我们对孩子的大脑做什么?

数字是惊人的。 根据美国疾病控制和预防中心的数据,1.8与2006之间的2008数百万儿童在十年前被诊断出患有发育障碍。 在此期间,自闭症患病率几乎上升了300百分比,而注意缺陷多动障碍患病率则上升了33百分比。 CDC的数字也显示 10 15% 所有在美国出生的婴儿都有某种类型的神经发育障碍。 还有更多的神经系统疾病没有上升到临床诊断水平。

这不仅仅是美国。这种损害影响了全球数百万儿童。 南丹麦大学的Philippe Grandjean和哈佛大学TH公共卫生学院的Philippe Grandjean以及纽约西奈山伊坎医学院的Philip Landrigan(医生和该领域卓越的研究人员)都描述了这种情况作为“流行病”。

虽然早些时候和更加敏锐的诊断说明了一些有据可查的增加,但并没有解释所有这一切 Irva Hertz-Piccioto环境和职业健康教授,加州大学戴维斯分校心理研究所主任。 Grandjean和Landrigan将30的遗传因素归功于40病例的百分比。 但是,一个重要的,越来越多的研究表明,环境污染物的暴露与儿童神经紊乱的紊乱有关。

究竟是怎么回事? 我们能做些什么呢?

化学品和脑

一些化学品 - , 水银 例如有机磷农药,长期以来一直被认为是对儿童神经系统健康有长期影响的有毒物质,Simon Fraser大学健康科学教授Bruce Lanphear说。 尽管含铅涂料在美国已被禁用,但它仍然存在于许多家庭中,并在世界其他地方仍然使用。 即使这些用途是美国法律禁止的,儿童也可能受到玩具中使用的油漆,色素和金属铅的影响(请记住 托马斯坦克引擎),并通过污染的土壤或其他环境暴露以及从 其中铅用作软化剂的塑料. 水星 暴露源包括一些鱼类,空气污染和旧含汞温度计和恒温器。 虽然减少和消除这些风险的努力已经做了很多努力,但问题仍在继续,特别是因为我们现在认识到,可能会在极低的水平上发生不利影响。

但是科学家们现在也发现,室外空气中常见的化学物质,包括汽车尾气和细颗粒物质的成分,以及室内空气和消费品中的化学物质也会对产前的脑部发育产生不利影响。


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阻燃剂,塑料和个人护理产品中的化学品以及其他家用产品都属于Lanphear的名单,作为其神经发育效应关注的目标。

琳达·伯恩鲍姆,环境健康科学研究所和美国国家毒理学计划的主任说,这提示荷尔蒙的变化也越来越怀疑的化学物质有神经系统的影响。 在目前正在审查被称为已在座垫泡沫,电子等产品广泛应用于多溴二苯醚阻燃剂发生在生命的早期神经系统影响的化学品; 邻苯二甲酸酯,广泛用作增塑剂和合成香料; 聚碳酸酯塑料原料双酚A,俗称BPA; 全氟化合物,其应用包括抗污,防水,耐油脂涂料; 和各种农药。

精确的编舞

正如Grandjean和Landrigan所解释的那样,胎儿对环境化学品的保护作用不大,可以很容易地通过胎盘。 有体外研究证据表明,神经干细胞对神经毒性非常敏感在过去的30到40年间,科学家已经开始认识到,儿童和婴儿比成人更容易受到化学物质的暴露。 婴儿的大脑也容易受到这种污染。 在发育初期 - 产前和婴儿期 - 脑细胞很容易受到工业化学品和其他神经毒物的破坏。 这种干扰会影响大脑在结构和功能上的发展 - 导致持久的不良结果。

Grandjean说:“大脑对外部刺激非常敏感。

历史上,化学神经毒性在成年人中进行了检查 - 通常是通过高水平职业暴露的情况。 然而在过去的30到40年间,科学家已经开始认识到,儿童和婴儿比成年人更容易受到化学物质的暴露。 另外还发现,早期接触水平非常低可能会产生深远而持久的影响。

