21 sierpień 2021

Czym są związki endokrynnie czynne?

Wraz z rosnącą świadomością na temat żywienia, snu czy aktywności fizycznej, coraz więcej uwagi…

Blog dla kobiet - dietetyka hormonalna

Wraz z rosnącą świadomością na temat żywienia, snu czy aktywności fizycznej, coraz więcej uwagi przykłada się do związków obecnych w środowisku, które mogą wywoływać negatywne skutki w obrębie układu hormonalnego (endokrynnego). Do tej różnorodnej grupy zaliczają się związki endokrynnie czynne (EDC – endocrine disrupting chemicals) i należące do nich ksenoestrogeny.

Czym są dokładnie związki endokrynnie czynne?

Są to substancje egzogenne, czyli pochodzące “z zewnątrz”, które oddziałują na układ hormonalny człowieka. W tej grupie związków chemicznych znajdziemy substancje naturalne i syntetyczne. Ich wykorzystanie jest bardzo powszechne, a między innymi stosuje się je jako środki chroniące rośliny, przy wytwarzaniu półproduktów przemysłowych czy jako substancje wspierające produkcję tworzyw sztucznych. Z tego powodu występują w dużej ilości w żywności oraz środowisku, będąc jednocześnie elementem produktów użytkowych, jak i odpadem krążącym np. w wodzie. Według różnych danych związki endokrynnie czynne można znaleźć w sprzęcie elektronicznym, wypełnieniach dentystycznych, soczewkach, ubraniach, farbach, meblach oraz wszystkich plastikowych elementach i produktach, jak butelki, opakowania i inne.

EDC wpływają na organizm według różnych mechanizmów:

  • zaburzają syntezę i wydzielanie hormonów – mogą działać jako antagoniści lub agoniści,
  • zakłócają transport hormonów i ich wiązanie się z receptorami,
  • wprowadzają zmiany w metabolizmie i wydalaniu hormonów,
  • zaburzają szlaki w ośrodkowym układzie nerwowym.

Te mechanizmy przyczyniają się do upośledzenie funkcjonowania układu rozrodczego, odpornościowego czy nerwowego. To oczywiście nie wszystko – skutki są zależne od danej substancji.

Związki endokrynnie czynne ulegają zmetabolizowaniu w wątrobie i są wydalane wraz z moczem. Niestety, mają one możliwość kumulacji w tkance tłuszczowej, wątrobie, nerkach, jądrach i jajnikach i innych tkankach, bezpośrednio narażonych na produkty je zawierające (np. przez kosmetyki). W środowisku są oporne na biodegradację, stąd również się akumulują – można wykryć je w glebie, wodzie i powietrzu.

Ksenoestrogeny – wyjątkowo skuteczne związki

Ksenoestrogeny to substancje chemiczne należące do grupy związków endokrynnie czynnych. Mogą one oddziaływać z receptorami estrogenowymi jako agoniści lub antagoniści – ich mechanizmy są ściśle powiązane właśnie z estrogenami. Mówi się, że nie zawsze mają one szkodliwy wpływ na organizm, natomiast w wielu przypadkach najczęściej zaburzają jego pracę.

Ksenoestrogeny mogą naśladować estrogeny, działać na nie antagonistycznie lub zaburzać ich syntezę i metabolizm oraz wpływać negatywnie na ekspresję receptorów estrogenowych. W tym przypadku mechanizm działania zależy od konkretnego związku.

Do ksenoestrogenów należą fitoestrogeny, metaloestrogeny, pestycydy, alkilofenole, parabeny i filtry UV. To związki, które znajdują zarówno w żywności, jak i w środowisku – przykładowo, pestycydy będą znajdować się w żywności, rozpylane zostaną w powietrzu, a spływając wraz z deszczem, w glebie i wodzie.

Źródła związków endokrynnie czynnych

Substancje endokrynnie czynne występują powszechnie w środowisku, żywności, kosmetykach i innych produktach. Poza wodą, powietrzem i glebą, będą to:

  • środki ochrony roślin (pestycydy), dodatki do pasz,
  • plastyfikatory (przemysł, ftalany),
  • substancje obniżające palność (tetrabromobisfenol A),
  • produkty przemysłowe (bisfenol A),
  • meble, farby, podłogi, tapicerki, ubrania,
  • opakowania do żywności, butelki, zabawki,
  • wypełnienia stomatologiczne, soczewki,
  • sprzęt elektroniczny,
  • kosmetyki, detergenty,
  • papierosy, dym papierosowy,
  • żywność,
  • leki.

Ta lista potwierdza, że narażenie na EDC jest niezwykle wysokie, a uniknięcie tych związków praktycznie niemożliwe.

Rodzaje związków endokrynnie czynnych i ich wpływ na organizm

Fitoestrogeny

Fitoestrogeny to najbardziej popularna grupa związków, zaliczających się do EDC. Ich struktura jest bardzo zbliżona do estrogenów, które naturalnie występują w organizmie człowieka. Fitoestrogeny to szeroka grupa, do której należy ponad 100 substancji. Są one podzielone na podstawie struktury chemicznej i wyróżnia się:

  • izoflawony (genisteina, daidzeina, biochanina A, formonetina),
  • lignany (matairesinol),
  • kumestany (kumestrol, 4-metoksykumestrol),
  • stilbeny (resweratrol).

Najlepiej poznaną grupą są izoflawony – można je odnaleźć w soi, ciecierzycy czy lucernie, a ich stężenie we krwi notuje się od 2 do 8 godzin po spożyciu. Ich większa część usuwana jest wraz z moczem i żółcią w przeciągu 24 godzin od spożycia. Ze względu na swoją budowę i działanie (powinowactwo do receptorów estrogenowych, a zwłaszcza w przypadku genisteiny), izoflawony mogą wspierać terapię hormonalną w okresie menopauzalnym lub nawet całkowicie ją zastąpić, przyczyniając się do minimalizowania niektórych efektów przekwitania.

Te związki mogą mieć wpływ na metabolizowanie hormonów steroidowych, hamując przemiany testosteronu do 5α-dihydrotestosteronu lub estradiolu. W badaniach wykazano, że niskie stężenie izoflawonów będzie hamować przemianę testosteronu do estradiolu, a wysokie aktywować enzym za to odpowiedzialny. Ich działanie jest zależne od dawki i stężenia estradiolu w organizmie.

Czy izoflawony mogą mieć korzystne działanie na organizm? Wykazano, że genisteina może przyczyniać się do zahamowania rozwoju nowotworu piersi – w warunkach in vitro hamowała również rozwój komórek raka żołądka i jelita grubego oraz przerzutów.

Innym, korzystnym związkiem, należącym do tej grupy, jest popularny resweratrol. Można znaleźć go w winogronach lub czerwonym winie, natomiast warto wziąć pod uwagę ilość, jaką należałoby spożyć w celu uzyskania skutecznej dawki resweratrolu. Resweratrol ma korzystny wpływ na hamowanie rozwoju komórek raka piersi, ogranicza przerzuty oraz ma działanie antyoksydacyjne na organizm.

Metaloestrogeny

Jak się okazuje, niektóre związki endogennie czynne to również metale. Zalicza się do nich:

  • kadm,
  • miedź,
  • kobalt,
  • nikiel,
  • ołów,
  • rtęć,
  • cynę,
  • chrom,
  • glin,
  • aniony wanadowe i arsenianowe.

Najlepiej przebadanym związkiem jest kadm. Występuje on w dużej ilości w środowisku: pochodzi ze źródeł przemysłowych (odpady produkcyjne), używa się go również przy produkowaniu baterii, barwników, tworzyw sztucznych oraz można go znaleźć w papierosach, zanieczyszczonych warzywach, owocach, mięsie, rybach, owocach morza i wodzie.

Ten metal akumuluje się w organizmie, a jego największe stężenia znajdują się w wątrobie, nerkach, łożysku, jądrach i jajnikach. Co więcej, jego okres półtrwania jest bardzo długi – od 15 do 30 lat. Kadm jest bardzo szkodliwy dla organizmu i powoduje szereg chorób, w tym zwiększa ryzyko chorób nowotworowych. Ten związek wpływa również na procesy komórkowe i regulację ekspresji genów (między innymi zależną od aktywacji receptora estrogenowego).

Glin to kolejny metal, który stosowany jest między innymi w antyperspirantach. Ma on za zadanie blokować wydostawanie się potu na powierzchnię skóry. Jak wykazały badania, glin wchłania się do organizmu przez skórę, więc częste stosowanie tych kosmetyków (czyli codzienne używanie dezodorantu) będzie prowadziło do jego akumulacji.  Zauważono, że jony glinu mają wpływ na zwiększenie ekspresji genów, które podlegają regulacji estrogenowej. Mechanizm działania pozostałych metaloestrogenów jest taki sam, jak w przypadku glinu.

Warto wziąć pod uwagę fakt, że te metale są bardzo powszechne w środowisku i jedzeniu, dlatego narażenie na nie jest wysokie. Unikanie jednego lub dwóch źródeł może być dużym krokiem w kierunku zminimalizowania ich ilości w organizmie (np. unikanie antyperspirantów i palaczy).

