Ανάπτυξη βιοδεικτών έκθεσης σε φθαλικούς εστέρες και δισφαινόλη-Α σε έγκυες γυναίκες και νεογνά

Abstract

Phthalates and bisphenol A (BPA) are used in industry as plasticizers or additives in everyday products and they have been considered as endocrine disrupting chemicals. Humans are multiply exposed to these compounds which enter the human body via ingestion, inhalation and dermal absorption. Parent compounds or their metabolites are detected in biological matrices and their presence is often associated with adverse health impacts including respiratory problems, reproductive effects in males and females and neurophycological disorders. Maternal exposure during pregnancy has been linked with neonatal exposure, irreversible health effects in newborns, preterm birth, genital malformations and organs disinfunction (kidneys, liver). The application of strict regulation on the use of BPA has resulted in the replacement of BPA by bisphenol analogues including bisphenols F and S (BPF, BPS).The aim of this thesis is to estimate maternal and infant exposure to phthalate metabolites (mEP, miBP, mnBP, mBzP, mEHP, mEHHP, mEOHP), BPA and its analogues BPF and BPS by biomonitoring in amniotic fluid, urine and hair samples from pregnant women during the first trimester of gestation. One hudrend women who underwent amniocentesis at the maternity hospital “MITERA” under Dr. Stavros Sifakis were recruited in the study. Except for the biological samples that were collected, participants answered questionnaires regarding the use of plastic products and cosmetics, dietary habits, health effects and pregnancy problems. After birth, information about infants’ somatometric characteristics (head circumference, birth weight and height) and health effects was collected. Through statistical analysis, the concentrations of the compounds in the biological matrices were associated with lifestyle, dietary habits, health impacts and developmental factors for newborns. The analytical protocols that were followed were common for all compounds and different per biological matrix, they were found in literature although they were modified and validated for the present study. Prior to sample preparation (amniotic fluid and urine), the compounds were deconjugated with enzymatic hydrolysis. Amniotic fluid was treated with liquid-liquid extraction with ethyl acetate and for urine the liquid-liquid extraction was followed by solid-phase extraction as a clean-up process. The compounds were extracted from hair samples using methanol and ultrasound. The quantification and quafication of the analytes were performed with liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization-mass spectrometry system (LC-APCI-MS). This is the first study that investigated the presence of seven phthalate metabolites in one hudrend human hair samples indicating that they are stored in human organism. It is the first time that BPA analogues are determined in amniotic fluid and hair samples and this study is the most recent that examined phthalates in amniotic fluid, since 1980-1996. The major results from statistical analysis include the correlation among phthalate metabolites for all biological matrices indicating their common sources of exposure, higher levels of BPS in hair were associated with increased body mass index and body weight in pregnant women, the frequent use of specific personal care products was associated with higher levels of several compounds in all matrices, the concentration of mEHP in hair was associated with the frequent use of plastic containers and lower infants’ birth weight. The study population was exposed to 145.2 μg/L phthalates (median) which corresponds to hazard index 10% and this exposure follows the declining trend that has been observed since 1988. Finally, it is obvious from biomonitoring results that there is a trend for replacement of DnBP by DiBP and that BPA was the main bisphenol in samples compared to its analogues BPF and BPS.

