Endocrine disruption assessment: exposure, biomonitoring and potential activity of widespread endocrine disruptors during pregnancy and early stages of life

Abstract

Els disruptors endocrins (DEs) són substàncies o mescles exògenes que alteren les funcions de sistema endocrí i, en conseqüència, causen efectes adversos per a la salut en un organisme intacte, o la seva progènie, o (sub) poblacions. Entre aquests DEs, hi ha un grup que es caracteritza per estar àmpliament estès i present en envasos i materials en contacte amb aliments. L'envasament protegeix de les alteracions, però es poden donar migracions de les substàncies químiques als aliments. Tenint en compte això, s'han seleccionat els següents compostos químics: bisfenols (BPA, BPS i BPF); plastificants ftalats i no ftalats; substàncies perfluorooalquiladas (PFOS i PFOA) i tetrabromobisfenol A (TBBPA). La hipòtesi general d'aquesta tesi és que hi ha exposició durant les etapes primerenques de la vida. Aquesta exposició pot causar efectes adversos. Per tant, l'objectiu general d'aquesta tesi és avaluar els nivells d'exposició a diferents DEs en una població de dones embarassades (EXHES) a Tarragona, Espanya. A més a més, estudiar com aquests químics poden afectar el desenvolupament cel·lular. Per abordar-lo, es va estimar l'exposició prenatal als DEs mitjançant el model integrat de dosimetria externa i interna (PBPK). Seguit per la biomonitorització d'aquests químics en diferents matrius (orina, sang, llet materna), i de la reconstrucció i simulació de l'exposició. finalment, es van realitzar estudis in vitro per avaluar l'activitat potencial endocrina de DE àmpliament distribuïts.

Els resultats d'aquesta tesi confirmen que l'exposició a DEs pot observar-se en poblacions adultes i en el període prenatal. Aquesta exposició pot causar efectes adversos. Per aquesta raó, han d'establir-se alternatives segures als DEs. Seguit d’unes regulacions concises respecte a l'exposició de la població més vulnerable.

Los disruptores endocrinos (DEs) son sustancias o mezclas exógenas que alteran las funciones del sistema endocrino y, en consecuencia, causan efectos adversos para la salud en un organismo intacto, o su progenie, o (sub)poblaciones. Entre estos DEs, hay un grupo que se caracteriza por estar ampliamente extendido y presentes en envases y materiales en contacto con alimentos. El envasado protege al producto de las alteraciones, pero se pueden dar migraciones de las substancias químicas a los alimentos. En base a esto, se han seleccionado los siguientes compuestos químicos: bisfenoles (BPA, BPS y BPF); plastificantes ftalatos y no ftalatos; sustancias perfluorooalquiladas (PFOS y PFOA) y tetrabromobisfenol A (TBBPA). La hipótesis general de esta tesis es que existe exposición a DE en etapas tempranas de la vida. Esta exposición puede causar efectos adversos. Por lo tanto, el objetivo general de esta tesis es evaluar los niveles de exposición a diferentes DE en una población de mujeres embarazadas (EXHES) en Tarragona, España, y a su vez, estudiar cómo estos químicos pueden afectar al desarrollo celular. Para abordarlo, se estimó la exposición prenatal a los DEs mediante el modelo integrado de dosimetría externa e interna (PBPK). Seguido por el biomonitoreo de estos químicos en diferentes matrices (orina, sangre, leche materna), y de la reconstrucción y simulación de la exposición. finalmente, se realizaron estudios in vitro para evaluar la actividad potencial endocrina de DE ampliamente distribuidos.

Los resultados de esta tesis confirman que la exposición a DEs puede observarse en poblaciones adultas y en el periodo prenatal. Esta exposición puede causar efectos adversos. Por esa razón, se necesitan alternativas seguras a estos DE. Deben de establecerse unas regulaciones concisas respecto a la exposición de la población más vulnerable.

Endocrine disruptors (EDs) are exogenous substances or mixtures that alters function(s) of the endocrine system and consequently causes adverse health effects in an intact organism, or its progeny, or (sub) populations. Among these EDs, there is a group that takes an important place due to their widespread distribution and their presence in food-packaging or food contact materials. Packaging protects food from alterations. However, the packaging could be a source of contamination as migration can occur from these materials with the transfer of chemicals into the food. According to that, some bisphenols (BPA, BPS and BPF); phthalates and non-phthalate plasticizers; perfluorooalkilated substances (PFOS and PFOA) and tetrabromobisphenol A (TBBPA) were selected in this thesis. The general hypothesis of this thesis is that there is EDs exposure during prenatal and early stages of life and this exposure can cause adverse outcomes. Therefore, the general objective of this thesis is to assess the exposure levels to different EDs from a pregnant women EXHES cohort in Tarragona, Spain and to study how these chemicals can affect normal cellular development. To address that, prenatal exposure to EDs was estimated by integrated external and internal dosimetry modelling, physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model. Followed by biomonitoring of these chemicals in different matrices (urine, blood, breast milk), reconstructed exposure and reconstructed-PBPK simulations and finally, in vitro studies to assess the endocrine potential activity for different widespread EDs were performed. Results from this thesis confirm that exposure to EDs can be observed in adult populations and in the early stages of life. This exposure can cause adverse effects. For that reason, safe alternatives to these EDs are needed. Regulations regarding the most vulnerable exposure population should be established in the endocrine disruption context.