Substancje hormonalnie czynne. Jak wpływają na organizm?

Substancje hormonalnie czynne to substancje chemiczne, które znajdują w wielu przedmiotach codziennego użytku m.in. w kosmetykach, zabawkach dla dzieci, pudełkach, farbach i lakierach. Od wielu lat substancje te są „pod lupą” międzynarodowych organizacji zajmujących się ochroną zdrowia. Badania naukowe pokazują bowiem, że substancje hormonalnie czynne przyczyniają się do rozwoju wielu chorób, m.in. otyłości i endometriozy. Czym są substancje hormonalnie czynne i jak wpływają na zdrowie? Jak ich unikać w życiu codziennym?

Spis treści

1. Substancje hormonalnie czynne: czym są?
2. Substancje hormonalnie czynne: mechanizm działania
3. Substancje hormonalnie czynne: rodzaje
4. Substancje hormonalnie czynne: drogi ekspozycji
5. Substancje hormonalnie czynne: wpływ na zdrowie
6. Substancje hormonalnie czynne: wpływ na układ rozrodczy
7. Substancje hormonalnie czynne: wpływ na otyłość i choroby metaboliczne
8. Substancje hormonalnie czynne: regulacje prawne
9. Substancje hormonalnie czynne: jak unikać?

Substancje hormonalnie czynne: czym są?

Według definicji Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) substancje hormonalnie czynne (EDC, ang. endocrine disrupting chemicals) są egzogennymi (nie będącymi składnikami organizmu człowieka) związkami chemicznymi lub ich mieszaninami, które zmieniają funkcje układu hormonalnego, a w następstwie negatywnie wpływają na organizm człowieka i jego potomstwo.

Pod względem chemicznym substancje hormonalnie czynne stanowią niejednorodną grupę związków. Większość z nich należy do grupy organochlorynów i zawiera podstawniki jonów chloru lub bromu. Oprócz tego mogą mieć pochodzenie naturalne np. genisteina z soi lub syntetyczne np. bisfenol A z plastikowych opakowań.

Substancje hormonalnie czynne: mechanizm działania

Substancje hormonalnie czynne oddziałują przede wszystkim na układ hormonalny, który jest odpowiedzialny za utrzymanie homeostazy całego organizmu. Hormony jako cząsteczki informacyjne działają na określone tkanki za pomocą receptorów znajdujących się na zewnątrz lub wewnątrz komórek. Receptory są odbiornikami informacji, które niosą ze sobą hormony. Pojawienie się w organizmie substancji hormonalnie czynnych zaburza funkcje układu hormonalnego, gdyż mają one podobną budowę do hormonów. Łącząc się z tymi samymi receptorami co hormony produkowane przez organizm człowieka, substancje hormonalnie czynne wywołują podobny lub taki sam efekt biologiczny. Szczególnie podobieństwo substancji hormonalnie czynnych do hormonów steroidowych tłumaczy ich zdolność do łączenia się z receptorami steroidowymi dla estrogenów, progesteronu i androgenów.

Często jako argument za tym, że substancje hormonalnie czynne nie są szkodliwe dla zdrowia przytacza się to, że substancje te mają tysiące a nawet milion razy mniejsze powinowactwo do receptorów, niż hormony. Zgodnie z tym założeniem mimo podobnej struktury obydwu substancji, hormony będą zawsze miały pierwszeństwo do receptora. Jednak jak się okazuje substancje hormonalnie czynne mogą wykazywać silniejszy efekt biologiczny w komórkach właśnie w niskich (zwykle niższe niż te, dla których oblicza się działanie toksyczne substancji), a nie w wysokich stężeniach jak dotąd uważano.

Dlatego mechanizm podobieństwa molekularnego jest najprostszym, który tłumaczący wpływ substancji hormonalnie czynnych na organizm. Jak wykazały badania substancje hormonalnie czynne mogą działać w dużo bardziej skomplikowany sposób, którego jeszcze nie do końca rozumiemy. Okazuje się, że substancje te mogą zmieniać wzorce ekspresji genów (zmiany epigenetyczne) w komórkach, które mimo że nie zmieniają sekwencji samego DNA, to mogą mieć szkodliwy wpływ nawet na kolejne pokolenia.

Substancje hormonalnie czynne: rodzaje

Obecnie opisanych jest ponad 800 substancji hormonalnie czynnych, do których zalicza się:

• rozpuszczalniki przemysłowe i ich produkty uboczne np. polichlorowane bifenyle i polibromowane bifenyle,
• tworzywa sztuczne i plastyfikatory np. bisfenol A i ftalany,
• pestycydy np. dichlorodifenylotrichloroetan,
• dioksyny,
• środki farmaceutyczne np. dietylostilbestrol,
• fungicydy np. winklozolina,
• metale ciężkie np. arsen, kadm, ołów i rtęć,
• parabeny,
• fitoestrogeny np. genisteina i kumestrol,
• mykotoksyny.

Za najlepiej przebadane i jednocześnie najgroźniejsze dla zdrowia uważa się bisfenol A, ftalany, polichlorowane bifenyle.

Substancje hormonalnie czynne: drogi ekspozycji

Substancje hormonalnie czynne znajdują się praktycznie wszędzie w otoczeniu człowieka. Zostały one wykryte w powietrzu, glebie, wodzie pitnej, żywności, kosmetykach, produktach gospodarstwa domowego, urządzeniach elektronicznych i tekstyliach. Znajdują się one nie tylko w miejscu ich produkcji, ale są przenoszone na duże odległości przez wodę i wiatr. Stąd też całkowita eliminacja substancji hormonalnie czynnych z naszego otoczenia jest praktycznie niemożliwa.

Duża część substancji hormonalnie czynnych jest odporna na degradację. Dlatego,  mimo że produkcja i stosowanie niektórych z nich została zakazana wiele lat temu, nadal mamy z nimi kontakt w środowisku. Dodatkowo substancje hormonalnie czynne akumulują się w łańcuchu pokarmowym, człowiek znajdując się na jego końcu i dlatego jest najbardziej narażony. Oprócz tego większość z nich ma właściwości lipofilowe, co znaczy że łatwo rozpuszczają się w tłuszczach i mogą bez problemu przenikanie przez skórę.

Pamiętajmy, że do substancji hormonalnie czynnych zalicza się również związki występujące naturalnie w roślinach np. fitoestrogeny w soi. Jednak przypisuje się raczej korzystny wpływ na zdrowie człowieka.

Substancje hormonalnie czynne: wpływ na zdrowie

Pierwsze doniesienia o szkodliwym działaniu substancji hormonalnie czynnych pochodzą z lat 70. ub. w., kiedy to niesteroidowy syntetyczny estrogen – dietylostilbestrol po podaniu kobietom w ciąży spowodował u ich potomstwa zaburzenia płodności i raka pochwy. Po wielu latach badań, w 1991 r., na Konferencji Wingspread eksperci z różnych dziedzin naukowych, uznali oficjalnie, że różne substancje środowiskowe mogą zakłócać pracę układu hormonalnego i wprowadzili termin substancji hormonalnie czynnych. Następnie w 2002 r., WHO opublikowała oficjalny raport przedstawiający aktualne dowody dotyczące substancji hormonalnie czynnych na zdrowie, który następnie zaktualizowała w 2012 r.

W 2015 r. Towarzystwo Endokrynologiczne wydało oświadczenie w sprawie substancji hormonalnie czynnych w których wymieniło m. in.:

• otyłość,
• cukrzycę,
• zaburzenia funkcji rozrodczych kobiet i mężczyzn,
• nowotwory hormonozależne u kobiet,
• raka prostaty,
• choroby tarczycy

jako schorzenia potencjalnie związane z narażeniem na substancje hormonalnie czynne.

Jednak mimo, że liczba dowodów wskazująca na niekorzystny wpływ substancji hormonalnie czynnych na zdrowie jest duża, związek przyczynowo-skutkowy nie został jeszcze w pełni potwierdzony. Duża część badań potwierdzających niekorzystny wpływ substancji hormonalnie czynnych na zdrowie człowieka wciąż pochodzi z badań na zwierzętach. Inne trudności badawcze, które nie pozwalają w prosty sposób na ustalenie takiego związku to np. minimalna toksyczna dawka dla poszczególnych związków, ponieważ substancje hormonalnie czynne wykazują działanie biologiczne już w stężeniach niższych, niż te dla których kalkuluje się ich działanie toksyczne. Może to oddalać w czasie konsekwencje ekspozycji. Dodatkowy problem stanowi to, że organizm człowieka jest wystawiany na jednoczesne działanie kilku substancji hormonalnie czynnych, co może kumulować ich niekorzystny efekt zdrowotny. Oprócz tego ich wpływ będzie zależała od płci, wieku, genotypu, metabolizmu i składu ciała osoby narażonej.

Wszyscy są jednak zgodni, że najbardziej narażone na działanie substancji hormonalnie czynnych są dzieci. Obecnie uważa się, że już narażenie płodu może wpływać na zaburzenia jego rozwoju oraz trwałe zmiany w ekspresji genów (zmiany epigenetyczne). Co w życiu dorosłym może skutkować zwiększonym ryzykiem niektórych chorób.

Inne zagrożenie wynika ze zdolności akumulacji substancje hormonalnie czynnych w ludzkiej tkance tłuszczowej, ale również w płynach biologicznych, takich jak krew, mocz, mleko, czy płyn owodniowy.

Badania potwierdziły, że substancje hormonalnie czynne mogą powodować skutki biologiczne nawet w trzech następnych pokoleniach!

