ethers as endocrine disruptors of adipocyte metabolism, „Obesity”, 15, 2007, s. 2942–50, DOI: 10.1038/oby.2007.351, PMID: 18198302 (ang.).
  20. ↑ Michael J. Williams i inni, Dibutyl Phthalate Exposure Disrupts Evolutionarily Conserved Insulin and Glucagon-Like Signaling in Drosophila Males, „Endocrinology”, 157 (6), 2016, s. 2309–2321, DOI: 10.1210/en.2015-2006, PMID: 27100621 (ang.).
  21. ↑ Sally S. White, Suzanne E. Fenton, Erin P. Hines, Endocrine disrupting properties of perfluorooctanoic acid, „The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology”, 127 (1–2), 2011, s. 16–26, DOI: 10.1016/j.jsbmb.2011.03.011, PMID: 21397692, PMCID: PMC3335904 (ang.).
  22. ↑ The impacts of endocrine disrupters on wildlife, people and their environments. The Weybridge+15 (1996–2011) report, Technical report No 2/2012, Copenhagen: European Environment Agency, 2012, DOI: 10.2800/41462, ISBN 978-92-9213-307-8.
  23. ↑ T.M. Crisp i inni, Environmental endocrine disruption: an effects assessment and analysis, „Environmental Health Perspectives”, 106 (Suppl 1), 1998, s. 11–56, PMID: 9539004, PMCID: PMC1533291.
  24. ↑ Aleksandra Rutkowska i inni, Polish Society of Endocrinology Position statement on endocrine disrupting chemicals (EDCs), „Endokrynologia Polska”, 66 (3), 2015, s. 276–281, DOI: 10.5603/EP.2015.0035, PMID: 26136137.
  25. ↑ L. Cobellis i inni, High plasma concentrations of di-(2-ethylhexyl)-phthalate in women with endometriosis, „Human Reproduction”, 18 (7), 2003, s. 1512–1515, DOI: 10.1093/humrep/deg254, PMID: 12832380.
  26. ↑ Laura N. Vandenberg i inni, Human exposure to bisphenol A (BPA), „Reproductive Toxicology (Elmsford, N.Y.)”, 24 (2), 2007, s. 139–177, DOI: 10.1016/j.reprotox.2007.07.010, PMID: 17825522.
  27. ↑ Yumiko Ikezuki i inni, Determination of bisphenol A concentrations in human biological fluids reveals significant early prenatal exposure, „Human Reproduction (Oxford, England)”, 17 (11), 2002, s. 2839–2841, DOI: 10.1093/humrep/17.11.2839, PMID: 12407035.
  28. ↑ a b c Laura N. Vandenberg i inni, Urinary, circulating, and tissue biomonitoring studies indicate widespread exposure to bisphenol A, „Environmental Health Perspectives”, 118 (8), 2010, s. 1055–1070, DOI: 10.1289/ehp.0901716, PMID: 20338858, PMCID: PMC2920080.
  29. ↑ M.F. Fernandez i inni, Bisphenol-A and chlorinated derivatives in adipose tissue of women, „Reproductive Toxicology”, 24 (2), 2007, s. 259–264, DOI: 10.1016/j.reprotox.2007.06.007, PMID: 17689919 (ang.).
  30. ↑ D. Müllerová, J. Kopecký, White adipose tissue: storage and effector site for environmental pollutants, „Physiological Research”, 56 (4), 2007, s. 375–381, PMID: 16925464.
  31. ↑ Endocrine Disruptors, National Institute of Environmental Health Sciences [dostęp 2018-02-22] (ang.).
  32. ↑ M. de Cock, Y.G. Maas, M. van de Bor, Does perinatal exposure to endocrine disruptors induce autism spectrum and attention deficit hyperactivity disorders? Review, „Acta Paediatr.”, 101, 2012, s. 811–818, DOI: 10.1111/j.1651-2227.2012.02693.x., PMID: 22458970 (ang.).
