Цифри вражають. За даними американських Центрів з контролю та профілактики захворювань, приблизно в США на 1.8 мільйона дітей більше діагностовано відхилення у розвитку між 2006 і 2008 роками, ніж десятиліттям раніше. За цей час поширеність аутизму піднялася майже на 300 відсотків, тоді як поширеність розладу гіперактивності з дефіцитом уваги зросла на 33 відсотки. Цифри CDC також свідчать про це Від 10 до 15 відсотка з усіх немовлят, народжених у США, мають якийсь тип розладів нервово-поводничого розвитку. Ще більше страждають неврологічні розлади, які не піднімаються до рівня клінічного діагнозу.

І це не лише США. Такі порушення стосуються мільйонів дітей у всьому світі. Цифри настільки великі, що Філіп Гранджій з Університету Південної Данії та Гарвардської школи охорони здоров'я Т. Чана та Філіп Ландріган з Медичної школи Ікана на горі Синай у Нью-Йорку - і лікарі, і видатні дослідники в цій галузі - описують ситуацію як "пандемія".

Незважаючи на те, що більш ранній і більш ретельний діагноз обумовлює деякі задокументовані збільшення, він не пояснює всього цього, говорить Ірва Герц-Пікчіото, професор екології та гігієни праці та керівник Каліфорнійського університету в Девісі, Інститут розуму. Гранджіан та Ландріган зараховують генетичні фактори для 30-40 відсотків випадків. Але значний обсяг досліджень, що зростає, свідчить про те, що вплив забруднюючих речовин навколишнього середовища пов’язаний із тривожним зростанням неврологічних розладів у дітей.

Що саме відбувається? І що ми можемо з цим зробити?

Хімічні речовини та мозок

Деякі хімікати - вести, ртуть наприклад, фосфорорганічні пестициди - вже давно визнані токсичними речовинами, які можуть мати тривалий вплив на неврологічне здоров’я дітей, говорить Брюс Ланфір, професор наук з охорони здоров'я в Університеті Саймона Фрейзера. Хоча свинцева фарба в даний час заборонена в США, вона все ще присутня в багатьох будинках і залишається у використанні в інших країнах світу. Діти також можуть піддаватися впливу свинцю від фарб, барвників та металів, що використовуються в іграшках, хоча це використання заборонено законодавством США (пам’ятайте Томас танк двигуна), а також через забруднений грунт або інший вплив навколишнього середовища, а також від пластмаси, в яких свинець використовується як пом’якшувач. Меркурій Джерелами впливу є риба, забруднення повітря та старі ртутьмісні термометри та термостати. Незважаючи на те, що багато зусиль було спрямовано на зменшення та усунення цих впливів, занепокоєння продовжується, особливо тому, що ми зараз визнаємо, що несприятливі наслідки можуть виникати на виключно низьких рівнях.

Але вчені також зараз виявляють, що хімічні сполуки, поширені у зовнішньому повітрі, включаючи компоненти вихлопних газів автомобіля та дрібні тверді частинки, а також у повітрі всередині приміщень та споживчі товари також можуть негативно впливати на розвиток мозку, в тому числі до пренатального періоду.

Хімічні речовини, що містять антипірени, пластмаси та засоби особистої гігієни та інші побутові товари, є одними з цих списків Lanphear як об'єкти, що викликають занепокоєння через їхній нейророзвиток.

Лінда Бірнбаум, директор Національного інституту наук про здоров’я навколишнього середовища та Національної програми токсикології, все частіше підозрюють, що хімічні речовини, які спричиняють гормональні зміни, мають неврологічний ефект. Серед хімічних речовин, які зараз досліджуються на предмет неврологічних наслідків, що виникають на ранніх етапах життя, є антипірени, відомі як PBDE, які широко використовуються в оббивній піні, електроніці та інших продуктах; фталати, широко використовувані як пластифікатори та у синтетичних ароматизаторах; полікарбонатний пластиковий інгредієнт бісфенол А, відомий як BPA; перфторовані сполуки, застосування яких включає стійкі до плям, води та жиру покриття; та різні пестициди.

Точна хореографія

Як пояснюють Гранджіан та Ландріган, плід недостатньо захищений від хімічних речовин навколишнього середовища, які можуть легко пройти через плаценту. Існують дані досліджень in vitro, за якими вони кажуть, що нервові стовбурові клітини дуже чутливі до нейротоксичних речовин. За останні 30-40 років вчені почали визнавати, що діти та немовлята набагато вразливіші до хімічного впливу, ніж дорослі речовини. Мозок немовляти також вразливий до таких забруднень. На ранніх стадіях розвитку - пренатально та в дитинстві - клітини мозку легко пошкоджуються промисловими хімічними речовинами та іншими нейротоксикантами. Таке втручання може вплинути на те, як мозок розвивається структурно та функціонально - наслідки, що призводять до стійких несприятливих наслідків.