Substancje hormonalnie czynne: wpływ na układ rozrodczy

Aktualne dowody naukowe wskazują na udział substancji hormonalnie czynnych w patogenezie:

• zespołu policystycznych jajników,
• przedwczesnego wygasania jajników,
• endometriozy,
• wad rozwojowych narządów płciowych męskich i żeńskich,
• zaburzeń płodności u kobiet i mężczyzn,
• raka piersi, rak jąder i prostaty.

Szacuje się, że w ciągu ostatnich 50 lat średnia liczba plemników u mężczyzn spadła o prawie 50%. Choć przyczyny tego zjawiska są złożone, uważa się, że jednym z czynników wpływającym na jakość nasienia u mężczyzn może być przewlekła ekspozycja n substancje hormonalnie czynne. Wykazano, że niektóre ftalany (ftalan monobenzylu i monobutylu) i PCB zmniejszają ilość nasienia i ruchliwość plemników.

Substancje hormonalnie czynne: wpływ na otyłość i choroby metaboliczne

Większość substancji hormonalnie czynnych jest zaliczanych to tzw. obesogenów, czyli substancji które mogą sprzyjać powstawaniu choroby otyłości. Obesogeny wpływają na procesy powstawania i rozkładu tkanki tłuszczowej, przez co mogą pośrednio lub bezpośrednio wpływać na gromadzenie tkanki tłuszczowej. Wykazano, że obesogeny mogą wpływać na powstawanie otyłości poprzez modyfikację podstawowej przemiany materii, kontrolę powstawania komórek tłuszczowych, modyfikację składu mikrobioty jelitowej, regulację ośrodka głodu i sytości.

Przypuszcza się, że obesogeny mogą oddziaływać na organizm już w życiu płodowym, gdyż istnieje zależność pomiędzy prenatalną ekspozycją na estrogeny a masą ciała potomstwa w okresie dojrzałości.

W badaniach na zwierzętach udowodniono, że m. in. dioksyny, pestycydy i BPA, mogą powodować insulinooporność i zaburzać czynności komórek beta trzustki. Natomiast analizy epidemiologiczne wykazały zależność pomiędzy wysokim stężeniem dioksyn a zwiększonym ryzykiem występowania zaburzeń gospodarki węglowodanowej i cukrzycy. Wykazano również, że długotrwała ekspozycja na BPA może prowadzić do insulinooporności, a stężenie niektórych produktów przemian ftalanów w moczu koreluje dodatnio ze stężeniem glukozy i insuliny we krwi.

Substancje hormonalnie czynne: regulacje prawne

Kontrolę nad substancjami hormonalnie czynnymi sprawuje Komisja Europejska we współpracy z Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA, ang. European Food Safety Authority) oraz Europejska Agencja Chemikaliów (ECHA, ang. European Chemicals Agency). W systemie Unii Europejskiej, ECHA jest odpowiedzialna za ocenę produktów biobójczych, a EFSA ocenia bezpieczeństwo substancji hormonalnie czynnych stosowanych w pestycydach. Od 1999 r. Komisja Europejska realizuje strategię w zakresie substancji hormonalnie czynnych. Strategię tę uwzględniano w kolejnych zmianach wprowadzonych w przepisach unijnych. W czerwcu 2007 r. weszło w życie Rozporządzenie REACH (ang. Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) dotyczące chemikaliów w Unii Europejskiej. Głównym celem rozporządzenia jest poprawa ochrony zdrowia ludzkiego i środowiska przed zagrożeniami stwarzanymi przez substancje chemiczne. Rozporządzenie REACH stosowane jest w odniesieniu do wszystkich substancji chemicznych będących składnikami produktów codziennego użytku, na przykład środków czyszczących, farb, a także odzieży, mebli, zabawek i urządzeń elektronicznych.

W rozporządzeniu (WE) nr 1107/2009 w sprawie środków ochrony roślin i w rozporządzeniu (UE) nr 528/2012 w sprawie produktów biobójczych przewidziano określenie naukowych kryteriów identyfikacji substancji zaburzających funkcjonowanie układu hormonalnego.

15 czerwca 2016 r. Komisja Europejska przyjęła komunikat przedstawiający aktualną sytuację w zakresie substancji hormonalnie czynnych i dalsze plany działania. Komisja przyjęła również dwa projekty aktów prawnych określających naukowe kryteria identyfikacji substancji hormonalnie czynnych.

ECHA i EFSA w 2018 r. opublikowały wytyczne dotyczące sposobu identyfikacji substancji hormonalnie czynnych w środkach ochrony roślin i produktach biobójczych.

Substancje hormonalnie czynne: jak unikać?

Obecnie substancje hormonalnie czynne są w centrum zainteresowania wielu międzynarodowych organizacji związanych z ochroną zdrowia. Dlatego, nawet jeśli skutki zdrowotne substancji hormonalnie czynnych nie są w pełni udowodnione, warto zachować ostrożność w kontaktach z produktami, które zawierają substancje hormonalnie czynne. Rada ta dotyczy szczególnie kobiet w ciąży lub osób planujących rodzinę.

dr n. med. Karolina Karabin