Экологические токсиканты и развитие плода - Environmental toxicants and fetal development

Экологические токсиканты и развитие плода - это влияние различных токсичных веществ из окружающей среды на развитие плода . В статье рассматривается возможными негативными последствиями экологических токсикантов на внутриутробном развитии как сам эмбриона или плода, а также осложнение беременности . Человеческий эмбрион или плод относительно восприимчивы к воздействию неблагоприятных условий окружающей среды матери. Нестандартные состояния плода часто вызывают у растущего ребенка различные степени задержки в развитии, как физическом, так и психическом. Хотя некоторые переменные действительно возникают в результате генетических условий, относящихся к отцу, многие из них напрямую связаны с токсинами окружающей среды, воздействию которых подвергается мать.

Различные токсины представляют значительную опасность для плода во время развития. Исследование 2011 года показало, что практически все беременные женщины в США носят в организме несколько химических веществ, в том числе запрещенные с 1970-х годов. Исследователи обнаружили полихлорированные бифенилы , хлорорганические пестициды , перфторированные соединения , фенолы , полибромированные дифениловые эфиры , фталаты , полициклические ароматические углеводороды , перхлораты ПБДЭ, соединения, используемые в качестве антипиренов, и дихлордифенилтрихлорэтан (DDT), запрещенный в США в 1972 году. тела от 99 до 100 процентов беременных женщин, которых они обследовали. Среди других экологических эстрогенов , Бисфенол А была идентифицирован (ВР) в 96 процентах опрошенных женщин. Некоторые химические вещества были в тех же концентрациях, которые были связаны с отрицательными эффектами у детей из других исследований, и считается, что воздействие нескольких химических веществ может иметь большее влияние, чем воздействие только одного вещества.

Эффекты

Экологические токсиканты можно описать отдельно по тому, какое воздействие они оказывают, например, структурные аномалии, нарушение роста, функциональные недостатки, врожденная неоплазия или даже смерть плода.

Преждевременные роды

Каждый десятый ребенок в США рождается недоношенным, и около 5% имеют низкий вес при рождении. Преждевременные роды, определяемые как роды на сроке менее 37 недель беременности, являются основной причиной младенческой смертности в детстве. Воздействие токсинов окружающей среды, таких как свинец, табачный дым и ДДТ, связано с повышенным риском самопроизвольного аборта, низкой массы тела при рождении или преждевременных родов.

Структурная врожденная аномалия

Дополнительная информация: тератология и врожденные аномалии

Токсичные вещества, способные вызывать структурные врожденные аномалии, можно назвать тератогенами . Они являются внешними по отношению к эмбриону или плоду агентами, которые оказывают вредное воздействие, ведущее к повышенному риску пороков развития , канцерогенеза , мутагенеза , измененной функции, недостаточного роста или прерывания беременности . Тератогены подразделяются на четыре основные категории:

Тератогены влияют на плод по разным механизмам, включая:

  • Вмешательство в скорость пролиферации клеток, например вирусная инфекция и ионизация
  • Измененные пути биосинтеза, проявляющиеся в хромосомных дефектах
  • Аномальные клеточные или тканевые взаимодействия, наблюдаемые при диабете
  • Внешние факторы
  • Пороговое взаимодействие генов с тератогенами окружающей среды

Расстройство нервного развития

Нейропластические эффекты загрязнения могут привести к нарушениям развития нервной системы .

Многие случаи аутизма связаны с определенными географическими местами, подразумевая, что что-то в окружающей среде дополняет генотип группы риска, вызывая аутизм у уязвимых людей. Эти результаты относительно аутизма противоречивы, однако многие исследователи полагают, что рост показателей в определенных областях является следствием более точных методов скрининга и диагностики, а не связан с каким-либо фактором окружающей среды .

Токсиканты и их эффекты

Вещества, которые оказались особенно вредными, - это свинец (который хранится в костях матери), сигаретный дым, алкоголь, ртуть (неврологический токсикант, потребляемый через рыбу), углекислый газ и ионизирующее излучение.

Алкоголь

Употребление алкоголя во время беременности может привести к ряду расстройств, известных как расстройства алкогольного спектра плода . Самым тяжелым из них является алкогольный синдром плода .

Табачный дым

Основная статья: Курение и беременность

Воздействие внутриутробного табачного дыма на плод может вызвать широкий спектр поведенческих, неврологических и физических проблем. Побочные эффекты включают мертворождение, нарушение плаценты, недоношенность, более низкий средний вес при рождении, физические врожденные дефекты (расщелина неба и т. Д.), Снижение функции легких, повышенный риск младенческой смертности.

Меркурий

Элементарная ртуть и метилртуть - две формы ртути, которые могут представлять риск отравления ртутью во время беременности. Метилртуть, загрязнитель морепродуктов и пресноводной рыбы во всем мире, как известно, оказывает неблагоприятное воздействие на нервную систему, особенно во время развития мозга. Употребление в пищу рыбы является основным источником воздействия ртути на человека, и некоторые виды рыбы могут содержать достаточно ртути, чтобы нанести вред развивающейся нервной системе эмбриона или плода, что иногда приводит к нарушению обучаемости. Ртуть присутствует во многих видах рыб, но в основном она содержится в некоторых крупных рыбах. Один хорошо задокументированный случай повсеместного употребления ртути и последующего осложнения внутриутробного развития произошел в 1950-х годах в заливе Минамата, Япония. Метилртуть, используемая соседним промышленным предприятием для производства пластмасс, сбрасывалась в воды залива Минамата, где ее регулярно принимали в пищу многие сельские жители, которые использовали рыбу, обитающую в заливе, в качестве основного продукта питания. Вскоре многие жители, которые ели мясо, содержащее ртуть, начали испытывать негативные последствия от приема токсина; однако ртуть особенно повлияла на беременных женщин и их плоды, что привело к высокому уровню выкидышей. Выжившие младенцы, подвергшиеся внутриутробному воздействию ртути, имели чрезвычайно высокий уровень физических и умственных недостатков, а также физических отклонений от воздействия в утробе матери на ключевых этапах физического развития плода. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США и Агентство по охране окружающей среды советуют беременным женщинам не есть меч-рыбу, акулу, королевскую макрель и кафельную рыбу и ограничить потребление тунца-альбакора до 6 унций или меньше в неделю.

Предполагается, что высокий уровень ртути у новорожденных в Газе связан с военным оружием.

Воздействие ртути во время беременности также может вызвать дефекты конечностей.

Вести

Побочные эффекты воздействия свинца во время беременности включают выкидыш, малую массу тела при рождении, задержку неврологического статуса, анемию, энцефалопатию, паралич, слепоту и т. Д.

Развивающаяся нервная система плода особенно уязвима для отравления свинцом. Неврологическая токсичность наблюдается у детей женщин, подвергшихся облучению, в результате способности свинца проникать через плацентарный барьер. Особую озабоченность у беременных вызывает то, что часть свинца, накопленного в костях, попадает в кровь во время беременности. Несколько исследований предоставили доказательства того, что даже незначительное воздействие свинца на мать вызывает интеллектуальный и поведенческий дефицит у детей.

Диоксин

Диоксины и диоксиноподобные соединения сохраняются в окружающей среде в течение длительного времени и широко распространены, поэтому у всех людей есть некоторое количество диоксинов в организме. Внутриутробное воздействие диоксинов и диоксиноподобных соединений было связано с незначительными изменениями в развитии плода. Воздействие на ребенка в более позднем возрасте включает изменения функции печени, уровня гормонов щитовидной железы, уровня лейкоцитов и снижение успеваемости в тестах на обучение и интеллект.

Загрязнение воздуха

Загрязнение воздуха может негативно повлиять на беременность, приводя к более высокому уровню преждевременных родов, задержке роста и проблемам с сердцем и легкими у младенца.