Pestycydy

Pestycydy to znane wszystkim środki stosowane w rolnictwie i ogrodnictwie, które pozwalają na odstraszanie szkodników. Do najbardziej popularnych zaliczają się:

  • DDT, czyli dichlorodifenylotrichloroetan, skuteczny w zwalczaniu insektów. W przypadku organizmu ludzkiego, DDT jest przetwarzany do DDE, który ma zdolność gromadzenia się w tkance tłuszczowej i przez długi czas się w niej utrzymuje (ponad 10 lat). Wykazano, że przyczynia się do powstawania nowotworów piersi, może powodować przedwczesne dojrzewanie płciowe oraz obniżać jakość nasienia.
  • Karbendazym – środek działający grzybobójczo. Działa androgennie, ma wpływ na stężenie hormonów w organizmie, może zaburzać metabolizm lipidów w wątrobie i negatywnie wpływać na mikrobiotę jelitową.
  • Permetryna, stosowana przeciwko insektom, ma silny wpływ na pracę tarczycy i może zaburzać syntezę testosteronu.
  • Winklozolina, czyli kolejny środek grzybobójczy, również może powodować problemy – przyczynia się do spadku stężenia estradiolu, może działać antyandrogennie czy nawet zmieniać materiał genetyczny plemników.

Pestycydy to zwykle mieszanina związków, przez co działają o wiele silniej na układ endokrynny i cały organizm. To również sprawia, że w organizmie akumuluje się o wiele więcej związków niż można by zakładać.

W związku ze zwiększającą się ilością pestycydów, stosowanych zarówno w przemyśle, jak i ogrodnictwie (również domowym), narażenie na te związki jest bardzo wysokie. Można je znaleźć nie tylko w żywności, ale również w glebie, wodzie i powietrzu. Nawet jeżeli dane rolnictwo nie używa takich środków (uprawy bio), nie ma pewności, że pestycydy nie występują w tej okolicy.

Bisfenol A

Bisfenol A to jeden z najpopularniejszych związków, o którym nie raz było już bardzo głośno. Niedługo po jego zsyntetyzowaniu odkryto, że wykazuje on właściwości podobne do estrogenów. Mimo to od lat stosowany jest przy produkcji między innymi pudełek na jedzenie, tworzyw sztucznych, klejów czy nawet plomb dentystycznych. Najpopularniejsze źródła bisfenolu to plastikowe pudełka, butelki i… paragony! Bisfenol nie tylko znajduje się w tych produktach – uwalniany jest również do atmosfery.

Bisfenol A pod wpływem temperatury, uszkodzeń lub substancji kwaśnych i zasadowych uwalnia się również do pożywienia. Z tego powodu nie zaleca się trzymania butelek w cieple, na słońcu, zgniatania ich (wiele osób robi to w trakcie picia) i używania plastikowych pudełek do przechowywania żywności.

Bisfenol A uznawany jest za stosunkowo słaby ksenoestrogen, natomiast w przypadku testów na myszach wykazano, że prowadził on do nieprawidłowego rozwoju wielu narządów, prostaty, zaburzeń rozwoju mózgu i wpływał na wiele innych procesów w organizmie.

W związku z tym, że ten związek tak powszechnie występuje w środowisku, konieczna jest obserwacja jego wpływu na organizm człowieka.

Inne związki endokrynnie czynne

Do innych związków, które są endokrynnie czynne, zaliczają się:

  • mykotoksyny, czyli związki wytwarzające się przez pleśń, mają działanie estrogenne – warto wiedzieć, że przenikają one przez struktury, dlatego nie zaleca się odkrajania części spleśniałego produktu, a całkowite jego wyrzucenie,
  • polichlorowane bifenyle (PCB) – związki, które uwalniane są do środowiska w trakcie spalania odpadów różnego pochodzenia,
  • dioksyny (PCDD) i furany (PCDF), emitowane podczas spalania odpadów, produkcji stali i innych procesów przemysłowych,
  • ftalany, występujące w chemii, kosmetykach, odzieży, zabawkach i wyrobach dla dzieci oraz żywności, do której dostają się z opakowań.

Ta lista pokazuje, jak powszechne są związki endokrynnie czynne – środowisko, żywność i różnego rodzaju produkty są nimi tak nasycone, że ograniczenie ich ilości w życiu nie jest łatwe.

Związki endokrynnie czynne i ich wpływ na organizm człowieka

Wpływ związków endokrynnie czynnych określa się w zależności od wieku osoby narażonej na ekspozycję. Osoby młodsze są o wiele bardziej podatne na ich wpływ – również narażenie w okresie płodowym, niemowlęcym, w trakcie dzieciństwa i dojrzewania może doprowadzić do poważnych zmian w organizmie. Dotyczy to przyspieszonego dojrzewania płciowego, nowotworzenia i zaburzeń płciowych w późniejszym okresie.

Warto jednak zauważyć, że równie narażone są osoby chore, starsze lub obciążone innymi czynnikami, jak spożywanie alkoholu, palenie papierosów czy przewlekłe przyjmowanie leków (między innymi antykoncepcji). Co ważne, skutki ekspozycji nie są widoczne od razu – czasami można je zauważyć dopiero wiele lat później.

Jak wspomniano powyżej, wysoka ekspozycja na EDC może przyczyniać się do rozwoju niektórych nowotworów, zaburzenia cyklu menstruacyjnego, rozwoju feminizacji u mężczyzn, obniżeniu jakości nasienia, zaburzeń rozwoju płodu, pracy mózgu i wielu innych. Te związki wpływają również na zaburzenia homeostazy tkanki kostnej, układu krwionośnego czy też nerwowego. Ksenoestrogeny związane są też z zaburzeniami płodności zarówno u mężczyzn, jak i u kobiet!

Jak unikać EDC?

Unikanie związków endokrynnie czynnych z pewnością nie jest proste, biorąc pod uwagę ich powszechne występowanie w środowisku i wielu różnych produktach.

Przede wszystkim, warto zwrócić uwagę na jakość spożywanej żywności i w miarę możliwości wybierać produkty od lokalnych dostawców. Warto również ograniczyć ilość stosowanych syntetycznych kosmetyków oraz zwracać szczególną uwagę na etykiety i ich skład. Z pewnością korzystniejszym wyborem będą kosmetyki naturalne o krótkim składzie i dezodoranty nie zawierające aluminium i glinu. W domowej pielęgnacji dobrym wyjściem będzie zastosowanie naturalnej chemii do sprzątania lub przy stosowaniu standardowej używanie rękawic i maseczki ochronnej. W trakcie ciąży zaleca się maksymalne ograniczenie narażenia na chemię domową.

W trakcie stosowania niezbędnych pestycydów w ogrodzie czy rolnictwie warto szczególnie zabezpieczać ciało i drogi oddechowe, by jak najmniej związków miało możliwość wniknąć do organizmu.

Należy również pamiętać o regularnym wietrzeniu i sprzątaniu domu, w celu usunięcia możliwych szkodliwych czynników z otoczenia. Unikanie nadmiernej ilości zanieczyszczonego powietrza i dymu papierosowego jest również istotną kwestią.

Zdecydowanie bardziej korzystne będzie również stosowanie plastików wolnych od bisfenoli lub całkowita zamiana ich na szklane opakowania i butelki do przechowywania wody i żywności. Można również ograniczyć ilość przyjmowanych i przechowywanych paragonów oraz innych wydruków.

Te kwestie mogą w istotny sposób wpłynąć na zmniejszenie narażenia organizmu na związki endokrynnie czynne – oczywistym jest fakt, że nie wyeliminujemy ich w całości, natomiast każde działanie będzie korzystne dla organizmu.

BIBLIOGRAFIA:

  • Watson CS, Bulayeva NN, Wozniak AL, Alyea RA. Xenoestrogens are potent activators of nongenomic estrogenic responses. Steroids. 2007;72(2):124-134. doi:10.1016/j.steroids.2006.11.002.

  • Alonso-Magdalena P, Morimoto S, Ripoll C, Fuentes E, Nadal A. The estrogenic effect of bisphenol A disrupts pancreatic beta-cell function in vivo and induces insulin resistance. Environ Health Perspect. 2006;114(1):106-112. doi:10.1289/ehp.8451.

  • Yang M, Park MS, Lee HS. Endocrine disrupting chemicals: human exposure and health risks. J Environ Sci Health C Environ Carcinog Ecotoxicol Rev. 2006;24(2):183-224. doi: 10.1080/10590500600936474. Erratum in: J Environ Sci Health C Environ Carcinog Ecotoxicol Rev. 2007 Jan-Mar;25(1):99. PMID: 17114110.

  • La Rosa P, Pellegrini M, Totta P, Acconcia F, Marino M. Xenoestrogens alter estrogen receptor (ER) α intracellular levels [published correction appears in PLoS One. 2014;9(5):e99379]. PLoS One. 2014;9(2):e88961. Published 2014 Feb 20. doi:10.1371/journal.pone.0088961.

  • Paterni I, Granchi C, Minutolo F. Risks and benefits related to alimentary exposure to xenoestrogens. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017;57(16):3384-3404. doi:10.1080/10408398.2015.1126547.

  • http://psjd.icm.edu.pl/psjd/element/bwmeta1.element.psjd-7038109e-d770-42f2-974f-5c6e2d29db5d/c/Wybrane_ksenoestrogeny_i_ich_wplyw_na_zdrowie_czlowieka.pdf

  • https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/ehp.1205597