Ilustrasi Angkatan Udara Amerika Syarikat oleh Senior Airman Debbie Lockhart

Bapa pengasas Toksikologi, Paracelsus, terkenal dengan menyatakan bahawa "dos membuat racun. "Frasa ini merupakan tiang toksikologi tradisional: Pada asasnya, bahan kimia hanya berbahaya pada dos yang cukup tinggi.

Tetapi bukti yang semakin meningkat mencadangkan bahawa tahap yang lebih rendah juga "Endokrin mengganggu bahan kimia" boleh mengganggu isyarat hormon dalam badan dengan cara yang berbahaya.

Ujian ketoksikan piawai tidak selalu mengesan kesan kimia yang boleh didapati pada tahap yang lebih rendah. Dan, walaupun data mencadangkan kesan sedemikian, saintis dan penggubal dasar mungkin tidak bertindak atas maklumat ini tepat pada masanya.

Menyedari cabaran ini, Agensi Perlindungan Alam Sekitar Amerika Syarikat (EPA) meminta jawatankuasa saintis untuk mengkaji isu ini secara terperinci. Bagaimanakah kita boleh mengenal pasti sama ada bahan kimia mempunyai kesan pada dos yang rendah? Dan bagaimanakah kita boleh bertindak atas maklumat ini untuk melindungi kesihatan awam?

Selepas beberapa tahun bekerja, laporan jawatankuasa telah dikeluarkan oleh Akademi Sains Kebangsaan pada bulan Julai. Laporan mercu tanda ini menyediakan EPA dengan strategi untuk mengenal pasti dan menganalisis data mengenai kesan kesihatan rendah dos, serta dua contoh kajian kes. Ini adalah panggilan berasaskan bukti untuk tindakan, dan saintis dan penggubal dasar perlu mengambil perhatian.

Kajian kes

Apa sebenarnya "dos yang rendah"? Jawatankuasa ini menetapkan ini sebagai "pendedahan luaran atau dalaman yang jatuh dengan jangkaan yang dianggarkan berlaku pada manusia." Ini meliputi sebarang tahap pendedahan kimia yang akan kita hadapi dalam kehidupan seharian kita.

Kesan kesihatan yang buruk, seperti yang ditakrifkan oleh jawatankuasa, boleh termasuk sebarang perubahan biologi yang merosakkan keupayaan fungsi seseorang atau keupayaan untuk menangani tekanan, atau membuatnya lebih mudah terdedah kepada pendedahan yang lain.

Untuk membantu EPA mengenalpasti sama ada bahan kimia boleh memberi kesan buruk pada dos yang rendah, jawatankuasa ini mengembangkan strategi tiga bahagian. Pertama, secara aktif mengumpulkan pelbagai data dengan penyertaan dari pihak berkepentingan dan orang awam. Kemudian, analisa dan mengintegrasikan bukti yang tersedia dengan cara yang sistematik. Akhir sekali, bertindak atas bukti ini untuk meningkatkan penilaian risiko dan ujian ketoksikan.

Untuk meletakkan strategi ini menjadi amalan, jawatankuasa itu menjalankan a semakan sistematik daripada dua bahan kimia endokrin yang mengganggu. Ini melibatkan menilai data yang berkaitan dari manusia, haiwan dan berasaskan sel kajian makmal. Setiap pendekatan ini mempunyai kelebihan dan kelemahan yang berbeza, jadi memeriksa bukti bersama-sama menawarkan wawasan bahawa pendekatan tunggal tidak dapat diberikan.

Kajian kes pertama memandang phthalates, bahan kimia yang meningkatkan fleksibiliti produk plastik seperti tirai mandi dan pembungkusan makanan.

Jawatankuasa mendapati bahawa diethylhexyl phthalate dan phthalates lain yang terpilih dikaitkan dengan perubahan dalam pembiakan lelaki dan kesihatan hormon. Secara keseluruhan, data itu cukup kuat untuk mengelaskan diethylhexyl phthalate sebagai "bahaya pembiakan yang dianggap" pada manusia.

Kajian kes kedua difokuskan pada etil diphenyl polybrominated, retardan api yang digunakan selama lebih dari 30. Walaupun mereka kini sedang dihentikan, bahan kimia ini tetap menjadi perhatian kepada manusia. Mereka masih ada dalam produk lama dan boleh bertahan dalam alam sekitar selama bertahun-tahun.

Berdasarkan data yang menunjukkan kesan bahan kimia ini pada pembelajaran dan IQ, panel menyimpulkan bahawa pendedahan pembangunan "dianggap sebagai bahaya kepada kecerdasan pada manusia."

Halangan untuk saintis

Semasa kajiannya, jawatankuasa itu menemui pelbagai halangan yang boleh menghalang siasatan yang sama terhadap bahan kimia tertentu.

