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从BPA导致乌龟“伪娘”看日常生活中的内分泌干扰物

日期:2016-09-26  浏览次数:2147

撰文:毛晋哲(FDA药理学家)


A painted turtle egg (Roger Meissen, Bond, CBS News)

去年,密苏里大学的研究人员发现BPA(双酚A)可以干扰乌龟的性别发育,使雄性性器官中出现雌性性器官的组织学特征[1]。今年,这个研究组的研究进一步表明,孵化期曾暴露于BPA的雄性乌龟,在成年后表现出雌性行为[2],这种乌龟“伪娘”现象的产生可能是由于BPA破坏了乌龟内分泌系统的功能所致。

自从在1891被合成以来, BPA的应用日益广泛。作为合成塑料和环氧树脂的主要原料,BPA被用于防碎大灯、眼镜片、CD、DVD、运动器材、水壶,婴儿奶瓶等日用品的制造,也广泛用于排水管、销售收据用的热敏纸,及食品和饮料罐内部的涂层中。由于在生产过程中并非所有的BPA都进入聚合状态,这些产品中游离的BPA会在使用过程中洗脱出来,尤其是当这些产品受热时。

早在1930年代,Dodds等的研究就发现BPA具有雌激素活性[3]。但是直到1998年,Hunt教授在偶然中发现源于清洁剂的BPA可以导致小鼠卵子缺陷,BPA才重新引起注意[4]。现在越来越多的科学研究已经证实,在多种实验动物模型中,BPA与乳腺癌、前列腺癌、雄性生殖器官缺陷、雌性青春期提前、肥胖,及注意缺陷多动障碍等行为缺陷都具有相关性。一般认为,正是由于其雌激素活性,使得BPA像其他的内分泌干扰物质(endocrine disrupting chemicals, EDCs)一样,在极其微量的条件下,通过干扰机体内分泌系统的功能,从而影响机体的生长发育代谢及健康。


日常生活中存在的内分泌干扰物(图片来自[5])

众所周知,内分泌系统是由遍布全身的多个器官及组织组成的一个复杂系统,分泌各种不同的激素,调控着从受精卵发育成一个复杂有机统一体的整个过程。激素的浓度非常低,但对于调节人体正常的生长、发育及生殖等方面都必不可少,并且各组织器官的激素需求在特定的时间有精确定量,并且随着生命周期的变化而变化。因此,激素的生成、分泌和功效都受严格的调控,对内分泌系统中任何一个环节的轻微干扰都会造成严重的后果,这也是EDCs不同于其它能够产生急性或慢性毒性的有毒化合物的特征。显而易见,在污染的环境中,处于食物链顶端的人成为最容易受ECDs影响的生物,尤其在一个工业化合物的生产和使用无处不在的时代。常见的内分泌干扰物来自农药、儿童用品、日用塑料制品和食品容器、电子产品、建筑材料、个人护理产品、医用胶管、纺织品等。


表格内容来自[5]

环境中的内分泌干扰物可通过多种不同的途径进入机体。进入机体后,内分泌干扰物往往通过模仿或阻断一种天然激素来干扰内分泌系统的功能。作为激素类似物的EDC可以“欺骗”激素的受体,从而触发通常只有天然激素才能激活的信号转导。而作为激素阻断剂的EDC则可以绑定到一个激素受体上,使得受体被阻断,在这种情况下,即使有天然激素的存在,该受体也不能被激活。

不同的内分泌干扰物在动物机体中会产生各种不同的后果。除了在乌龟中引起“伪娘”现象,在人体中内分泌干扰物可以引发多种病理状况,其中包括内分泌疾病,神经和行为障碍(如注意缺陷多动障碍、自闭症、抑郁症),肥胖和代谢功能障碍及相关疾病,生殖系统疾病(如乳腺癌,前列腺癌、性早熟、生殖器畸形、卵巢功能障碍),癌症等。


表格内容来自[5]

目前内分泌干扰物已经是一个全球性的普遍问题。无论是在家里,还是在办公室或在农场,也无论是在我们呼吸的空气中,还是在我们吃的食物或我们喝的水里都有潜在的内分泌干扰物。据估计,成千上万的化学品中,约有1000种具有内分泌干扰物的特性。生物监测(在体液和组织中的化学物质的测量)也显示,几乎100%人的身体里含有或多或少的具有内分泌干扰物特性的化学物质。况且除了已知的内分泌干扰物,还有很多从未被测试的疑似内分泌干扰物的存在。

由于内分泌干扰物普遍存在于日用品中,以及微量即能产生显著效果的特性,在生产、使用和回收处理含有内分泌干扰物材料的各个环节中加以控制是非常必要的, 特别是那些大量使用的化学物质。用得越来越多的除草剂,草甘磷,已经被内分泌学会和国际有机污染清除组织(IPEN)归类为内分泌干扰物,深入研究其潜在后果是当务之急。过去滴滴涕大量使用所造成的后果殷鉴不远,避免内分泌干扰物造成广泛的影响需要各行各业协同努力,路漫漫其修远兮。

参考文献:
[1] Jandegian CM,Deem SL,Bhandari RK,et al.(2015) Developmentalexposure to bisphenol A (BPA) alters sexual differentiation in painted turtles(Chrysemyspicta).Gen Comp Endocrinol 216:77—85
[2] Manshack LK,Conard CM,Johnson SA,et al.(2016) Effects of developmental exposure to bisphenol A and ethinyl estradiol onspatial navigational learning and memory in painted turtles (Chrysemyspicta).HormBehav 85:48—55
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Bisphenol_A
[4] HinterthuerA. (2008) Just how harmful are bisphenol A plastics? Scientific American August 26
[5] Gore AC, Crews D,Doan LL,et al.(2014) Introduction to endocrine disrupting chemicals (EDCs) a guide for public interest organizations and policy-makers--A Joint Endocrine Society–IPEN Initiative To Raise Global Awareness About Endocrine-Disrupting Chemicals.