Bisfenole stosuje się do produkcji przedmiotów codziennego użytku. Są tak powszechne w naszym środowisku, że każdy z nas, zazwyczaj nieświadomie, znajduje się pod ich wpływem. Ale nawet niewielkie ich ilości mogą być szkodliwe dla zdrowia, a przewlekła ekspozycja wywiera wpływ na praktycznie każdy układ i narząd w organizmie. Działają one na receptory dla hormonów, wpływają na produkcję wolnych rodników tlenowych, utlenianie lipidów, dysfunkcje mitochondriów oraz zmiany sygnałów komórkowych.
Chciałabym ten temat Czytelnikom nieco przybliżyć, dlatego dziś proponuję wpis na temat bisfenolu A- źródła ekspozycji i jego wpływ na zdrowie człowieka.
Bisfenole- czyli co?
Bisfenole są grupą organicznych związków chemicznych wykorzystywanych do produkcji tworzyw sztucznych. Poza najczęściej stosowanym bisfenolem A (BPA) należą do tej grupy także bisfenol B, C, S i F. Bisfenol A wykorzystywany jest do produkcji materiałów mających bezpośredni kontakt z żywnością, jak opakowania do napojów i żywności, czy sprzęt kuchenny. Jest także składnikiem tworzywa pokrywającego wewnętrzną powierzchnię metalowych puszek na żywność i napoje. Służy ponadto do produkcji papieru termalnego, akcesoriów kuchennych, zabawek czy szczeliwa dentystycznego.
To powoduje, że jesteśmy niemal stale narażeni na działanie bisfenolu A, co potwierdzają dodatnie wyniki badań płynów ustrojowych na ich obecność. Ma to miejsce nawet bez świadomego narażenia na ich działanie. Bisfenol A ma liczne zalety. Jest tani, łatwy w produkcji i nie zmienia smaku przechowywanych produktów. Przez ostatnich kilkadziesiąt lat, wraz z rozwojem plastiku na świecie, zrobił więc zawrotną karierę. Jednak jego wadą jest łatwość, z jaką przechodzi z opakowania do żywności i napojów.
BPA- dlaczego jesteśmy narażeni na jego działanie?
Ważnym źródłem bisfenolu A są puszki, w których jest składnikiem wewnętrznej powłoki chroniącej przed kontaktem między metalem a żywnością, zapewniającej stabilność temperatur oraz wytrzymałość mechaniczną. Jednak działanie wysokich temperatur podczas procesu sterylizacji lub przygotowywania produktu do spożycia powoduje, że BPA z łatwością przechodzi do jedzenia. Osiągnięta temperatura ma tu większe znaczenie niż czas podgrzewania. Sterylizacja żywności w puszce powoduje, że aż 80-90% niezwiązanego BPA przechodzi do żywności. Podobnie jak temperatura, znaczenie ma tu pH zawartego w puszce produktu (jak niektóre znane napoje gazowane) czy wysoka zawartość tłuszczu. Te czynniki powodują, że więcej BPA przedostaje się do napoju czy żywności.
Identyczna sytuacja dotyczy plastikowych pojemników na żywność i napoje, np. butelek dla niemowląt czy jednorazowych kubków do kawy. Ich podgrzewanie albo kontakt z gorącym napojem powoduje zwiększone przechodzenie BPA do jedzenia i picia.
Głównym źródłem ekspozycji człowieka na bisfenol A pozostaje więc żywność. Mimo to u osób dorosłych, po 6-9,5 godzinach poszczenia, nie stwierdzano istotnego spadku stężenia tej substancji w moczu (to mocz stanowi główną drogę usuwania metabolitów bisfenolu A). Sugeruje to możliwość kumulacji bisfenolu A w tkankach i jego powolne uwalnianie. Przez to tkanki ludzkie stanowią kolejne ważne źródło ekspozycji. Badania przeprowadzone w Unii Europejskiej wykazały, że w Belgii przeciętny mieszkaniec wydala z moczem 132 mg bisfenolu A rocznie, we Francji – 127 mg, w Danii – 112 mg, a w Szwecji – 71 mg. Ustalona norma wynosi 100 mg. Co także ciekawe, bisfenol A stwierdza się nie tylko u osób bezpośrednio narażonych na ekspozycję. Istotne ilości bisfenolu A stwierdzano we krwi pępowinowej, płynie owodniowym, łożysku, a także w mleku matek karmiących.
Jak działa bisfenol A?
Bisfenole wywierają swoje toksyczne działanie poprzez indukowanie stresu oksydacyjnego, dysfunkcję mitochondriów oraz zaburzenia gospodarki hormonalnej. Zwiększona pod ich wpływem produkcja wolnych rodników tlenowych prowadzi do zahamowania aktywności enzymów o działaniu antyoksydacyjnym, nasila stres oksydacyjny, uszkodzenia materiału genetycznego, śmierć komórki poprzez aktywację kaskady kapsaz (enzymów, które degradują białka komórkowe) oraz szlaku kinaz aktywowanych mitogenami MAPK (odgrywają rolę w odpowiedzi komórki na sygnały zewnętrzne, np. działanie czynników wzrostu pobudzających komórkę do nowotworzenia).
Ekspozycja na bisfenole stymuluje produkcję cytokin o działaniu prozapalnym, a hamuje powstawanie cytokin o działaniu przeciwzapalnym.
Ze względu na swą fenolową strukturę BPA wykazuje zdolność do interakcji z receptorami dla estrogenów. Może działać na nie pobudzająco (jako agonista) lub hamująco (jako antagonista). W wyniku takiego działania BPA odgrywa rolę w patogenezie zaburzeń endokrynnych włączając zaburzenia płodności u kobiet i mężczyzn, przedwczesne dojrzewanie, nowotwory hormonozależne, jak rak piersi oraz rak prostaty oraz schorzeń metabolicznych, m.in. zespół wielotorbielowatych jajników (PCOS).
Biorąc pod uwagę stałe, codzienne narażenie na BPA z wielu źródeł oraz tendencję do bioakumulacji uzasadniony jest monitoring biologiczny tego związku. Powinien on w szczególności uwzględniać monitoring BPA w moczu, jako skuteczną metodę szacowania narażenia na tę substancję, umożliwiając jednocześnie badanie zależności pomiędzy narażeniem na BPA a ryzykiem występowania niektórych chorób wynikających z zaburzenia czynności układu endokrynologicznego.
Wpływ na układ hormonalny
Bisfenole wykazują zdolność do wiązania się nie tylko z receptorami estrogenów, ale też dla androgenów, progesteronu, hormonów tarczycy oraz węglowodorów aromatycznych. W ten sposób wpływają na gospodarkę hormonalną, ale też na pracę układu rozrodczego, oddechowego czy nerwowego. Ekspozycja na bisfenole wpływa na aktywność hormonów płciowych, tarczycy, insuliny powodując różne niepożądane efekty na poziomie narządów i tkanek. Zwiększają ryzyko otyłości, cukrzycy, uszkodzenia wątroby, chorób sercowo- naczyniowych, zaburzenia płodności czy rozwojowe. Co ciekawe, mogą też wpływać na działanie leków, przez co zmieniają efekty ich stosowania, co stwierdzono np. w przypadku chemioterapii.
Dużo uwagi w literaturze poświęca się wpływowi bisfenolu A na układ rozrodczy. Ekspozycja na nawet małe dawki tego związku zmniejsza poziomy LH i FSH (hormonów gonadotropowych produkowanych przez przysadkę), prolaktynę, zwiększa poziom estrogenów, hamuje spermatogenezę. Częste zaburzenia wywołane działaniem BPA obejmują przedwczesne dojrzewanie płciowe, dysfunkcję jajników, zaburzenia nasienia, upośledzenie implantacji zarodka, zaburzenia równowagi w zakresie hormonów płciowych, przedwczesne porody, niską masę urodzeniową noworodków.
W badaniu z udziałem 1841 ciężarnych kobiet wykazano, że bisfenole (i to nie wyłącznie szeroko stosowany bisfenol A) zwiększa ryzyko cukrzycy ciążowej (Zhang i wps.). Z kolei w badaniu z udziałem mężczyzn stwierdzono zależność między poziomem BPA w moczu a stosunkiem estradiol: testosteron (im więcej BPA tym bardziej zaburzone proporcje hormonów płciowych).