Pertama, apabila mengkaji bukti, penting untuk menilai sebarang kesalahan sistematik - juga dikenali sebagai bias - yang mungkin membawa kepada hasil yang salah. Kesilapan ini boleh timbul dari kelemahan reka bentuk kajian, seperti kegagalan dengan betul buta penyelidik semasa analisis.

Sesetengah jurnal mempunyai garis panduan yang ketat untuk melaporkan butiran yang berkaitan dengan berat sebelah, tetapi ramai yang tidak. Pematuhan yang lebih baik kepada garis panduan pelaporan akan meningkatkan keupayaan saintis untuk menilai kualiti bukti.

Kedua, jawatankuasa itu menyatakan percanggahan antara konsep dos yang digunakan dalam kajian manusia dan haiwan. Ini menjadikan sukar untuk membandingkan data dari sumber yang berbeza.

Sebagai contoh, kebanyakan ahli toksikologi hanya melaporkan dos yang dihantar kepada haiwan. Tetapi beberapa dos yang diberikan itu mungkin tidak diserap. Yang sebenarnya dos dalaman bahan kimia yang beredar di dalam badan dan menyebabkan kerosakan mungkin berbeza dari jumlah yang ada ditadbir.

Sebaliknya, epidemiologi biasanya berfikir tentang dos sebagai tahap kimia mereka mengesan dalam badan, tetapi mereka mungkin tidak tahu berapa banyak bahan kimia yang dihadapi oleh seseorang.

Teknik pemodelan biologi boleh membantu saintis menarik hubungan antara dosis yang dikendalikan dan dalaman dan lebih rapat membandingkan hasil daripada kajian haiwan dan manusia.

Akhirnya, banyak kajian toksikologi memberi tumpuan kepada hanya satu bahan kimia. Ini adalah cara yang berharga untuk mengenalpasti bagaimana satu kimia mempengaruhi tubuh. Bagaimanapun, memandangkan kita semua terdedah kepada campuran kimia, prosedur ini mungkin digunakan terhad di dunia nyata.

Jawatankuasa ini mencadangkan bahawa ahli toksikologi menggabungkan campuran dunia nyata ke dalam pengajian mereka, untuk memberikan maklumat yang lebih relevan mengenai risiko kepada kesihatan manusia.

gambar yang lebih besar

Laporan ini menunjukkan cabaran yang dihadapi oleh bidang toksikologi dan kesihatan alam sekitar: Sebaik-baiknya teknik makmal sedia ada dan muncul meramalkan hasil buruk pada manusia?

Eksperimen haiwan tradisional biasanya menggunakan dosis tinggi, yang tidak semestinya mencerminkan dunia nyata. Kajian-kajian ini boleh menjadi langkah pertama yang penting dalam mengenal pasti bahaya kesihatan, tetapi mereka tidak dapat dengan tepat meramalkan bagaimana atau pada tahap mana bahan kimia mempengaruhi manusia. Jawatankuasa ini menyatakan bahawa dos yang lebih relevan dan pemodelan yang lebih baik dapat membantu menangani masalah ini.

Muncul ujian pengujian tinggi menggunakan teknik kaedah berasaskan sel untuk mengesan bagaimana kimia mengubah aktiviti molekul atau selular tertentu. Kaedah-kaedah baru ini semakin digunakan dalam ujian toksikologi. Mereka mempunyai potensi untuk mengenal pasti bahan kimia yang berbahaya, tetapi masih belum dapat diterima sepenuhnya oleh komuniti saintifik.

Bagi kedua-dua kajian kes itu, jawatankuasa itu menyatakan bahawa ujian tinggi tidak begitu membantu dalam membuat kesimpulan mengenai kesan kesihatan. Banyak kajian ini terfokus secara sempit - melihat, sebagai contoh, hanya satu laluan isyarat, tanpa menunjukkan pengaruh keseluruhan kimia pada organisma. Walau bagaimanapun, kaedah ini boleh digunakan untuk memprioritaskan bahan kimia untuk ujian lebih mendalam, kerana aktiviti dalam satu jalur boleh meramalkan keupayaan kimia untuk menyebabkan kemudaratan.

Walaupun ketidaksempurnaan kaedah ujian kami, sudah ada banyak bukti tentang kesan dos rendah dari banyak bahan kimia. EPA harus melaksanakan strategi baru ini untuk mengenal pasti dan bertindak secara efisien pada bahan kimia endokrin yang mengganggu. Hanya melalui usaha berasaskan sains yang kuat, kita dapat menghalang kesan buruk dari pendedahan kimia - dan membolehkan semua orang menjalani kehidupan yang sihat yang mereka patut.

Tentang Pengarang

Rachel Shaffer, Pelajar PhD, Toksikologi Alam Sekitar, Universiti Washington

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon