US Air Force Illustration von Senior Airman Debbie Lockhart

Begründer der Toxikologie, Paracelsus, ist berühmt dafür, das zu verkünden "die Dosis macht das Gift"Dieser Satz stellt eine Säule der traditionellen Toxikologie dar: Chemikalien sind im Wesentlichen nur bei hohen Dosen schädlich.

Jedoch müssen auch zunehmende Anzeichen dafür, deutet darauf hin, dass selbst niedrige Werte von "Endokrine Disruptoren" kann auf potenziell schädliche Weise mit Hormonsignalen im Körper interferieren.

Standardtoxizitätstests erkennen nicht immer die Effekte, die Chemikalien auf niedrigeren Niveaus haben können. Und selbst wenn die Daten solche Effekte nahelegen, können Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger möglicherweise nicht rechtzeitig auf diese Informationen reagieren.

Angesichts dieser Herausforderungen bat die US-Umweltschutzbehörde (EPA) ein wissenschaftliches Komitee, das Thema im Detail zu untersuchen. Wie können wir besser erkennen, ob Chemikalien bei niedrigen Dosen Wirkung zeigen? Und wie können wir auf diese Informationen einwirken, um die öffentliche Gesundheit zu schützen?

Nach mehreren Jahren Arbeit der Bericht des Ausschusses wurde im Juli von der National Academy of Sciences veröffentlicht. Dieser bahnbrechende Bericht liefert der EPA eine Strategie zur Identifizierung und Analyse von Daten über niedrig dosierte Gesundheitseffekte sowie zwei Beispiele für Fallstudien. Es ist ein evidenzbasierter Aufruf zum Handeln, und Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger sollten Notiz davon nehmen.

Fallstudien

Was genau ist eine "niedrige Dosis"? Der Ausschuss definierte dies als "externe oder interne Exposition, die in den Bereich fällt, der für den Menschen geschätzt wird." Dies deckt jeden Grad an chemischer Exposition ab, der wir in unserem täglichen Leben begegnen würden.

Unerwünschte Auswirkungen auf die Gesundheit, wie vom Ausschuss definiert, können alle biologischen Veränderungen umfassen, die die funktionelle Fähigkeit oder Fähigkeit einer Person, mit Stress umzugehen, beeinträchtigen oder sie anfälliger für andere Expositionen machen.

Um der EPA zu helfen, besser zu erkennen, ob Chemikalien bei niedrigen Dosen negative Auswirkungen haben können, entwickelte der Ausschuss eine dreiteilige Strategie. Sammeln Sie zuerst aktiv eine breite Palette von Daten unter Beteiligung von Interessengruppen und der Öffentlichkeit. Dann analysieren und integrieren Sie die verfügbaren Beweise in einer systematischen Weise. Schließlich sollten Sie anhand dieser Nachweise die Risikobewertungen und Toxizitätstests verbessern.

Um diese Strategie in die Praxis umzusetzen, führte der Ausschuss ein systematische Überprüfung von zwei endokrinen Disruptoren. Dazu wurden die relevanten Daten von Mensch, Tier und Tier ausgewertet zellbasiert Laborstudien. Jeder dieser Ansätze hat unterschiedliche Stärken und Schwächen, so dass die Untersuchung der Beweise zusammen einen Einblick bietet, den ein einzelner Ansatz nicht bieten kann.

Die erste Fallstudie betrachtet PhthalateChemikalien, die die Flexibilität von Kunststoffprodukten wie Duschvorhängen und Lebensmittelverpackungen erhöhen.

Der Ausschuss stellte fest, dass Diethylhexylphthalat und andere ausgewählte Phthalate mit Veränderungen der männlichen Fortpflanzungsorgane in Verbindung gebracht werden hormonelle Gesundheit. Insgesamt waren die Daten stark genug, um Diethylhexylphthalat als "mutmaßliche Reproduktionsgefährdung" beim Menschen zu klassifizieren.

Die zweite Fallstudie konzentrierte sich auf polybromierte DiphenyletherFlammschutzmittel für über 30 Jahre. Obwohl sie jetzt auslaufen, bleiben diese Chemikalien ein Problem für die Menschen. Sie sind noch in älteren Produkten vorhanden und können viele Jahre in der Umwelt bestehen.

Basierend auf Daten, die die Auswirkungen dieser Chemikalien auf das Lernen und den IQ zeigen, kam das Gremium zu dem Schluss, dass die Entwicklungsexposition "vermutlich eine Gefahr für die Intelligenz beim Menschen darstellt".

Barrieren für Wissenschaftler

Bei seiner Überprüfung stieß der Ausschuss auf eine Reihe von Hindernissen, die ähnliche Untersuchungen zu bestimmten Chemikalien behindern könnten.

Bei der Überprüfung von Beweisen ist es wichtig, systematische Fehler zu bewerten - auch bekannt als Vorurteile - Das könnte zu falschen Ergebnissen geführt haben. Diese Fehler können sich aus Fehlern beim Studiendesign ergeben, z blind die Forscher während der Analyse.

Einige Zeitschriften haben strenge Richtlinien für die Meldung von Details in Bezug auf Voreingenommenheit, viele jedoch nicht. Bessere Einhaltung von Berichtsrichtlinien würde die Fähigkeit von Wissenschaftlern verbessern, die Qualität von Beweisen zu beurteilen.

Zweitens stellte der Ausschuss eine Diskrepanz zwischen dem Konzept der in Studien an Menschen und Tieren verwendeten Dosen fest. Dies machte es schwierig, Daten aus verschiedenen Quellen zu vergleichen.

Zum Beispiel melden die meisten Toxikologen einfach die Dosis, die sie an Tiere abgegeben haben. Aber einige dieser verabreichten Dosen werden möglicherweise nicht absorbiert. Das tatsächliche interne Dosis der im Körper zirkulierenden und verursachenden Chemikalie kann von der Menge, die war, abweichen verabreicht.

Im Gegensatz dazu denken Epidemiologen normalerweise über Dosis als das Niveau der chemischen sie entdecke im Körper, aber sie wissen vielleicht nicht, wie viel der Chemikalie einer Person tatsächlich ausgesetzt war.

Biologische Modellierungstechniken kann Wissenschaftlern dabei helfen, die Verbindung zwischen verabreichten und internen Dosen herzustellen und die Ergebnisse aus Tier- und Humanstudien besser miteinander vergleichen.

Schließlich konzentrieren sich viele toxikologische Studien auf nur eine einzige Chemikalie. Dies ist ein wertvoller Weg, um zu erkennen, wie eine Chemikalie den Körper beeinflusst. Da wir jedoch alle chemischen Gemischen ausgesetzt sind, können diese Verfahren in der realen Welt nur von begrenztem Nutzen sein.

Der Ausschuss schlug vor, dass Toxikologen reale Mischungen in ihre Studien einbeziehen, um relevantere Informationen über das Risiko für die menschliche Gesundheit bereitzustellen.

Das größere Bild

Dieser Bericht zeigt die Herausforderungen auf, die sich auf dem Gebiet der Toxikologie und der Umweltgesundheit stellen: Wie gut können existierende und aufkommende Labortechniken negative Ergebnisse bei Menschen vorhersagen?

Traditionelle Tierversuche verwenden meist hohe Dosen, die nicht unbedingt die reale Welt widerspiegeln. Diese Studien können ein wichtiger erster Schritt zur Identifizierung von Gesundheitsgefahren sein, aber sie können nicht genau vorhersagen, wie oder in welcher Höhe die Chemikalien den Menschen beeinflussen. Der Ausschuss stellte fest, dass mehr relevante Dosen und eine bessere Modellierung helfen könnten, dieses Problem zu mildern.

Schwellenländer Hochdurchsatz-Tests Techniken verwenden zellbasierte Methoden um zu erkennen, wie eine Chemikalie bestimmte molekulare oder zelluläre Aktivitäten verändert. Diese neueren Verfahren werden zunehmend in toxikologischen Tests verwendet. Sie haben das Potenzial, schädliche Chemikalien schnell zu identifizieren, müssen aber von der wissenschaftlichen Gemeinschaft noch vollständig akzeptiert werden.

Für diese beiden Fallstudien stellte der Ausschuss fest, dass Hochdurchsatztests nicht besonders hilfreich waren, um Schlussfolgerungen über gesundheitliche Auswirkungen zu ziehen. Viele dieser Studien sind eng fokussiert und betrachten zum Beispiel nur einen einzigen Signalweg, ohne den Gesamteinfluss einer Chemikalie auf einen Organismus anzuzeigen. Nichtsdestoweniger könnten diese Methoden verwendet werden, um Chemikalien für weitere eingehende Tests zu priorisieren, da die Aktivität in einem Pfad die Fähigkeit einer Chemikalie vorhersagen kann, Schaden zu verursachen.

Trotz der Unzulänglichkeiten unserer Testmethoden gibt es bereits zahlreiche Belege für Niedrigdosis-Effekte bei vielen Chemikalien. Das WPA sollte diese neue Strategie umsetzen, um problematische Chemikalien mit endokriner Wirkung effizient zu identifizieren und zu bekämpfen. Nur durch solch starke wissenschaftliche Bemühungen können wir negative Auswirkungen chemischer Belastungen verhindern - und jedem ermöglichen, ein gesundes Leben zu führen, das er verdient.

Über den Autor

Rachel Shaffer, Doktorandin, Umwelttoxikologie, Universität von Washington

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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