Zaburzeniem endokrynnym, do którego rozwoju może przyczyniać się ekspozycja na BPA, jest zespół policystycznych jajników PCOS. Szczególnie u otyłych pacjentek z tym zespołem stwierdzano znacząco wyższe poziomy BPA w moczu w porównaniu z grupą kontrolną. Tłumaczy się to zwiększoną aktywacją wydzielania podwzgórzowego GnRH, co prowadzi do stale wysokiego poziomu LH we krwi, stymulacji produkcji androgenów przez jajniki oraz upośledzenia rozwoju pęcherzyka jajnikowego. Dodatkowo stwierdzono, że BPA może w sposób bezpośredni stymulować jajniki do produkcji androgenów.
Wpływ na rozwój nowotworów hormonozależnych
Istnieją dane na temat potencjalnej roli BPA w rozwoju nowotworów piersi. Badania in vitro wykazały, że ekspozycja ludzkich linii komórek nowotworu piersi na BPA nasilała ich proliferację i zwiększała poziom stresu oksydacyjnego. Wysokie poziomy BPA u kobiet po menopauzie korelowały z gęstością mammograficzną gruczołu piersiowego. Podobne dane uzyskano w odniesieniu do nowotworu prostaty- mężczyźni z nowotworem prostaty mieli wyższe poziomy BPA w moczu w porównaniu z grupą kontrolną. In vitro stwierdzono, że BPA nasila proliferację ludzkich komórek raka prostaty wrażliwych na działanie androgenów (męskich hormonów płciowych).
Otyłość i cukrzyca
Zaobserwowano, że bisfenol A zmienia wydzielanie insuliny w odpowiedzi na stymulację glukozą. Wang i wsp. wykazali, że ekspozycja na BPA wiąże się z upośledzeniem gospodarki węglowodanowej u kobiet po 40 rż. (nie wykazano takiej zależności wśród mężczyzn). Ponadto, poprzez wpływ na układ hormonalny, przyczynia się do otyłości. Wiąże się też z receptorami na komórkach tłuszczowych. W badaniu z udziałem ponad tysiąca dorosłych mieszkańców Szwecji w średnim wieku 70 lat stwierdzono, że poziom BPA we krwi był pozytywnie związany z poziomami adiponektyny i leptyny, a odwrotnie z poziomem greliny (o tych hormonach pisałam we wpisie “Czy otyłość jest zawsze winą pacjenta, a liczenie kalorii skuteczne?”. W ten sposób może wpływać na odczuwanie głodu i sytości.
Z kolei w USA wykazano, że poziomy BPA w moczu korelowały ze zwiększoną wagą ciała dzieci i młodzieży. Inne badanie populacyjne przeprowadzone w Chinach wykazało, że efekt ten zależy od poziomu BPA, czyli im większe narażenie tym wyższa waga. Podobne obserwacje dotyczą zależności między poziomem BPA we krwi a zwiększonym ryzykiem rozwoju cukrzycy typu 2. Obserwacje na zwierzętach sugerują podobny wpływ na rozwój cukrzycy typu 1.
Choroby układu sercowo- naczyniowego
Wykazano znaczenie bisfenoli dla rozwoju chorób sercowo- naczyniowych, jak zawał serca, kardiomiopatie czy nadciśnienie tętnicze. W badaniu przeprowadzonym w USA (Shankar i wsp.) stwierdzono, że podwyższony poziom BPA we krwi jest niezależnym od stylu życia (palenie papierosów czy picie alkoholu), BMI, nadciśnienia, poziomu cholesterolu czy obecności cukrzycy, czynnikiem ryzyka choroby naczyń obwodowych.
Uszkodzenie wątroby
Stres oksydacyjny, uszkodzenie mitochondriów oraz zapalenie to główne mechanizmy uszkodzenia wątroby pod wpływem bisfenoli. Związek potwierdziła obserwacja, w której wykazano zależność między poziomem BPA we krwi a markerami uszkodzenia wątroby. Najwięcej danych odnośnie hapatotoksyczności pochodzi jednak z prac nad zwierzętami.
Neurotoksyczność
Narażenie na działanie bisfenoli powiązano upośledzeniem funkcji poznawczych, zaburzeniami pamięci, nadaktywnością, zaburzeniami lękowymi, depresją, autyzmem oraz neurozapaleniem.