  33. ↑ a b John D. Meeker, Exposure to Environmental Endocrine Disruptors and Child Development, „Arch Pediatr Adolesc Med.”, 166, 2012, s. 952–958, DOI: 10.1001/archpediatrics.2012.241, PMID: 22664748, PMCID: PMC3572204 (ang.).
  34. ↑ Linda S Birnbaum, Suzanne E Fenton, Cancer and developmental exposure to endocrine disruptors, „Environ Health Perspectives”, 111, 2003, s. 389–394, DOI: 10.1111/j.1749-6632.2001.tb03994.x, PMID: 12676588, PMCID: PMC1241417 (ang.).
  35. ↑ M. Boas, U. Feldt-Rasmussen, K.M. Main, Thyroid effects of endocrine disrupting chemicals, „Molecular and Cellular Endocrinology”, 355, 2012, s. 240–248, DOI: 10.1016/j.mce.2011.09.005., PMID: 21939731, PMCID: PMC1241417 (ang.).
  36. ↑ Heather B. Patisaul, Heather B. Adewale, Long-Term Effects of Environmental Endocrine Disruptors on Reproductive Physiology and Behavior, „Front Behav Neurosci”, DOI: 10.3389/neuro.08.010.2009, PMID: 19587848, PMCID: PMC2706654 (ang.).
  37. ↑ Robert Sanders, Pesticide atrazine can turn male frogs into females, Berkeley News [dostęp 2018-02-22] (ang.).
  38. ↑ Tolga Ünüvar, Atilla Büyükgebiz, Fetal and Neonatal Endocrine Disruptors, „J Clin Res Pediatr Endocrinol.”, 4, 2012, s. 51–60, DOI: 10.4274/jcrpe.569, PMID: 22672860, PMCID: PMC3386773.
  39. ↑ Tolga Ünüvar, Atilla Büyükgebiz, Developmental programming: impact of excess prenatal testosterone on intrauterine fetal endocrine milieu and growth in sheep, „Biol Reprod”, 87–96, 2011, s. 1, DOI: 10.1095/biolreprod.110.086686, PMID: 22672860, PMCID: PMC3012564.
  40. ↑ Yukimasa Takeda i inni, Placenta expressing the greatest quantity of bisphenol A receptor ERR{gamma} among the human reproductive tissues: Predominant expression of type-1 ERRgamma isoform, „J Biochem.”, 146 (1), 2009, s. 113–22, DOI: 10.1093/jb/mvp049, PMID: 19304792.
  41. ↑ Meghan Hewlett i inni, Prenatal Exposure to Endocrine Disruptors: A Developmental Etiology for Polycystic Ovary Syndrome, „Human Reproduction Update”, 24 (1), 2016, DOI: 10.1177/1933719116654992, PMID: 27342273, PMCID: PMC6344820.
  42. ↑ B S Rubin i inni, Perinatal exposure to low doses of bisphenol A affects body weight, patterns of estrous cyclicity, and plasma LH levels, „Environmental Health Perspectives”, 109 (7), 2001, s. 675–680, PMID: PMC1240370.
  43. ↑ Gilbert Schönfelder i inni, Developmental effects of prenatal exposure to bisphenol a on the uterus of rat offspring, „Neoplasia”, 6 (5), 2004, s. 584–94, DOI: 10.1593/neo.04217, PMID: 15548368, PMCID: PMC1531663.
  44. ↑ M.F. Fernandez i inni, Bisphenol-A and chlorinated derivatives in adipose tissue of women, „Reproductive Toxicology”, 24 (2), 2007, s. 259–264, DOI: 10.1016/j.reprotox.2007.06.007, PMID: 17689919.
  45. ↑ Kazimiera Ćwiek-Ludwicka, Bisphenol A (BPA) in food contact materials – new scientific opinion from EFSA regarding public health risk, „Roczniki Państwowego Zakładu Higieny”, 66 (4), 2015, s. 299–307, ISSN 0035-7715, PMID: 26656411.

Media użyte na tej stronie

NonylphenolEstradiol.png
comparison of estradiol and nonylphenol