Такие соединения, как окись углерода, двуокись серы и двуокись азота, могут нанести серьезный вред при вдыхании будущей матерью. Было обнаружено, что низкая масса тела при рождении, преждевременные роды, задержка внутриутробного развития и врожденные аномалии связаны с воздействием загрязненного воздуха на плод. Хотя загрязнение можно найти практически повсюду, существуют определенные источники, которые выделяют токсичные вещества, и их следует по возможности избегать тем, кто хочет оставаться относительно свободными от токсинов. Эти вещества включают, но не ограничиваются ими: сталелитейные заводы, очистные сооружения / водоочистные сооружения, мусоросжигательные заводы, заводы по производству автомобилей, нефтеперерабатывающие заводы и химические заводы.

Контроль загрязнения воздуха может быть трудным. Например, в Лос-Анджелесе приняты правила по контролю за загрязнением путем введения правил в отношении промышленных выбросов и выбросов транспортных средств. Для соответствия этим правилам были внесены улучшения. Несмотря на эти улучшения, регион по-прежнему не соответствует федеральным стандартам по озону и твердым частицам. Ежегодно в Лос-Анджелесе происходит около 150 000 рождений. Таким образом, любое воздействие загрязнения воздуха на человеческое развитие в утробе матери вызывает большую озабоченность у тех, кто живет в этом регионе.

Твердые частицы (ТЧ) состоят из смеси загрязняющих частиц, которые остаются в воздухе и варьируются в зависимости от региона. Эти частицы очень маленькие, от PM10 до PM 2.5, которые могут легко попасть в легкие. Было показано, что твердые частицы связаны с острой сердечно-респираторной заболеваемостью и смертностью. Было показано, что на внутриутробный рост влияют твердые частицы, что приводит к неблагоприятным последствиям для развития плода, таким как плохой или медленный рост плода, а также к увеличению заболеваемости и смертности плода. Исследование, проведенное в 2012 году, показало, что воздействие PM 2,5 различается в зависимости от расы / этнической принадлежности, возраста, а также социально-экономического статуса, в результате чего определенные группы населения испытывают более серьезные отрицательные последствия для здоровья из-за загрязнения окружающей среды, особенно в отношении твердых частиц .

Пестициды

Пестициды создаются с определенной целью причинить вред (насекомым, грызунам и другим вредителям), пестициды могут серьезно повредить развивающийся плод, если они попадут в среду плода. Исследования показали, что пестициды, особенно фунгициды, обнаруживаются в анализах пуповинной крови младенца, доказывая, что такие токсины действительно переносятся в организм ребенка. В целом, два пестицида, наиболее часто обнаруживаемые в пуповинной крови, - это диэтилтолуамид (ДЭТА) и винклозолин (фунгицид). Хотя токсичность пестицидов упоминается не так часто, как некоторые другие методы токсичности для окружающей среды, такие как загрязнение воздуха, заражение может произойти в любое время из-за простого участия в повседневных делах, таких как прогулка по тропинке рядом с зараженной зоной или употребление в пищу продуктов, которые не были вымыты должным образом. Только в 2007 году в окружающей среде было обнаружено 1,1 миллиарда фунтов пестицидов, в результате чего воздействие пестицидов получило известность как новый повод для осторожности у тех, кто желает сохранить свое здоровье.

Обзор 27 исследований воздействия фосфорорганических пестицидов в пренатальном и раннем детском возрасте, проведенный в 2013 году, показал, что все, кроме одного, показали отрицательные исходы для развития нервной системы. В десяти исследованиях, посвященных оценке пренатального воздействия, «когнитивные дефициты (связанные с рабочей памятью) были обнаружены у детей в возрасте 7 лет, поведенческие дефициты (связанные с вниманием) наблюдались в основном у детей ясельного возраста, а двигательные дефициты (аномальные рефлексы) наблюдались в основном у детей. новорожденные ".

Систематический обзор психомоторных эффектов пренатального и постнатального воздействие фосфорорганических пестицидов был сделан в 2014 г. Обзора показал , что «Большинство исследований , оценивающие пренатальное воздействие наблюдается негативное влияние на психическом развитии и увеличение проблем внимания в дошкольных и детях школьного возраста.»

