Η βιομηχανική χημική ουσία Bisphenol A (BPA) είναι συστατικό σε δεκάδες καθημερινά προϊόντα - μπουκάλια μωρού και νερού, αθλητικός εξοπλισμός, ιατρικές και οδοντιατρικές συσκευές, σφραγιστικά οδοντικής πλήρωσης, CD και DVD, ηλεκτρονικά είδη οικιακής χρήσης, φακοί γυαλιών, χύτευση χυτηρίου και επένδυση σωλήνες νερού. Οι κατασκευαστές παγκοσμίως χρησιμοποιούν τουλάχιστον 3.6 δισεκατομμύρια κιλά (8 δισεκατομμύρια λίρες) BPA για την παραγωγή πολυανθρακικών πλαστικών και εποξικών ρητινών κάθε χρόνο.

Κατά την τελευταία δεκαετία, μελέτες έχουν δείξει ότι η BPA υπάρχει ευρέως στο περιβάλλον και στο σώμα μας. Το BPA μπορεί να μετρηθεί σε ανθρώπινος ορός, ούρα, αίμα του ομφάλιου λώρου, αμνιακό υγρό και πλακούντα ιστού. Μερικοί μελέτες έχουν προτείνει ότι το BPA μπορεί να επηρεάσει την αναπαραγωγική και άλλα συστήματα του ανθρώπου έως συμπεριφέρονται σαν ανθρώπινες ορμόνες. Πολλές χώρες, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών, της Αυστραλίας, του Καναδά, της Νέας Ζηλανδίας, του Ηνωμένου Βασιλείου, της Ιαπωνίας και εκείνων στην Ευρωπαϊκή Ένωση, έχουν απαγόρευσε τη χρήση BPA σε μπιμπερό και άλλα είδη πολυανθρακικών που παράγονται για μωρά και νήπια.

Σε απάντηση, οι κατασκευαστές έχουν εισαγάγει προϊόντα «χωρίς BPA» κατασκευασμένα με υποκατάστατα χημικά. Η διφαινόλη S (BPS) είναι μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες αντικαταστάσεις BPA. Ένα 2012 ανάλυση δειγμάτων ούρων που ελήφθησαν στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ιαπωνία, την Κίνα και πέντε άλλες ασιατικές χώρες επιβεβαίωσαν ότι οι άνθρωποι εκτίθενται ευρέως σε BPS από το πόσιμο από δοχεία ή δοχεία που είναι επενδεδυμένα με τη χημική ουσία ή μόλυνση μέσω της παροχής νερού.

Ωστόσο, το BPS ενδέχεται να μην είναι ασφαλέστερο από το BPA. Δύο πρόσφατες μελέτες διαπίστωσαν ότι το BPS είναι τόσο ορμονικά ενεργό όσο το BPA και, όπως το BPA, αυτό παρεμβαίνει στο ενδοκρινικό σύστημα (ορμόνη) με τρόπους που μπορεί να προκαλέσουν επιβλαβείς επιπτώσεις, όπως η παχυσαρκία, ο καρκίνος και οι νευρολογικές διαταραχές. Σε ένα χαρτί δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα, δείξαμε ότι και οι δύο αυτές χημικές ουσίες που προκαλούν ενδοκρινικές διαταραχές μεταβάλλουν την κανονική ανάπτυξη του αναπαραγωγικού συστήματος.

Επιπτώσεις στην αναπαραγωγική ανάπτυξη

Ως ενδοκρινολόγοι ανησυχούσαν για τη δημόσια ασφάλεια, θέλαμε να μάθουμε αν το BPS είχε αποτελέσματα παρόμοια με το BPA κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης των εγκεφαλικών κυττάρων και γονιδίων που ελέγχουν την εφηβεία και τη γονιμότητα αργότερα στη ζωή. Επιλέξαμε να μελετήσουμε το έμβρυο επειδή τα ζώα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις τοξίνες σε αυτό το στάδιο.

Ως θέματα μας, χρησιμοποιήσαμε ζέβραφ επειδή τα έμβρυά τους είναι διαφανή, καθιστώντας δυνατή την παρακολούθηση των κυττάρων και των οργάνων τους σε πραγματικό χρόνο. Και το γονιδίωμα του zebrafish έχει αλληλουχηθεί, το οποίο μας επιτρέπει να μελετήσουμε γονίδια που εμπλέκονται στην αναπαραγωγή

Για να κατανοήσουμε εάν το BPA και το BPS επηρέασαν την φυσιολογική ανάπτυξη των γονιδίων στόχων και των εγκεφαλικών κυττάρων, μελετήσαμε πώς η έκθεση σε χαμηλά επίπεδα κάθε χημικής ουσίας επηρέασε την επιβίωση των εμβρύων, το ρυθμό επώασης και την ανάπτυξη νευρώνων ορμόνης απελευθέρωσης γοναδοτροπίνης (GnRH). Αυτά είναι τα εγκεφαλικά κύτταρα που ελέγχουν την αναπαραγωγή. Μετρήσαμε επίσης τα επίπεδα γονιδίων που σχετίζονται με την αναπαραγωγή κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής και πρώιμης ανάπτυξης των προνυμφών.

Εκτός από την αναζήτηση αυτών των αποτελεσμάτων, θέλαμε να κατανοήσουμε τη διαδικασία μέσω της οποίας τα BPA και BPS θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ανάπτυξη των εμβρύων. Μελέτες έχουν δείξει ότι το BPA μιμείται τις ενέργειες των οιστρογόνων, αλλά υπάρχουν επίσης ενδείξεις ότι παρεμβαίνει στη φυσιολογική σηματοδότηση θυρεοειδικής ορμόνης. Οι ορμόνες του θυρεοειδούς διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στη ρύθμιση της ανάπτυξης του εγκεφάλου του εμβρύου, οπότε θέλαμε να μάθουμε αν το BPA και το BPS επηρεάζουν επίσης αυτή την ορμονική οδό με τρόπο που επηρεάζει την αναπαραγωγική ανάπτυξη.

Γνωρίζουμε ήδη ότι η BPA είναι ευρέως παρούσα στο περιβάλλον παγκοσμίως. είναι κυκλοφόρησε με δύο τρόπους: απευθείας από την παραγωγή αποβλήτων ή μέσω έκπλυσης από προϊόντα που περιέχουν BPA τα οποία είναι θαμμένα σε χώρους υγειονομικής ταφής. Επί του παρόντος, το BPA μπορεί να βρεθεί στο νερό του ποταμού σε επίπεδα έως 21 μικρογραμμάρια ανά λίτρο. Συγκεντρώσεις τόσο χαμηλές όσο 0.1 μικρογραμμάρια ανά λίτρο μπορεί βλάψει ψάρια και άλλους υδρόβιους οργανισμούς στο περασμα του χρονου.

Σε μας μελέτη, βρήκαμε ότι όταν τα έμβρυα του zebrafish εκτέθηκαν σε επίπεδα BPA που μπορούν να ανιχνευθούν στο περιβάλλον κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, εκκολάφθηκαν νωρίς και είχαν αυξημένο αριθμό νευρώνων GnRH και γονιδίων που σχετίζονται με την αναπαραγωγή που εκφράστηκαν στον εγκέφαλό τους και στην υπόφυση. Αυτό δείχνει ότι το BPA έχει επηρεάσει σημαντικά την αναπαραγωγική ανάπτυξη. Διαπιστώσαμε επίσης ότι εξίσου χαμηλά επίπεδα BPS παρήγαγαν παρόμοια αποτελέσματα.

Τα BPA και BPS αλλάζουν την αναπαραγωγική ανάπτυξη με τρόπους που δεν καταλαβαίνουμε ακόμη πλήρως. Πρέπει να γίνει περαιτέρω εργασία για να κατανοήσουμε πώς η χρόνια έκθεση σε χαμηλά επίπεδα χημικών ουσιών επηρεάζει την ανάπτυξη ενός οργανισμού καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής του.

Στη συνέχεια, διερευνήσαμε εάν το BPA και το BPS δρούσαν όπως άλλες ορμόνες εκτός από τα οιστρογόνα. Οι ορμόνες δρουν σαν αγγελιοφόροι στο σώμα, παρέχοντας οδηγίες στα κύτταρα-στόχους. Αυτά τα κύτταρα-στόχοι έχουν υποδοχείς – περιοχές που ανιχνεύουν την ορμόνη και της επιτρέπουν να συνδεθεί με το κύτταρο στόχο και να πυροδοτήσει ορισμένες αποκρίσεις;

Θέλαμε να συγκρίνουμε τα BPA και BPS με τα οιστρογόνα, την θυρεοειδή ορμόνη και την αρωματάση, ένα ένζυμο που επηρεάζει τη σεξουαλική ανάπτυξη μετατρέποντας την τεστοστερόνη σε οιστρογόνα. Χρησιμοποιήσαμε αναστολείς για καθεμία από αυτές τις ουσίες - χημικές ουσίες που εμποδίζουν τις δράσεις των οιστρογόνων και των θυρεοειδικών ορμονών στους υποδοχείς τους και εμποδίζουν την ενζυματική δράση της αρωματάσης, έτσι ώστε να μην είναι λειτουργική.

Εάν αυτοί οι αναστολείς θα μπορούσαν επίσης να αποτρέψουν το BPA και το BPS από τη δράση τους στα κύτταρα, αυτό θα ήταν περαιτέρω απόδειξη ότι το BPA και το BPS συμπεριφέρονται σαν ορμόνες στο σώμα. Όταν συνδυάσαμε αυτές τις θεραπείες με BPA ή BPS, αποκλείστηκαν οι διεγερτικές δράσεις αυτών των χημικών σε πολλά γονίδια που σχετίζονται με την αναπαραγωγή. Δείχνοντας ότι οι αναστολείς των οιστρογόνων, της θυρεοειδούς ορμόνης και της αρωματάσης εμπόδισαν τα BPA και BPS να επηρεάσουν τα κύτταρα στόχους, αποδείξαμε ότι τα BPA και BPS συμπεριφέρονται σαν αρκετές διαφορετικές ορμόνες.

Συνολικά, αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι τόσο το BPA όσο και το BPS έχουν τη δυνατότητα να επηρεάσουν την ανάπτυξη του αναπαραγωγικού συστήματος. Και παρόλο που το BPA αναφέρεται συχνά ως χημική ουσία που μιμείται τα οιστρογόνα, τα ευρήματά μας δείχνουν ότι τόσο το BPA όσο και το BPS επηρεάζουν ένα ευρύτερο ευρύτερο φάσμα κυτταρικών διεργασιών.

Οι νευρώνες GnRH και τα γονίδια που σχετίζονται με την αναπαραγωγή που μελετήσαμε τελικά ελέγχουν την ανάπτυξη των όρχεων και των ωοθηκών, την εφηβεία και τη γονιμότητα. Η δουλειά μας παρέχει σημαντικά αποδεικτικά στοιχεία ότι τόσο το BPA όσο και το BPS μεταβάλλουν τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά του αναπτυσσόμενου αναπαραγωγικού συστήματος με τρόπους που θα μπορούσαν αργότερα να επηρεάσουν την αναπαραγωγική υγεία. Εν ολίγοις, το BPS δεν είναι απαραίτητα ασφαλέστερη εναλλακτική λύση έναντι του BPA.