Οι φθαλικοί εστέρες και η δισφαινόλη-Α (BPA) χρησιμοποιούνται στην βιομηχανία ως πλαστικοποιητές και πρόσθετα σε ποικίλα προϊόντα ευρείας χρήσης και έχουν χαρακτηριστεί ως ουσίες με ενδοκρινική δράση. Ο άνθρωπος εκτίθεται πολλαπλά μέσω της καθημερινής χρήσης των προϊόντων αυτών και οι ουσίες εισέρχονται στον οργανισμό μέσω της αναπνευστικής οδού, της κατάποσης και της απορρόφησης από το δέρμα. Οι μητρικές ουσίες και τα προϊόντα μεταβολισμού τους ανιχνεύονται στα βιολογικά υλικά και η παρουσία τους συχνά συσχετίζεται με την εμφάνιση δυσμενών επιδράσεων στην υγεία όπως αναπνευστικά προβλήματα, προβλήματα στο αναπαραγωγικό σύστημα ανδρών και γυναικών, νευροψυχολογικές διαταραχές και άλλα. Έκθεση της μητέρας κατά την εγκυμοσύνη συνεπάγεται έκθεση του εμβρύου με μη αναστρέψιμες πιθανά επιπτώσεις για την υγεία του, πρόωρο τοκετό, δυσμορφίες γεννητικών οργάνων και δυσλειτουργία ζωτικών οργάνων (νεφροί και ήπαρ). Λόγω της αυστηρής νομοθεσίας που εφαρμόστηκε, σε ορισμένες εφαρμογές η BPA τείνει να αντικατασταθεί από υποκατάστατα όπως είναι οι δισφαινόλες F και S (BPF, BPS). Σκοπός της διατριβής είναι η εκτίμηση της έκθεσης μητέρας-βρέφους στους μεταβολίτες των φθαλικών (mEP, miBP, mnBP, mBzP, mEHP, mEHHP, mEOHP), τη BPA και τα υποκατάστατα BPF και BPS μέσω του προσδιορισμού των ουσιών στο αμνιακό υγρό, τα ούρα και την τρίχα των εγκύων γυναικών κατά το πρώτο τρίμηνο της κύησης. Στην έρευνα συμμετείχαν εκατό γυναίκες οι οποίες υποβλήθηκαν στην εξέταση της αμνιοπαρακέντισης στην μαιευτική-γυναικολογική κλινική «ΜΗΤΕΡΑ» από τον Δρ. Σταύρο Σηφάκη. Εκτός από τη δειγματοληψία, οι συμμετέχουσες απάντησαν σε ερωτηματολόγια σχετικά με την καθημερινή χρήση πλαστικών προϊόντων, καλλυντικών, τη διατροφή τους, προβλήματα υγείας και προβλήματα κατά την κύηση. Όταν γεννήθηκαν τα νεογνά συλλέχτηκαν πληροφορίες σχετικά με τα σωματομετρικά χαρακτηριστικά τους (περίμετρος κεφαλής, βάρος, ύψος) και πιθανά προβλήματα υγείας. Με χρήση στατιστικής συσχετίστηκαν οι συγκεντρώσεις των ουσιών στα βιολογικά υποστρώματα με τις καθημερινές συνήθειες, τη διατροφή, παθολογικές καταστάσεις και δείκτες ανάπτυξης στα νεογνά. Τα πρωτόκολλα ανάλυσης που χρησιμοποιήθηκαν είναι κοινά για όλες τις ουσίες και διαφορετικά για κάθε υπόστρωμα, υπήρχαν ήδη στη βιβλιογραφία αλλά τροποποιήθηκαν και επικυρώθηκαν για τις ανάγκες της παρούσας έρευνας. Πριν την επεξεργασία των βιολογικών υγρών (αμνιακό υγρό και ούρα) οι ουσίες μετατρέπονταν από τη συζευγμένη στην ελεύθερη μορφή τους με ενζυμική υδρόλυση. Η επεξεργασία του αμνιακού υγρού έγινε με υγρή-υγρή εκχύλιση με οξικό αιθυλεστέρα, ενώ στα ούρα την υγρή-υγρή εκχύλιση ακολούθησε εκχύλιση στερεάς φάσης για περαιτέρω καθαρισμό. Για την απομόνωση των ουσιών από την τρίχα πραγματοποιήθηκε εκχύλιση στους υπερήχους με μεθανόλη. Ο προσδιορισμός των ουσιών στα δείγματα έγινε με σύστημα υγρής χρωματογραφίας-φασματομετρίας μαζών (LC-APCI-MS).Με την παρούσα έρευνα, προσδιορίστηκαν για πρώτη φορά επτά φθαλικοί μεταβολίτες σε εκατό ανθρώπινα δείγματα τρίχας δείχνοντας έτσι ότι οι ουσίες αποθηκεύονται στον οργανισμό. Για πρώτη φορά προσδιορίστηκαν υποκατάστατα της BPA στο αμνιακό υγρό και την τρίχα και είναι η πιο πρόσφατη έρευνα για τα φθαλικά στο αμνιακό υγρό από το 1980-1996. Τα πιο σημαντικά αποτελέσματα από την στατιστική ανάλυση δείχνουν συσχέτιση μεταξύ των μεταβολιτών των φθαλικών για όλα τα υποστρώματα υποδεικνύοντας την κοινή πηγή έκθεσης, υψηλότερες συγκεντρώσεις της BPS στην τρίχα συνδέθηκαν με υψηλό δείκτη μάζας σώματος και σωματικό βάρος των εγκύων γυναικών, η συχνή χρήση συγκεκριμένων προϊόντων προσωπικής φροντίδας συσχετίστηκε με υψηλότερες συγκεντρώσεις των ουσιών σε όλα τα υποστρώματα, η συγκέντρωση του μεταβολίτη mEHP στην τρίχα συσχετίστηκε σημαντικά με τη συχνή χρήση πλαστικών σκευών και χαμηλότερο σωματικό βάρος των νεογνών. Ο πληθυσμός που εξετάστηκε εκτέθηκε συνολικά σε 145,2 μg/L φθαλικών (διάμεσος) το οποίο αντιστοιχεί σε βαθμό επικινδυνότητας 10% και ακολουθεί την πτωτική τάση που παρατηρείται από το 1988 μέχρι σήμερα. Τέλος, είναι εμφανής η τάση για αντικατάσταση του DnBP από τον DiBP, ενώ η BPA είναι η κύρια δισφαινόλη που βρέθηκε στα δείγματα σε σχέση με τα υποκατάστατά της F και S.