В 2017 году в исследовании изучалось возможное влияние сельскохозяйственных пестицидов на более чем 500000 рождений в преимущественно сельскохозяйственном регионе Калифорнии и сравнивались их результаты с результатами родов в других менее сельскохозяйственных районах Калифорнии. В целом они обнаружили, что воздействие пестицидов увеличивало неблагоприятные исходы родов на 5–9%, но только среди тех матерей, которые подвергались воздействию пестицидов в наибольшем количестве.

Benzenes

Воздействие бензола на матерей было связано с дефектами головного мозга плода, особенно с дефектами нервной трубки. В одном исследовании воздействие BTEX (бензол, толуол, этилбензол, ксилолы) в течение первого триместра беременности четко указывает на отрицательную связь с бипариетальным диаметром мозга между 20 и 32 неделями беременности. У женщин с высоким воздействием толуола частота выкидышей в три-пять раз выше, чем у женщин с низким воздействием бензола, а у женщин с профессиональным воздействием бензола выше частота выкидышей. Отцовское профессиональное воздействие толуола и формальдегида также было связано с выкидышем у их партнеров. Нормальное развитие строго контролируется гормонами, а нарушение искусственными химическими веществами может навсегда изменить ход развития. Окружающий озон отрицательно связан с концентрацией сперматозоидов у мужчин, химические вещества, связанные с операциями UOG (например, бензол, толуол, формальдегид, этиленгликоль и озон), были связаны с отрицательным воздействием на качество спермы, особенно с уменьшением количества сперматозоидов.

Исследование 2011 года показало взаимосвязь между дефектами нервной трубки и воздействием бензола , соединения, связанного с добычей природного газа, на матери . Исследование показало, что матери, живущие в переписных районах Техаса с более высоким уровнем бензола в окружающей среде, с большей вероятностью будут иметь потомство с дефектами нервной трубки, такими как расщелина позвоночника , чем матери, живущие в районах с более низким уровнем бензола .

Другой

  • Также было обнаружено, что тепло и шум оказывают значительное влияние на развитие.
  • Углекислый газ - снижение доставки кислорода к мозгу, интеллектуальная недостаточность
  • Ионизирующее излучение - выкидыш, низкий вес при рождении, физические врожденные дефекты, детские раковые заболевания
  • Воздействие перхлората в окружающей среде на женщин с гипотиреозом вызывает значительный риск низкого IQ у ребенка.

Избегайте соответствующих токсинов окружающей среды во время беременности

Американский колледж медсестер-акушерок рекомендует следующие меры предосторожности , чтобы свести к минимуму воздействие соответствующих экологических токсинов во время беременности:

  • Избегайте расходных материалов, таких как витражи, масляные краски и керамические глазури, и вместо этого используйте акварельные или акриловые краски и глазури.
  • Проверка качества воды из-под крана или воды в бутылках и изменение привычки пить воду, если необходимо.
  • Если вы живете в доме, построенном до 1978 года, проверьте, использовалась ли свинцовая краска. В таком случае нельзя прикасаться к крошащейся или отслаивающейся краске, профессионал должен удалить краску, и следует избегать этого места, пока краска удаляется или шлифуется.
  • Для уменьшения воздействия пестицидов ; тщательно мыть все продукты , очищать кожу от фруктов и овощей или покупать экологически чистые продукты, если это возможно.
  • Избегайте любых чистящих средств с надписью «токсичные» или продуктов с предупреждением на этикетке, а вместо этого используйте для очистки натуральные продукты, пищевую соду, уксус и / или воду.

Разработка природного газа

В исследовании разработки природного газа в сельской местности Колорадо было обнаружено, что проживание матери в радиусе 10 миль от газовых скважин имеет положительную связь с распространенностью врожденных пороков сердца (ВПС) и дефектов нервной трубки (ДНТ). Наряду с этим открытием была обнаружена небольшая связь между средней массой тела при рождении, плотностью и близостью к скважинам с природным газом. Воздействие на матери из скважин с природным газом может происходить в форме бензола, растворителей, полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и других загрязнителей воздуха, таких как толуол, диоксид азота и диоксид серы.

