Fagmøte Norsk Innemiljøorganisasjon 17.april FTALATER hva er det og hvordan påvirker de innemiljøet? Ph.d. Kirsten E.

Transkript

1 Fagmøte Norsk Innemiljøorganisasjon 17.april 2012 FTALATER hva er det og hvordan påvirker de innemiljøet? Ph.d. Kirsten E. Rakkestad

2 Hva er ftalater? Ftalater finnes i svært mange ulike produkter som leker, matemballasje, kosmetikk, bygningsmaterialer, møbler, biler, medisinsk utstyr, tekstiler, insektmidler, vaskemidler m.m. Benyttes hovedsakelig for å gjøre plast mykere Finnes særlig i PVC, men også i andre typer hard plast Kan også benyttes som smøremiddel og løsemiddel > 3000 tonn produseres årlig (Bizzari et al., 2000)

3 Forekomst av ftalater Det finnes en rekke ulike ftalatforbindelser Ulike estere av ftalsyre Forekomsten avhenger til dels av molekylvekten og lengden på sidekjedene Korte sidekjeder (lav vekt) eks; BBP DBP DEP Lange sidekjeder, eks; DEHP DIDP DINP Kosmetikk, insektmidler, løsemidler, cellofan, maling, gulvfliser Bygningsmaterialer, medisinsk utstyr PVC

4 Eksponeringsveier Direkte/indirekte eksponering Direkte eksponering gjennom huden ved kontakt med plast eller andre ftalatholdige materialer, eller ved innånding av damp Indirekte ved at ftalater lekker fra et produkt til et annet som man deretter eksponeres for; emballasje til mat og vann, intravenøst via medisinsk utstyr (f.eks. ved blodoverføring), eller ved innånding støv Tradisjonelt mest vekt på inntak via mat, og barn som eksponeres ved at de biter/sutter på plastleker Forbud mot ftalater i barneleker (til barn < 3 år) i EU Innånding ser ut til å være en viktigere eksponeringsvei enn først antatt

5 Kilder til ftalater i innemiljøet [Et norsk barnerom] Inneluft og støv inneholder ftalater som lekker fra bygningsmaterialer, møbler, leker og klær (samt plastkomponenter i bilinteriør) Pga de mange kildene er disse stoffene utbredt i alle innemiljøer Konsentrasjonen innendørs > kons.utendørs Bornehag et al., 2005; Konsentrasjonen av BBP og DEHP i støv korresponderer med mengden PVC i gulv- og veggmaterialer BBP sammenheng med vannskader Høy kons av DEHP i bygninger bygget før 1960

6 I dette arbeidet analyserte vi innholdet av utvalgte ftalater i to ulike størrelsesfraksjoner av inneluftpartikler (PM; particulate matter) PM10 og PM2.5 filterprøver ble samlet inn i 14 ulike innemiljøer i Oslo Innsamlingsstedene var en blanding av barnehager, skoler og private hjem [Kleinfiltergerät air samplers, Datasal, Høyskolen i Oslo]

7 Ftalatanalysene Analysene av ftalatinnholdet i prøvene ble gjort av Norsk Institutt for Luftforskning (NILU) Ftalatene ble separert fra matrisekomponenten ved hjelp av HPLC (væskekromatografi), og identifisert ved hjelp av Micromass LCT orthogonalacceleration time-of-flight (TOF) mass spectrometer (MS)

8 De viktigste funnene Vi fant DBP, DEHP og BBP i begge størrelsesfraksjonene på alle målestedene DBP var den dominerende ftalatforbindelsen i alle prøvene Den høyeste konsentrasjonen av totalftalat som ble målt var 409 ng/m 3. Median verdi for PM10 var 130 ng/m 3 Dette er nivåer som er i samme størrelsesorden som det som har vært rapportert i andre studier fra Europa og USA (bl.a Rudel et al., 2001; Becker et al., 2004) Konsentrasjonene er lave sammenlignet med verdiene for tolerabelt daglig inntak (TDI) Utendørskilder (eks. bildekk) er av liten betydning for ftalatnivåene innendørs

9 Hva vet vi om helseeffekter? Helseeffektene vil i likhet med forekomsten variere avhengig av molekylvekten og lengden på sidekjedene Ftalater kan virke som hormonhermere Påvirker produksjon, sekresjon, transport, metabolisme, reseptorbinding, effekt og utskillelse av kroppens naturlige hormoner Reproduksjonstoksiske Utviklingsforstyrrelser Ftalater i innemiljøet har vært knyttet til økt forekomst av astma

10 Reproduksjonstoksiske effekter En rekke dyreforsøk med eksponering før fødsel har vist uønskede effekter (DEHP, DBP, BBP) Ulike abnormaliteter i hannlige kjønnsorganer (samlet kalt «ftalatsyndrom») Hemmet testosteronsyntese forstyrret kjønnsutvikling (feminisering av hanner; redusert anogenital avstand (AGD) og mindre kjønnsorganer) (Foster P.M., 2006) Epidemiologiske studier (humane) Redusert spermkvalitet (Hauser et al., 2006) Redusert AGD (Swan et al., 2005 & 2008) Mindre kjønnsorganer (Bustamante-Montes et al., 2008)

11 Utviklingsforstyrrelser Funn fra dyreforsøk har ført til en økt bekymring for at ftalater kan påvirke utviklingen av nervesystemet hos barn Disse effektene antas å være knyttet til ftalatenes evne til å virke som hormonhermere Enkelte epidemiologiske studier viser assosiasjon mellom ftalateksponering under svangerskap og «avvikende» adferd hos barna i skolealder (dårligere problemløsning, mindre maskulin lek hos gutter, lavere oppmerksomhet hos jenter) (Engel et al., 2009 & 2010; Swan et al., 2007) Et studie av 667 barneskolebarn i Sør-Korea viste sterk assosiasjon mellom DEHP-metabolitter i urin og ADHD hos barna (Kim et al., 2009)

12 Ftalater og astma Epidemiologiske studier (befolkningsstudier) indikerer sammenheng mellom ftalateksponering i innemiljøer og astma Jaakkola, J.J. et al., 1999: Relationship between the assessed amount of PVC and other plasticizer-containing surface materials and the risk of bronchial obstruction (in children in Oslo) Jaakkola, J.J. et al., 2004: Asthma, wheezing and allergies in Russian school children in relation to new surface materials in the home Bornehag, C-G. et al., 2004: Associations between dust concentrations of specific phthalate esters and asthma, rhinitis, and eczema Kolarik, B. et al., 2008: Association between concentration of DEHP in indoor dust and wheezing among preschool children in Bulgaria

13 Hvorfor er det så vanskelig å si noe sikkert om helseeffekter? Epidemiologiske studier/befolkningsstudier viser assosiasjoner, ikke årsakssammenhenger Avhengig av modeller; dyreforsøk og cellekulturer In vivo In vitro

14 Astma Reversibel bronkial obstruksjon Sammentrekning av musklene rundt bronkiene og betente bronkier Hyperreaktivitet Luftveisødemer, hypersekresjon av slim og tykkere slim Betennelse har blir foreslått som en av mekanismene for en eventuell kobling mellom ftalater og astma

15 Betennelse [makrofag i aksjon] Betennelse er kroppens naturlige, grunnleggende reaksjon på infeksjoner, irritasjoner og andre skader Aktiverer immunceller; oppdager og eliminerer fremmedlegemet Immunceller inkluderer bl.a drepeceller (NKceller), mastceller og fagocytter, inkludert makrofager Cellene har ulike, spesifikke oppgaver; betennelsesreaksjonen reguleres av cytokiner («betennelsesmarkører»)

16 Modellsystem: Lungeceller fra rotte eksponert for MEHP (in vitro) MEHP: Primær metabolitt av DEHP DEHP MEHP Endepunkter: Indikatorer på betennelse det pro-inflammatoriske cytokinet TNF-α, og celledød

17 TNF-alpha (fold increase) * * * PI-positive cells (% of total) * * ,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 MEHP (mm) MEHP (mm) TNF-α frigjøring Celledød MEHP induserer dose-avhengig frigjøring av betennelsesmarkøren TNF-α og celledød

18 MEHP induserer dssuten dannelsen av reaktive oksygenforbindelser (ROS) MEHP gir også økte nivåer av enzymer som er viktige ved betennelse Dette indikerer at MEHP kan føre til en betennelsesreaksjon i disse cellene MEHP er imidlertid også ligand for peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs). Disse kan virke anti-inflammatorisk

19 MEHP gir økning i den samme betennelsesmarkøren i en annen celletype, og ved litt lavere konsentrasjon MEHP-eksponering gjør også at cellene forandrer seg (differensierer)

20 Oppsummering egne arbeider I det første arbeidet viste vi at Fire ulike ftalatforbindelser er utbredt i luftbårne partikler i norske innemiljøer Dette støtter påstanden om at inhalasjon av partikler bidrar til den totale ftalateksponeringen i innemiljøer I de to andre arbeidene viser vi at MEHP induserer betennelsesresponser i form av økt frigjøring av TNF-α og ROS, samt gir celledød og differensiering, i ulike modellsystemer av lungeceller MEHP kan virke på prosesser som gir både mer og mindre betennelse slik at den normale balansen blir forstyrret Dette viser tilsammen at ftalater kan påvirke forsvarsceller som er viktige for utviklingen av betennelsesreaksjoner i lungene, noe som igjen kan ha betydning for utvikling av astma

21 Bisfenol A [strukturformel] BPA er en essensiell bestanddel av polykarbonatplast (PC) Har også andre bruksområder som epoksyprodukter, soppdrepende midler, enkelte polyesterblandinger, flammehemmere og gummiblandinger

22 Samvirkeeffekter Ulike ftalater BPA + ftalater BPA, ftalater og andre hormonhermende stoffer (dioxiner, parabener, PCB-er, DDT m.fl) (Fra: Singh og Li, 2012)

23 Oppsummering Mange ulike kilder til ftalater i innemiljøet men mangler data for å kunne si noe sikkert om hvordan de ulike kildene bidrar til det totale eksponeringsnivået Ftalater virker som hormonhermere, er klassifisert som reproduksjonstoksiske, og er også knyttet til økt forekomst av astma Ftalater kan virke sammen med andre stoffer som påvirker de samme prosessene slik at disse forsterker hverandre den såkalte «cocktaileffekten» foreløpig vet man lite som slike samvirkende effekter

24 Takk til Seniorforsker Rune Becher og post doc Anette Bølling, FHI Karl Espen Yttri og Christian Dye, NILU Professor Ragnhild Paulsen og post doc Gro H. Mathisen, Farm.inst., UiO Og takk for oppmerksomheten!

25 Plast og plastkjemikalier Ftalater er et av flere plastkjemikalier, men ikke all plast inneholder ftalater! Plast ble utviklet i begynnelsen av 1900-tallet Syntetisk materiale bygget opp av hydrokarbonforbindelser dannet ved raffinering av råolje og naturgass med ekstremt mange bruksområder Det finnes et stort antall forskjellige plastforbindelser, f.eks Polyeten/polyetylen (PE) er et termoplastisk kunststoff. Den type plast som det fremstilles mest av på verdensbasis Polyvinylklorid (PVC) er et vinylstoff som er stivere enn polyetylen, og lettere å farge Polykarbonat (PC) er en transparent termoplast med eksepsjonell holdbarhet, uknuselig plast Polyetylentereftalat (PET) er et termoplastprodukt i polyesterfamilien