Dzieci są szczególnie wrażliwe na działanie tych związków i nawet małe dawki są szkodliwe dla rozwoju układu nerwowego w życiu płodowym, jak i wieku dziecięcym. Powiązano ekspozycję na bisfenol A we wczesnym okresie ciąży z zaburzeniami snu wśród dzieci w wieku przedszkolnym. Ponadto ekspozycja na bisfenol A w ciąży i we wczesnym dzieciństwie skutkowała zaburzeniami zachowania wśród dzieci, w tym lękami, depresją czy nadaktywnością. Szczególnie silny związek wykazano w odniesieniu do chłopców. Podwyższone poziomy BPA rejestrowano u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.
Immunotoksyczność
Bisfenole wpływają na układ immunologiczny na wiele sposobów. Pośrednio wpływają na odpowiedź układu immunologicznego poprzez działanie na receptory, np. dla estrogenów, węglowodorów aromatycznych, PPAR i toll-podobnych. Wiele z tych receptorów znajduje się na komórkach układu odpornościowego: komórkach dendrytycznych, makrofagach, limfocytach B, limfocytach Th17 i regulatorowych. W ten sposób BPA wpływa na oba ramiona układu odpornościowego: swoisty, realizowany przy udziale przeciwciał i nieswoisty, realizowany przy udziale komórek i cytokin. Braniste i wsp. wykazali, że ekspozycja na BPA zwiększa przesiąkliwość bariery jelitowej oraz zmienia skład mikrobioty jelitowej, co prowadzi do rozwoju stanów zapalnych. Bisfenole mogą przyczyniać się do rozwoju lub nasilenia chorób związanych z układem immunologicznym, jak alergie, astma, stwardnienie rozsiane.
Jeśli nie bisfenol A, to co?
Chociaż coraz głośniej mówi się o szkodliwości BPA, jest on obecnie już na tyle powszechny, a jego eliminacja ze środowiska na tyle długa, że jeszcze przez wiele lat będziemy narażeni na jego działanie, pomimo starań o wycofanie z użytku. Niestety, jego obecność jest zastępowana innymi postaciami bisfenoli, które, jak pokazują dane teoretyczne, mogą okazać się nie mniej szkodliwe od swojego pierwowzoru.
Gdy przeanalizowano dostępną literaturą na temat innych postaci bisfenoli (25 badań in vitro i 7 in vivo), większość z nich wykazała, że BPS i BPF posiadają aktywność hormonalną i mogą wywoływać podobny do BPA efekt w zakresie hormonów płciowych. Może się więc okazać, że produkty z tworzyw sztucznych bez BPA mogą nie być wcale zdrowszą alternatywą.
Jeśli spodobał Ci się artykuł i chcesz otrzymywać powiadomienia o kolejnych oraz wartościowe informacje na tematy związane ze zdrowiem i odżywianiem, zapisz się newsletter:
Literatura:
Konieczna A, Rutkowska A, Rachoń D. Health risk of exposure to Bisphenol A (BPA). Rocz Panstw Zakl Hig. 2015;66(1):5-11.
Rochester JR, Bolden AL. Bisphenol S and F: A Systematic Review and Comparison of the Hormonal Activity of Bisphenol A Substitutes. Environ Health Perspect. 2015;123(7):643-650. doi:10.1289/ehp.1408989
Siracusa JS, Yin L, Measel E, Liang S, Yu X. Effects of bisphenol A and its analogs on reproductive health: A mini review. Reprod Toxicol. 2018;79:96-123. doi:10.1016/j.reprotox.2018.06.005
Xu J, Huang G, Guo TL. Developmental Bisphenol A Exposure Modulates Immune-Related Diseases. Toxics. 2016;4(4):23. Published 2016 Sep 26. doi:10.3390/toxics4040023
Hwang S, Lim JE, Choi Y, Jee SH. Bisphenol A exposure and type 2 diabetes mellitus risk: a meta-analysis. BMC Endocr Disord. 2018;18(1):81. Published 2018 Nov 6. doi:10.1186/s12902-018-0310-y
Wazir U, Mokbel K. Bisphenol A: A Concise Review of Literature and a Discussion of Health and Regulatory Implications. In Vivo. 2019;33(5):1421-1423. doi:10.21873/invivo.11619