В Пенсильвании количество скважин, добывающих нетрадиционный природный газ, увеличилось с нуля в 2005 году до 3689 в 2013 году. Исследование, проведенное в 2016 году с участием 9384 матерей и 10946 новорожденных в системе здравоохранения Гейзингер в Пенсильвании, показало, что пренатальное воздействие нетрадиционного природного газа в жилых помещениях связано с преждевременными родами и беременность с высокой степенью риска, зарегистрированная врачом. На юго-западе Пенсильвании обнаружено , что близость матери к бурению с нетрадиционным газом связана со снижением веса при рождении. Было неясно, какой путь воздействия: воздух, почва или вода мог быть отнесен к ассоциации. Необходимы дальнейшие исследования и более масштабные исследования по этой теме.

Эндокринные разрушители - это соединения, которые могут нарушить нормальное развитие и нормальный уровень гормонов у человека. Химические вещества, разрушающие эндокринную систему (EDC), могут взаимодействовать с рецепторами гормонов , а также изменять концентрацию гормонов в организме, что приводит к неправильным гормональным ответам в организме, а также нарушает нормальное функционирование ферментов. Известно, что добыча нефти и газа вносит свой вклад в EDC в окружающей среде, в основном из-за высокого риска загрязнения грунтовых и поверхностных вод, связанного с этой добычей. Помимо загрязнения воды , добыча нефти и газа также приводит к более высокому уровню загрязнения воздуха , создавая еще один путь воздействия этих эндокринных разрушителей. Об этой проблеме часто не сообщают, и поэтому недооценивают истинные масштабы воздействия. В 2016 году было проведено исследование для оценки потребности в эндокринном компоненте оценок состояния здоровья при бурении и добыче нефти и газа в густонаселенных районах. Учитывая высокий потенциал выделения нефтегазовых химикатов при экстракции, в частности химикатов, которые, как было показано, нарушают нормальную выработку и функцию гормонов, авторы высоко подчеркнули необходимость компонента, сосредоточенного вокруг эндокринной функции и общего состояния здоровья, с оценками состояния здоровья, а также с тем, как это, в свою очередь, влияет на окружающую среду.

Роль плаценты

Здоровая плацента представляет собой полупроницаемую мембрану, которая действительно создает барьер для большинства патогенов и некоторых ксенобиотических веществ. Однако это по своей конструкции несовершенный барьер, поскольку он должен транспортировать вещества, необходимые для роста и развития. Плацентарный транспорт может происходить путем пассивной диффузии более мелких молекул , растворимых в липидах, или путем активного транспорта для более крупных и / или электрически заряженных веществ . Некоторые токсичные химические вещества могут активно переноситься. Доза вещества , полученного плода определяется количеством вещества , транспортируемого через плаценту, а также скорость метаболизма и элиминации вещества. Поскольку у плода незрелый метаболизм , он не может эффективно выводить токсины; и поскольку плацента играет такую ​​важную роль в обмене веществами между матерью и плодом, само собой разумеется, что любые токсические вещества, которым подвергается мать, переносятся к плоду, где они могут затем повлиять на развитие. Углекислый газ, свинец, этанол (алкоголь) и, в частности, сигаретный дым - вещества, которые имеют высокую вероятность плацентарного переноса.

Выявление потенциальных опасностей для развития плода требует научной информации. В 2004 году Брент предложил набор критериев для определения причин врожденных пороков развития, которые также применимы к токсичности, связанной с развитием в целом. Этими критериями являются:

  • Хорошо проведенные эпидемиологические исследования неизменно показывают взаимосвязь между конкретными эффектами и воздействием вещества.
  • Тенденции данных подтверждают взаимосвязь между изменяющимися уровнями воздействия и конкретным эффектом.
  • Исследования на животных свидетельствуют о корреляции между воздействием веществ и конкретными эффектами.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение