Expunerea la ftalați în timpul sarcinii afectează metabolismul și dezvoltarea neurocomportamentală a nou-născutului

Un studiu recent publicat de cercetători de la Universitatea Emory, Universitatea din Carolina de Nord din Chapel Hill și Universitatea Columbia se numără printre primele cercetări care explorează, în mod integrativ, relația dintre expunerea prenatală la ftalați, modificările metabolice la naștere și dezvoltarea neurocomportamentală în primele săptămâni de viață, într-o cohortă prospectivă de gravide afro-americane din SUA. Studiul utilizează o abordare de tip studiu de asociere la nivel metabolomic (MWAS) și un cadru „întâlnire la mijloc” (MITM), permițând identificarea potențialilor biomarkeri intermediari între expunerea chimică și efectele asupra sănătății infantile.
Ftalații sunt substanțe chimice omniprezente, utilizate pe scară largă în produse de uz personal și ambalaje alimentare. Aceștia sunt cunoscuți drept disruptori endocrini, capabili să afecteze echilibrul hormonal chiar și la doze mici. Ftalații pot traversa placenta și influența dezvoltarea sistemului nervos fetal. În ciuda acestor riscuri, cercetările anterioare au fost limitate în a explora modul în care expunerea prenatală la ftalați afectează metabolomul neonatal, ceea ce ar putea oferi o perspectivă mecanistică asupra efectelor asupra sănătății pe termen lung.

Cercetătorii și-au propus:

• Să evalueze asocierea dintre nivelurile urinare prenatale de ftalați și metabolomul neonatal.
• Să exploreze dacă aceste perturbări metabolice pot fi intermediari biologici care leagă expunerea la ftalați de rezultatele neurocomportamentale timpurii, măsurate prin scorurile NNNS (Neonatal Neurobehavioral Scale), în special atenția și reacția la stimulare.

Datele și metodologia studiului

• Au fost incluse 216 participante pentru analiza MWAS și un subset de 81 (vizita 1) și 71 (vizita 2) pentru analiza MITM.
• Nivelurile de ftalați (precum MEP, MBP, MEHP etc.) au fost măsurate în două momente ale sarcinii: 8–14 săptămâni și 24–30 săptămâni.
• Toți ftalații analizați au fost detectați în 100% dintre probele urinare.
• Profilul metabolomic neonatal a fost realizat din mostre DBS (pete de sânge uscat), iar analiza neurocomportamentală a fost realizată la câteva săptămâni după naștere.

Principalele constatări

Ftalații perturbă profund metabolomul neonatal

• Au fost identificate peste 7000 de semnale metabolice, dintre care sute s-au asociat semnificativ cu diferiți ftalați, în special MBP și MEHP.
• 28 de căi metabolice au fost alterate în vizita 1 și 12 în vizita 2, 11 fiind comune.

Cele mai afectate căi implicau:

• Metabolismul triptofanului și tirozinei
• Metabolismul vitaminelor (K, H, B3, B5, B6, E)
• Ciclul ureei și metabolismul piruvatului
• Răspunsuri inflamatorii și stres oxidativ

Aceste constatări sugerează că ftalații pot genera un mediu proinflamator și perturbă echilibrul neurochimic esențial dezvoltării cerebrale.

Timpul expunerii influențează natura perturbărilor

În primul trimestru, expunerea la ftalați a fost asociată cu modificări unice ale căilor proinflamatorii, precum metabolismul leucotrienelor și al acidului arahidonic. Această diferențiere în funcție de trimestru reflectă sensibilitatea particulară a sistemului nervos în fazele timpurii ale dezvoltării.

Metaboliți cheie afectați

• Tirozina, un precursor al neurotransmițătorilor, a fost în mod repetat scăzut după expunerea la ftalați.
• Triptofanul, serotonina și 5-hidroxitriptofanul au fost reduse în contextul expunerii și s-au asociat cu scoruri mai scăzute de atenție și reacție la testarea NNNS.
• Serina și fenilalanina, precursori esențiali ai neurotransmițătorilor, au fost de asemenea afectați.
• Thyroxina, hormon tiroidian esențial pentru dezvoltarea neurologică, a fost redusă în contextul expunerii la MBP.
• Dihomo-gama-linoleatul, un acid gras esențial prezent în membranele neuronale și în laptele matern, a fost redus.

Asocierea cu dezvoltarea neurocomportamentală (MITM)

În subsetul analizat cu scoruri NNNS, ftalații s-au asociat cu scăderea atenției și a reacției prin efecte asupra metabolismului tirozinei și triptofanului. Analiza MITM a evidențiat metaboliți care ar putea servi drept biomarkeri intermediari între expunere și efecte neurocomportamentale:

• Serotonina și precursorii ei (5-HTP)
• Tirozina și fenilalanina
• Serina și alte aminoacizi implicați în neurotransmisie

Expuneri multiple și factori complicați

• Studiul a identificat și metaboliți exogeni, precum pesticide și fungicide, în probele neonatale, sugerând expuneri multiple concomitente.
• Biomarkeri ai fumatului, precum cotinina, au fost de asemenea detectați și ar putea contribui la efectele observate.
• Perturbările observate la nivelul microbiomului (prin metaboliți specifici) sugerează o posibilă cale indirectă de influență a ftalaților asupra metabolismului și dezvoltării cerebrale.

Implicații și concluzii

Studiul sugerează că ftalații pot modifica compoziția metabolică a nou-născutului în căi critice pentru dezvoltarea neurologică. Perturbările în metabolismul triptofanului, tirozinei și hormonilor tiroidieni pot reprezenta mecanisme biologice plauzibile pentru scăderi ale atenției și răspunsului neurocomportamental precoce. Aceste efecte sunt mai pronunțate în trimestrele timpurii ale sarcinii, o perioadă extrem de sensibilă la influențele externe.

Relevanță și perspective viitoare

Studiul oferă o demonstrație mecanistică solidă a modului în care ftalații influențează sănătatea infantilă. Metaboliții identificați pot servi ca biomarkeri de risc precoce pentru intervenții preventive. Este esențială continuarea cercetărilor în populații diverse și expuse disproporționat, precum comunitățile afro-americane. Viitoarele studii ar trebui să ia în calcul co-expunerile, dietele, factorii psiho-sociali și microbiomul, pentru a înțelege pe deplin impactul ftalaților și a identifica strategii de reducere a riscurilor.

Acest studiu demonstrează importanța aplicării metabolomicii integrate în epidemiologia prenatală și subliniază nevoia urgentă de politici de reglementare mai stricte privind utilizarea ftalaților, în special în rândul femeilor însărcinate și al comunităților vulnerabile.