另一个重要的发现是,理解一个婴儿或小孩如何受到化学物质的暴露影响远不止是简单地计算一个身体较小的人的潜在影响。 发展阶段和曝光时机也必须加以考虑。 大脑发育的早期阶段涉及“非常精确的编舞”,解释说 弗雷德里卡·佩雷拉哥伦比亚大学邮件公共卫生学院环境健康科学教授。 她说:“在这个阶段任何能够破坏(大脑)化学反应的化学物质都是非常有害的。

例如,解释 德博拉Kurrasch在医学卡尔加里卡明大学医学院助理教授谁在大脑发育的早期阶段专门从事神经学研究, - 当细胞变成神经元 - “时机决定了目的地。”

Kurrasch最新研究BPA神经发育作用的结果说明了她的意思。 在一个 研究发表在1月份的2015上Kurrasch及其同事研究了BPA和一种常见的BPA替代物双酚S在神经发育中的作用。他们调查了如何暴露于BPA和BPS(与社区当地饮用水供应水平相当),可能影响神经发育。斑马鱼在一个阶段相当于人类怀孕的第二个三个月,当神经元正在形成和移动到大脑的正确位置。

很多人被他们的大脑发育影响审查化学品的出现与激素对大脑健康发展所必需的功能,干扰行动。“这是因为如果他们的巴士到他们需要在获取时,”Kurrasch说。 接触双酚A后BPS它是那样的话,解释Kurrasch,“两倍多的神经元有一个早班车上一半多了一晚总线上。”研究人员发现,这些风险似乎改变神经的发育 - 神经 - 中的方式,导致鱼类变得异常活跃。 这样的改变,由一个在这种情况下产生的“双酚A很有点”可能会造成永久性的影响,Kurrasch说。

许多受大脑发育影响的化学品 - BPA,邻苯二甲酸酯,全氟化合物,溴化阻燃剂和其中的各种杀虫剂 - 似乎干扰了健康大脑发育所必需的激素的功能。 其中包括甲状腺激素,调节涉及多种重要功能(包括生殖,睡眠,口渴,进食和青春期)的大脑部分。

在怀孕的头三个月,胎儿没有自己的甲状腺激素,说 Thomas Zoeller马萨诸塞州阿默斯特大学分子,细胞和发育内分泌学实验室主任。 如果环境中暴露于诸如多氯联苯或高氯酸盐之类的物质,会干扰母亲的甲状腺激素 - 例如可能因水污染而发生的 - 这可能反过来影响她的孩子处于大脑发育的关键阶段。

Zoeller说,在内分泌干扰性化学物质接触的情况下,另一个需要考虑的问题是,在美国,大部分育龄妇女都有一些碘缺乏症,可能会抑制它们的甲状腺激素。 虽然这些缺陷可能不会引起临床副作用,但它们可能足以损害胎儿的神经发育。 Zoeller说:“影响可能远远低于安全标准。 而且这类妇女可能受到环境影响,包括多溴二苯醚,多氯联苯,双酚A,各种农药,全氟化合物和 某些邻苯二甲酸酯.

在空气中的东西

特别是涉及怀疑损害儿童大脑发育的化学物质的来源是空气污染,这是各种化学物质和颗粒物质的复杂混合物。

越来越多的研究表明,空气中的污染物可以对早期的神经发育和behavior.Perera和同事微妙但显著影响最近调查暴露于多环芳烃,空气污染的化石燃料相关的组件之间的联系,并 多动症的发生 在9-year-olds。 他们的研究发现,怀孕期间暴露于高水平PAH的母亲患ADHD儿童的可能性比没有这种暴露的儿童多5倍。 虽然这项研究是第一个建立这种联系的研究,但是,越来越多的研究指出室外空气污染物(包括PAHs)与儿童大脑健康和发育的不利影响之间的联系。

综观空气污染对大脑健康的影响是比较新的解释 金伯利灰色,美国国立卫生研究院的健康科学管理员。 研究日益表明,空气污染物对早期神经发育和行为可能具有微妙而显着的影响,她说。 除了产前PAH暴露和脑功能受损之间的联系之外,研究人员还正在研究黑碳,挥发性有机化合物和细颗粒物质(包括空气污染的其他组分)之间的潜在联系,以及自闭症和智商降低等。

在一个 研究发表于12月份2014, Marc Weisskopf,哈佛大学公共卫生学院环境与职业流行病学副教授,及其同事研究了母亲暴露于高水平细颗粒物质(PM2.5,粒径为2.5微米或更小的颗粒)的儿童,特别是在孕晚期怀孕。 这项研究涉及超过美国各地的1,000参与者,这些研究发现这些儿童的自闭症患病率似乎是母亲只有低水平暴露的儿童的两倍。 暴露于更大的粒子 - 2.5和10微米之间(称为PM10)似乎并不会增加孤独症的风险。

近来环境暴露于发育性神经毒物的一个令人不安的事实是,接触的暴露程度如何,以及这种化合物的普遍性。“从流行病学的观点来看,这非常重要”,因为它“把焦点放在母亲的暴露上” Weisskopf说。 这也突出了时机和神经发育效应的重要性。 Weisskopf解释说,尽管许多其他因素可能导致自闭症,但这项研究强化了环境暴露可以发挥作用的建议。 看起来它是与这些影响相关的非常小的粒子增加了其他研究发现:当涉及到影响大脑发育的时候,看起来在数量上很小的东西可能“非常重要”,Weisskopf解释说。

广泛的曝光

作为格氏和兰德里根指出,有关环境暴露发育神经毒物干扰最近的实现之一是曝光如何普遍似乎是与这样的化合物的普及。 “更多的神经毒性的化学物质进入产品,”兰德里根说。

用作增塑剂的邻苯二甲酸盐(包括聚氯乙烯塑料)以及合成香料和许多个人护理产品,都是一类广泛使用的化学物质,对大脑发育有不利影响。 哥伦比亚大学邮寄公共卫生学院的研究人员最近发现,产前暴露于某些邻苯二甲酸酯水平较高的儿童的智商分数平均而言,6和8分低于产前暴露较低的儿童。 智商低下的儿童在工作记忆,感知推理和信息处理速度方面似乎也有困难。

“美国差不多每个人是暴露的。” - 罗宾WhyattThe邻苯二甲酸酯在这项研究中,被称为DNBP和DIBP检查,在许多家庭用品被使用,其中包括 化妆品和化妆品, 其中香波,指甲油,唇膏,毛发定型产品,肥皂,以及乙烯基织物和烘干机。 与智商下降在研究相关的污染水平发现,该CDC报告的范围内,其 全国健康和营养调查,全国正在进行生物监测化学暴露的评估。 研究合着者说:“美国的每个人都暴露无遗 罗宾·怀特哥伦比亚大学医学中心环境健康科学教授。

虽然这样的智商下降可能听起来很小, 帕姆因子理维克,该研究的主要作者和邮递学院的流行病学副教授指出,在人口或课堂层面,这意味着智力量表的高端儿童数量减少,而能力欠佳的儿童则越多。 “整个曲线向下移动,”她解释说。

美国健康儿童学习障碍协会项目主任Maureen Swanson说:“五到六个智商点可能听起来不多,但意味着更多需要特殊教育项目的儿童,少一些具有天赋的儿童。 NIEHS的Birnbaum说:“潜在的经济影响是巨大的。

压力因子

弗雷德里卡·佩雷拉(Frederica Perera)指出,什么促使儿童神经紊乱“非常复杂” 除了解决各种因素的挑战之外,对于化学物质的研究和管理,通常一次只看一种物质,人们同时接触到多种化学物质。 罗切斯特大学环境医学教授Deborah Cory-Slechta解释说,进一步增加大脑发育的这种复杂性是社会压力,“作用于大脑的相同部分”。 她和其他人正在发现越来越多的证据 非化学压力源 如母亲,家庭和社区窘迫可能会对早期大脑发育产生不利影响,无论是单独使用还是与神经毒性化学物质联用。

伯恩鲍姆说,化学物质与非化学压力源之间的这种明显的相互作用是“非常重要和非常重要的”。

流行病学研究,Cory-Slechta解释说,通常对于所谓的混杂因素是正确的 - 可能影响被测量状况的其他条件。 她说,许多研究显然不是模拟人类环境中正在发生的事情。“她和她的同事希望做的是”在动物研究中复制人类社会发生的事情“,特别是在最脆弱的社区不良的社会压力和最容易受到化学污染物,包括铅,农药和空气污染。

她说,铅和压力会影响大脑的同一部分,因此可以在生命的早期阶段起协同作用,以产生脑结构的永久变化。 这些变化可能会导致智商,学习和行为问题的降低。 假设我们想停止伤害我们孩子的大脑,我们该怎么办?

Cory-Slechta的实验室 目前正致力于在动物模型中复制压力和慢性剥夺的条件,这将反映贫困社区所经历的那些。 目的是更好地了解这些影响如何穿过胎盘并成为终身疾病的胎儿基础。 她和她的同事们正在研究暴露和神经发育之间的关联,以及影响发生的机制。

该怎么办?

假设我们想要停止伤害孩子的大脑,我们该如何进行?

一个重要的步骤是提高我们确定哪些化学品具有神经发育效应的能力。 伯恩鲍姆说,快速的筛选系统是理想的,因为有太多的化学物质,包括新发明的化学物质。 而 这样的程序 测试大量的化学物质迅速使用机器人技术已被美国国立卫生研究院,美国环保局和其他联邦机构共同推出的,还有数以万计的,可能是在使用,其中大部分都没有这些效果得到了充分的测试。

在减少现有暴露方面,可以通过消费者的选择避免某些化学品。 但这通常很难,因为许多这些物质 - 如收据上的BPA - 在不带成分标签的产品中使用。 其他方面,包括空气污染物,由于其无处不在或缺乏可用的替代品而变得更加困难。 而且,正如Maureen Swanson指出的那样,这种选择对于所有经济层面的人来说都不一定是可行的,这会引发环境正义问题。

Grandjean和Landrigan指出 化学调控的美制缺乏完整的上市前毒性测试要求,在主动化学品安全方面做得不好。 “未经测试的化学品不应被认为对大脑发育是安全的,因此现有用途的化学品和所有新化学品必须进行发育神经毒性测试,”他们在发表于 “柳叶刀”.

虽然有些神经毒性的来源似乎已经得到了充分的解决,但是还没有。 例如,在美国和其他地方通过政策和公共健康教育来减少铅暴露已经取得了相当大的进展。 然而,目前的理解是,实际上任何数量的铅暴露都可能造成损害,并且有害的暴露持续下去,特别是在仍然使用含铅油漆和汽油的国家。 在美国,CDC为铅预防项目提供资金 大幅减少 。

Cory-Slechta说,当保护敏感的精神发育的大脑时,目前用于评估化学风险和确定安全标准的措施不足。同时,世界各地的儿童 - 特别是在贫穷的国家 - 继续接触工业排放物中释放的危险神经毒物,废物场所和童工。 实例比比皆是,包括亚洲和非洲各地电子产品回收中释放的化学品暴露,采矿活动中的铅和汞,农业杀虫剂,以及受重金属污染的产品,包括食品和 糖果.

Cory-Slechta说,在保护敏感的精神发育的大脑方面,目前用来评估化学风险和制定安全标准的措施不够用。 她说:“应该是一级预防,但不是。

在许多环境健康倡导者认为美国联邦化学品管理规定不足的情况下,美国许多州最近都有这样的规定 通过了自己的法律 保护儿童免受有害的化学品暴露。 许多化学物质具有神经毒性作用,特别是重金属如镉,铅和汞。 尽管一些国家已经开始在立法中引入语言来保护孕妇免受化学危害,但是这种暴露的时机仍然没有得到很好的解决。

尽管我们现在知道的发育神经毒物很大,更多这样的风险似乎比以往要发生的。 而且似乎有研究人员认为,这些风险都采取收费对世界儿童的广泛协议。

Grandjean说:“对我来说,我们必须建立一个不同的系统来更好地保护未来的大脑。

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关于作者

伊丽莎白·格罗斯曼伊丽莎白·格罗斯曼(Elizabeth Grossman)是一位作家兼记者伊丽莎白·格罗斯曼(Elizabeth Grossman) 她是...的作者 追逐分子,高科技垃圾,流域 等书。 她的作品也出现在各种刊物,包括 科学美国人,耶鲁e360,华盛顿邮报, TheAtlantic.com,沙龙, 国家,琼斯妈妈

本书由笔者:

追逐分子:有毒产品,人类健康,伊丽莎白格罗斯曼的绿色化学的承诺。追逐分子:有毒产品,人类健康和绿色化学的承诺
由伊丽莎白格罗斯曼。

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