"Мозок настільки надзвичайно чутливий до зовнішньої стимуляції", - говорить Гранджін.

Історично склалося так, що хімічна нейротоксичність досліджувалась у дорослих - часто через випадки високого рівня професійного опромінення. Однак протягом останніх 30-40 років вчені почали визнавати, що діти та немовлята набагато вразливіші до хімічного впливу, ніж дорослі. Також було виявлено, що дуже низькі рівні опромінення на ранніх стадіях життя можуть мати глибокі та тривалі наслідки.

Іншим важливим відкриттям є те, що розуміння того, як на немовляту чи дитину впливає хімічний вплив, включає набагато більше, ніж просто розрахунок потенційного впливу на фізично меншу людину. Також слід враховувати стадію розвитку - і терміни впливу. Ранні стадії розвитку мозку передбачають "дуже точну хореографію", пояснює Фредеріка Перера, професор наук про навколишнє середовище в Колумбійському університеті Школи громадського здоров'я. "Будь-яка хімічна речовина, яка може порушити хімію мозку на даному етапі, може бути дуже шкідливою", - каже вона.

Наприклад, пояснює Дебора Курраш, доцент кафедри медицини Каммінг-університету Калгарі, який спеціалізується на неврологічних дослідженнях, на ранніх стадіях розвитку мозку - коли клітини стають нейронами - "час визначає призначення".

Результати останнього дослідження Курраша, що досліджує вплив BPA на нервовий розвиток, ілюструють, що вона має на увазі. В дослідження, опубліковане у січні 2015 року, Кураш та його колеги вивчали вплив на нейророзвиток BPA та звичайного замінника BPA, бісфенолу S. Зокрема, вони досліджували, як вплив BPA та BPS - на рівнях, порівнянних із тими, що присутні в місцевій питній воді її громади - може вплинути на розвиток нейронів даніо на етапі, порівнянному з другим триместром вагітності людини, коли нейрони формуються і рухаються до правильного місця в мозку.

Багато хімічних речовин, що перебувають під контролем щодо їх впливу на розвиток мозку, здається, впливають на функцію гормонів, необхідних для здорового розвитку мозку. "Це ніби вони сідають в автобус туди, де їм потрібно бути", - говорить Кураш. Після впливу BPA і BPS було ніби, пояснює Курраш, "вдвічі більше нейронів потрапило на ранній автобус і вдвічі менше - на пізній автобус". Дослідники виявили, що ці впливи змінили розвиток нервів - нейрогенез - таким чином, що риби стали гіперактивними. Така зміна, спричинена в даному випадку "дуже невеликою кількістю BPA", може призвести до постійних наслідків, говорить Курраш.

Багато хімічних речовин, що перебувають під пильним впливом на розвиток мозку, - BPA, фталати, перфторовані сполуки, бромовані антипірени та різні пестициди, - виявляється, впливаючи на функцію гормонів, необхідних для здорового розвитку мозку. Серед них гормони щитовидної залози, які регулюють частину мозку, яка бере участь у різноманітних життєво важливих функціях, включаючи розмноження, сон, спрагу, прийом їжі та статеве дозрівання.

Протягом першого триместру вагітності плід не виробляє власний гормон щитовидної залози Томас Цоллер, директор лабораторії молекулярної, клітинної та розвивальної ендокринології в Університеті штату Массачусетс Амхерст. Якщо вплив навколишнього середовища на такі речовини, як поліхлорований біфеніл або перхлорат, перешкоджає роботі гормонів щитовидної залози матері в цей період - як, наприклад, це може статися через забруднення води - це може, в свою чергу, вплинути на її дитину на критичній стадії розвитку мозку.

Ще одне, що слід врахувати в контексті впливу хімічних речовин, що порушують роботу ендокринної системи, зазначає Цоллер, - значна частина жінок дітородного віку в США має певний дефіцит йоду, що може пригнічувати їх гормони щитовидної залози. Хоча ці недоліки можуть не спричиняти клінічно несприятливих наслідків, вони можуть бути достатніми для погіршення нейророзвитку плода. "Вплив може відбуватися на рівнях, що значно нижчі за стандарти безпеки", - каже Цоллер. І існує дуже багато хімічних речовин, яким такі жінки можуть піддаватися впливу навколишнього середовища з потенційним впливом на гормони щитовидної залози, серед них PBDE, PCB, BPA, різні пестициди, перфторовані сполуки та певні фталати.

Щось в повітрі

Одним із джерел впливу хімічних речовин, які, як підозрюється, шкодить розвитку мозку дітей, є забруднення повітря, яке є складною сумішшю різних хімічних речовин та твердих частинок.

Дослідження дедалі більше припускають, що забруднюючі речовини, що потрапляють у повітря, можуть мати незначний, але значний вплив на ранній неврологічний розвиток та поведінку. Нещодавно Перера та його колеги досліджували зв’язок між впливом поліциклічних ароматичних вуглеводнів, компонентів забруднення повітря, пов’язаних із викопним паливом, частота розвитку СДУГ у 9-річних. Їх дослідження показало, що матері, які піддавались високому рівню ПАГ під час вагітності, мали вп’ятеро більше шансів мати дітей з СДУГ і мати дітей з більш серйозними симптомами СДУГ, ніж ті, хто не мав такого впливу. Незважаючи на те, що це дослідження першим встановило такий зв'язок, воно приєднується до зростаючого обсягу досліджень, що вказують на зв'язки між забруднювачами зовнішнього повітря, включаючи ПАУ, та несприятливим впливом на здоров'я та розвиток мозку дітей.

Пояснення впливу забруднення повітря на здоров'я мозку є відносно новим, пояснює Кімберлі Грей, адміністратор наук про здоров'я в Національному інституті охорони здоров’я. Дослідження дедалі більше припускають, що забруднення, що потрапляють у повітря, можуть мати незначний, але значний вплив на ранній неврологічний розвиток та поведінку, каже вона. Окрім зв’язків між пренатальним впливом ПАУ та порушенням функції мозку, дослідники також зараз досліджують потенційні зв’язки між вуглецем, леткими органічними сполуками та дрібними твердими частинками - серед інших компонентів забруднення повітря - та порушеннями, такими як аутизм та знижений рівень IQ.

В дослідження, опубліковане в грудні 2014 року, Марк Вайскопф, Доцент кафедри охорони здоров’я Гарвардського університету імені Т. Чана з екологічної та професійної епідеміології та його колеги розглядали дітей, матері яких зазнали високого рівня дрібних твердих частинок (ТЧ2.5, частинки діаметром 2.5 мкм або менше), особливо під час третього триместр вагітності. У дослідженні, в якому взяли участь більше 1,000 учасників, що проживають по всій території США, було виявлено, що у цих дітей, як видається, удвічі частіше діагностують аутизм, ніж у дітей, матері яких мали лише низький рівень такого опромінення. Вплив більших частинок - від 2.5 до 10 мкм (що називається РМ10) - не було пов'язано зі збільшенням ризику аутизму.

Одним із тривожних недавніх досягнень щодо впливу навколишнього середовища нейротоксикантів, що розвиваються, є те, наскільки широко розповсюдженим є вплив і повсюдність таких сполук. "Це дуже важливо з епідеміологічної точки зору", оскільки "ставить центр уваги на вплив матері". - каже Вайскопф. Він також наголошує на важливості термінів та ефектів нейророзвитку. Хоча багато інших факторів можуть сприяти аутизму, пояснює Вайскопф, це дослідження підсилює припущення, що вплив навколишнього середовища може зіграти свою роль. Здається, що саме ці дрібні частинки пов'язані з цими ефектами, додає того, що знаходять інші дослідження: Те, що може здатися кількісно дрібним, може бути "досить важливим", коли йдеться про вплив на розвиток мозку, пояснює Вайскопф.

Широко поширений вплив

Як зазначають Гранджіан та Ландріган, одним із тривожних останніх досягнень, що стосуються впливу навколишнього середовища нейротоксикантів у розвитку, є те, наскільки широко розповсюдженим є вплив і повсюдність таких сполук. "Більше нейротоксичних хімічних речовин потрапляє у продукти", - говорить Ландріган.

Фталати, які використовуються як пластифікатори - в тому числі в полівінілхлоридних пластиках - і в синтетичних ароматизаторах та численних засобах особистої гігієни, складають одну категорію широко використовуваних хімічних речовин, які, як видається, мають негативний вплив на розвиток мозку. Нещодавно дослідники Школи громадського здоров’я Мейлмена при Колумбійському університеті виявили, що діти, які піддавались пренатальному підвищенню рівня певних фталатів, мали показники IQ, які в середньому були на 6–8 балів нижчі, ніж у дітей з нижчим рівнем пренатального впливу. Діти зі зниженим рівнем IQ також мали проблеми з робочою пам’яттю, сприйняттям аргументів та швидкістю обробки інформації.

"Майже всі в США викриті". - Робін Уайатт Фталати, розглянуті в цьому дослідженні, відомі як DnBP і DiBP, використовуються в численних побутових продуктах, в тому числі туалетно-косметичні засоби та косметика, серед них шампунь, лак для нігтів, помада, засоби для укладання волосся та мило, а також вінілові тканини та сушарки. Рівні експозиції, пов'язані зі зниженим коефіцієнтом інтелекту в дослідженні, знаходяться в межах діапазону, який, за повідомленнями CDC, виявлено у ньому Національне опитування охорони здоров'я та харчування, загальнодержавна оцінка біомоніторингу хімічного впливу. "Практично всі в США піддаються", - каже співавтор дослідження Робін Уатт, професор наук про навколишнє середовище в Медичному центрі Колумбійського університету.

Хоча таке падіння IQ може здатися невеликим, Пам Фактор-Литвак, провідний автор дослідження та доцент епідеміології Школи Мейлмана, зазначає, що на рівні населення - або в класі - це означає меншу кількість дітей на високому рівні шкали інтелекту та більше на менш здатних. "Вся крива зміщується вниз", - пояснює вона.

"П'ять-шість балів IQ можуть здаватися не такими вже й великими, але це означає, що більше дітей потребують спеціальних освітніх програм, а менше обдарованих", - каже Морін Суонсон, директор Американської асоціації "Здорові діти". "Потенційний економічний вплив величезний", - говорить Бірнбаум з NIEHS.

Фактор стресу

Що викликає неврологічні розлади у дітей, це "дуже складно", зазначає Фредеріка Перера. Додача до розв’язування різних факторів, що сприяють, полягає в тому, що, хоча дослідження хімічних речовин та регулювання хімічних речовин, як правило, розглядають одну речовину за раз, люди одночасно піддаються дії багатьох хімічних речовин. Додатковості, що стосується розвитку мозку, ще більше додають соціальні стреси, які "діють на одну і ту ж частину області мозку", пояснює професор екологічної медицини Рочестерського університету Дебора Кори-Слехта. Вона та інші знаходять все більше доказів цього нехімічні стресові фактори такі як страждання матері, сім'ї та громади можуть спричинити несприятливі наслідки для раннього розвитку мозку як самі по собі, так і в поєднанні з нейротоксичними хімічними речовинами.

Бірнбаум каже, що ця очевидна взаємодія між хімічними речовинами та нехімічними стресовими факторами є "дуже стурбованою і дуже важливою".

Епідеміологічні дослідження, Пояснює Кори-Слехта, як правило, правильний для так званих факторів, що змішують - інші умови, які можуть вплинути на стан, що вимірюється. За її словами, багато досліджень "явно не моделюють, що відбувається в людському середовищі". Що вона та її колеги сподіваються зробити, це "відтворити в дослідженнях на тваринах те, що відбувається в людських спільнотах", особливо в громадах, які є найбільш вразливими до несприятливих соціальних стресових ситуацій і найбільш схильні до хімічних забруднень, включаючи свинець, пестициди та забруднення повітря.

Свинець і стрес впливають на одну і ту ж частину мозку, за її словами, і тому можуть діяти синергетично дуже рано в житті, виробляючи постійні зміни в структурі мозку. Ці зміни можуть призвести до зниження IQ, проблем із навчанням та поведінкою. Якщо припустити, що ми хочемо припинити шкодити мозку наших дітей, як нам діяти далі?

Лабораторія Кори-Слехта зараз працює над тиражуванням умов стресу та хронічної депривації на тваринних моделях, які б відображали ті, що відчувають громади бідності. Мета полягає в тому, щоб краще зрозуміти, як ці наслідки перетинають плаценту і стають плодовою основою розладів протягом усього життя. Вона та її колеги досліджують не тільки зв'язки між опроміненнями та нейророзвитком, але й механізми, за допомогою яких виникають ефекти.

Що робити?

Якщо припустити, що ми хочемо припинити шкодити мозку наших дітей, як нам діяти далі?

Важливим кроком є ​​покращення нашої здатності визначати, які хімічні речовини мають нервово-розвитку. Система швидкого скринінгу була б ідеальною, каже Бірнбаум, оскільки існує дуже багато хімічних речовин - у тому числі нещодавно винайдених -, яким люди піддаються. Поки така програма для швидкого тестування великої кількості хімічних речовин за допомогою робототехніки було розпочато NIH, EPA та іншими федеральними агентствами, які можуть використовуватися десятки тисяч, більшість з яких не були повністю перевірені на ці ефекти.

Що стосується зменшення існуючого впливу, деяких хімічних речовин можна уникнути за допомогою споживчого вибору. Але це часто важко, враховуючи, що багато з цих речовин використовуються - як BPA у квитанціях - у продуктах, які не мають маркування інгредієнтів. Інші, включаючи забруднювачі повітря, набагато складніші, враховуючи їх повсюдність або відсутність альтернативних варіантів. І, як зазначає Морін Суонсон, такий вибір не обов'язково здійсненний для людей на всіх економічних рівнях, що порушує питання екологічної справедливості.

Гранджіан та Ландріган зазначають, що Система хімічного регулювання США, якому бракує вимог до повного випробовування токсичності на передпродажному ринку, не надто добре спрацьовує щодо проактивної хімічної безпеки. "Неперевірені хімічні речовини не слід вважати безпечними для розвитку мозку, а тому хімічні речовини, що використовуються в даний час, і всі нові хімічні речовини повинні перевірятися на нейротоксичність для розвитку", - написали вони у статті, опублікованій у The Lancet.

Хоча деякі джерела нейротоксичності можуть здаватися належним чином розглянуті, вони цього не робили. Наприклад, було досягнуто значного прогресу у зменшенні впливу свинцю через політику та освіту в галузі охорони здоров'я в США та інших країнах. Однак сучасне розуміння полягає в тому, що практично будь-яка кількість свинцевого впливу може завдати шкоди, і шкідливий вплив продовжується - особливо в країнах, де все ще використовуються свинцеві фарби та бензин. А в США фінансування CDC на програми профілактики свинцю було різко зменшено В 2012.

Що стосується захисту надзвичайно чутливого мозку, що розвивається, то в даний час заходи, що застосовуються для оцінки хімічного ризику та встановлення стандартів безпеки, не дотримуються, каже Корі-Слехта. Тим часом діти у всьому світі - особливо в менш забезпечених країнах - продовжувати піддаватися дії небезпечних нейротоксикантів, що виділяються в результаті промислових викидів, з місць сміття та через дитячу працю. Прикладів безліч і включає вплив хімічних речовин, що виділяються при переробці електроніки в різних місцях в Азії та Африці, свинцю та ртуті від гірничодобувної діяльності, сільськогосподарським пестицидам, продуктам, забрудненим важкими металами, включаючи їжу та цукерки.

Що стосується захисту надзвичайно чутливого мозку, що розвивається, то в даний час заходи, що застосовуються для оцінки хімічного ризику та встановлення стандартів безпеки, не дотримуються, каже Корі-Слехта. "Йдеться про первинну профілактику, але це не так", - каже вона.

За відсутності того, що, на думку багатьох захисників охорони навколишнього природного середовища, є адекватним федеральному регулюванню хімікатів США, останнім часом багато окремих штатів США прийняли власні закони для захисту дітей від шкідливого впливу хімічних речовин. Багато звертаються до хімічних речовин з нейротоксичним ефектом, особливо до важких металів, таких як кадмій, свинець та ртуть. І навіть незважаючи на те, що деякі штати починають включати мову у своє законодавство для захисту вагітних жінок від хімічних небезпек, цей час впливу залишається в основному без розгляду.

Хоча зараз ми знаємо багато про нейротоксиканти, що розвиваються, подібних впливів, здається, трапляється більше, ніж будь-коли раніше. І, як видається, серед дослідників існує широка згода у тому, що ці дії впливають на дітей світу.

"Для мене абсолютно зрозуміло, що ми повинні створити іншу систему, щоб краще захистити мозок майбутнього", - говорить Гранджіан.

Ця стаття спочатку з'явилася на Ensia

Про автора

Елізабет Гроссман - автор та журналіст Елізабет Гроссман - незалежна журналістка та письменниця, яка спеціалізується на екологічних та наукових питаннях. Вона є автором Гониться за молекулами, високотехнологічним сміттям, вододілом та інші книги. Її роботи також з’явились у різноманітних публікаціях, у тому числі Науковий американець, Yale e360, Вашингтон Пост, TheAtlantic.com, Салон, Нація, та Мати Джонс.

Книга цього автора:

Переслідування молекул: отруйні продукти, здоров'я людини та обіцянка зеленої хімії
Елізабет Гроссман.

Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.