US Air Force illustration av Senior Airman Debbie Lockhart

Toxikologins grundande far, Paracelsus, är känd för att förkunna att "dosen gör giftet. "Denna fras representerar en pelare av traditionell toxikologi: I huvudsak är kemikalier skadliga endast vid tillräckligt höga doser.

Men allt fler bevis föreslår att även låga nivåer av "Hormonförstörande kemikalier" kan störa hormonella signaler i kroppen på potentiellt skadliga sätt.

Standard toxicitetstest identifierar inte alltid de effekter som kemikalier kan ha på lägre nivåer. Och även om uppgifterna föreslår sådana effekter, kan forskare och politiker inte agera på denna information i rätt tid.

I erkännandet av dessa utmaningar bad amerikanska miljöskyddsmyndigheten (EPA) en kommitté av forskare att studera frågan i detalj. Hur kan vi bättre identifiera om kemikalier har effekter vid låga doser? Och hur kan vi agera på denna information för att skydda folkhälsan?

Efter flera års arbete, utskottets rapport släpptes av National Academy of Sciences i juli. Denna milstolperapport ger EPA en strategi för att identifiera och analysera data om lågdos hälsoeffekter, samt två fallstudie exempel. Det är en bevisbaserad åtgärd, och forskare och politiker bör ta del av.

Fallstudier

Vad är exakt en "låg dos"? Utskottet definierade detta som "extern eller intern exponering som faller med det intervall som beräknas inträffa hos människor." Det täcker vilken nivå av kemisk exponering som vi skulle stöta på i våra dagliga liv.

Biverkande hälsoeffekter, som definieras av utskottet, kan innefatta eventuell biologisk förändring som skadar en persons funktionella förmåga eller förmåga att hantera stress eller gör henne mer mottaglig för andra exponeringar.

För att hjälpa EPA att bättre identifiera om kemikalier kan ha negativa effekter vid låga doser, utvecklade kommittén en tredelad strategi. Först samla aktivt ett brett spektrum av data med deltagande från intressenter och allmänheten. Analysera och integrera sedan tillgängliga bevis på ett systematiskt sätt. Slutligen agera på detta bevis för att förbättra riskbedömningar och toxicitetstestning.

För att genomföra denna strategi genomförde utskottet en systematisk bedömning av två hormonförstörande kemikalier. Detta medförde att man utvärderar relevanta data från människa, djur och djur cellbaserad labstudier. Vart och ett av dessa tillvägagångssätt har olika styrkor och svagheter, så att undersöka bevisen tillsammans ger insikt om att ett enda tillvägagångssätt inte kunde ge.

Den första fallstudien tittade på ftalater, kemikalier som ökar flexibiliteten hos plastprodukter som duschdraperier och matförpackning.

Utskottet fann att dietylhexylftalat och andra utvalda ftalater är förknippade med förändringar av manliga reproduktiva och hormonell hälsa. Sammantaget var uppgifterna tillräckligt starka för att klassificera dietylhexylftalat som en "antagen reproduktiv risk" hos människor.

Den andra fallstudien fokuserade på polybromerade difenyletrar, flamskyddsmedel som används för över 30 år. Även om de nu fasas ut, är dessa kemikalier fortfarande ett bekymmer för människor. De finns fortfarande i äldre produkter och kan kvarstå i miljön i många år.

Baserat på data som visar effekten av dessa kemikalier på lärande och IQ, konstaterade panelen att utvecklingsexponering "antas utgöra en fara för intelligens hos människor".

Barriärer för forskare

Under sin granskning mötte utskottet en rad olika hinder som skulle kunna hindra liknande utredningar av specifika kemikalier.

För det första är det viktigt att bedöma eventuella systematiska fel - även känd som förspänner - Det kan ha lett till felaktiga resultat. Dessa fel kan uppstå av studiekonfigurationsfel, till exempel fel på korrekt sätt blinda forskarna under analysen.

Vissa tidskrifter har strikta riktlinjer för rapportering av detaljer relaterade till bias, men många gör det inte. Bättre efterlevnad av rapporteringsriktlinjer skulle förbättra forskarnas förmåga att bedöma bevisens kvalitet.

För det andra noterade utskottet en skillnad mellan begreppet doser som användes i studier på människor och djur. Detta gjorde det svårt att jämföra data från olika källor.

Exempelvis rapporterar de flesta toxikologerna helt enkelt den dos som de levererade till djur. Men en del av den administrerade dosen kanske inte absorberas. Den riktiga intern dos av kemikalier som cirkulerar i kroppen och orsakar skada kan skilja sig från den mängd som var administreras.

Däremot tror epidemiologer oftast på dosen som kemisk nivå upptäcka i kroppen, men de kanske inte vet hur mycket av den kemiska en individ faktiskt utsattes för.

Biologiska modelleringstekniker kan hjälpa forskare att dra sambandet mellan administrerade och interna doser och jämför närmare resultaten från djur och mänskliga studier.

Slutligen fokuserar många toxikologiska studier på endast en enda kemikalie. Detta är ett värdefullt sätt att identifiera hur en kemikalie påverkar kroppen. Men eftersom vi alla är utsatta för kemiska blandningar kan dessa förfaranden vara av begränsad användning i den verkliga världen.

Utskottet föreslog att toxikologer införlivar verkliga blandningar i sina studier, för att ge mer relevant information om risken för människors hälsa.

Den större bilden

Denna rapport visar de utmaningar som gäller för toxikologi och miljöhälsa. Hur bra kan förebyggande och framväxande laboratorietekniker förutsäga negativa resultat hos människor?

Traditionella djurförsök brukar använda höga doser, vilket inte nödvändigtvis speglar den verkliga världen. Dessa studier kan vara ett viktigt första steg för att identifiera hälsorisker, men de kan inte exakt förutsäga hur eller på vilka nivåer kemikalierna påverkar människor. Utskottet noterade att mer relevanta doser och bättre modellering skulle kunna bidra till att mildra detta problem.

Framväxande hög genomströmningstestning tekniker användning cellbaserade metoder att upptäcka hur en kemikalie förändrar specifika molekylära eller cellulära aktiviteter. Dessa nyare metoder används alltmer vid toxikologisk testning. De har potential att snabbt identifiera skadliga kemikalier, men har ännu inte accepterats fullt ut av det vetenskapliga samfundet.

För dessa två fallstudier noterade utskottet att högprövningstester inte var särskilt användbara för att dra slutsatser om hälsoeffekter. Många av dessa studier är snävt inriktade - titta på till exempel bara en enda signalväg, utan att indikera en kemisk övergripande påverkan på en organism. Dessa metoder kan emellertid användas för att prioritera kemikalier för ytterligare djuptestning, eftersom aktivitet på en väg kan förutsäga att kemikalier kan orsaka skada.

Trots felaktigheterna i våra testmetoder finns det redan gott om bevis på lågdosseffekter från många kemikalier. EPA bör genomföra denna nya strategi för att effektivt identifiera och agera på problematiska hormonförstörande kemikalier. Endast genom sådana starka, vetenskapliga ansträngningar kan vi förebygga skadliga effekter från kemiska exponeringar - och låta alla leva de hälsosamma liv som de förtjänar.

Om författaren

Rachel Shaffer, doktorand, miljögiftning, University of Washington

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon