In utero exponering för flamskyddsmedel resulterar i förändrad hjärnutveckling hos nyfödda råttor

In utero exponering för flamskyddsmedel resulterar i förändrad hjärnutveckling hos nyfödda råttor

En ny studie från North Carolina State University visar att exponering för det flamskyddsmedel FireMaster® 550 (FM 550) eller dess individuella bromerade (BFR) eller organofosfatester (OPFR) komponenter i livmodern resulterade i förändrad hjärnutveckling hos nyfödda råttor. Effekterna - särskilt bevis på mitokondriell dysfunktion och dysreglerade kolin- och triglyceridnivåer i hjärnvävnad - var större hos manliga avkommor än hos kvinnor. Arbetet lägger till bevisen för att både OPFR och BFR kan vara neurotoxiska.

FM 550 är en flamskyddsblandning som först identifierades för ett decennium sedan. Den designades för att ersätta PBDE, en klass av flamskyddsmedel som håller på att fasas ut av säkerhetsskäl.

Medan vissa nya flamskyddsmedelsblandningar fortfarande innehåller BFR, är OPFR en populär ersättning för PBDE eftersom man tror att OPFR inte ackumuleras i kroppen och därför inte kan vara lika skadliga. I synnerhet antogs det att OPFR inte skulle påverka acetylkolinesteras – en viktig signalsubstans. Men det ser ut som att OPFR fortfarande påverkar kolinsignaleringen och är lika dåliga, om inte värre, för den utvecklande hjärnan som PBDE.

Heather Patisaul, biträdande dekan för forskning vid NC State College of Sciences och motsvarande författare till studien

Patisaul och hennes kollegor genomförde transkriptomiska och lipidomiska studier på prefrontala cortex hos nyfödda råttor vars mödrar exponerades för FM550 eller individuellt för BFR- eller OPFR-element under graviditeten.

"Att få genetisk information från transkriptomik är vad forskare vanligtvis gör för att avslöja potentiella samband mellan toxicitet och hälsoeffekter", säger Patisaul. "I det här fallet ville vi också se om lipid- eller fettsammansättningen i hjärnan förändrades - våra hjärnor är i huvudsak fettbollar, och lipidomik kan avslöja hur exponering kan påverka hjärnan i dess tidigaste utvecklingsstadier."

Både transkriptomiska och lipidomiska analyser visade tecken på mitokondriell störning, även om störningen var mer uttalad hos avkomman som exponerades för OPFR. Mitokondrier finns i nästan varje cell och fungerar som cellulär energigenerator, och spelar en viktig roll i cellulär andning.

Neurovetenskap e-bok

Sammanställning av de bästa intervjuerna, artiklarna och nyheterna från det senaste året. Ladda ner en kopia idag

Transkriptomanalys avslöjade störningar av cellulära respirationsgener associerade med neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers och ALS, medan lipidomics indikerade störda kolin- och triglyceridnivåer i hjärnan.

Hos män som exponerats för OPFR var gener associerade med axonvägledning och kolinsignalering också dysregulerade. Axonvägledning är den process genom vilken neuroner gör de rätta anslutningarna under neural utveckling. Kolin är en föregångare till signalsubstansen acetylkolin, som påverkar kritiska aspekter av neuronal funktion och neuronal signalering.

"Eftersom så många förändrade gener är involverade i andning och kolin, finns det oro för att dessa FR påverkar grundläggande autonoma funktioner och kognition", säger Patisaul. "Så summan är att exponering för BFR och OPFR stör både neuronal signalering och cellers förmåga att producera och använda energi på rätt sätt."

Forskarna fann också att manliga avkommor var mer påverkade än honor.

"I tidigare råttstudier fann vi att OPFR-nivåerna är högre i moderkakor fästa vid hanar än honor", säger Patisaul. "Så denna skillnad i exponering kan vara anledningen till att vi ser olika och allvarligare effekter hos män.

"Det viktiga budskapet här är att antagandet att OPFR är säkrare än andra FR är förmodligen felaktigt. Både OPFR och BFR kan störa utvecklingen och funktion av den kortikala. Och det faktum att dessa kemikalier är detekterbara i moderkakan gör att de inte bryts ner tillräckligt snabbt för att inte orsaka skada."

Arbetet visas i ett specialnummer av Neuroendocrinology och stöddes av National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) och Environmental Protection Agency. Den första författaren är Shannah Witchey, en före detta postdoktor vid NC State. största oro.

Källa:

North Carolina State University

Hänvisning:

Witchey, SK, et al. (2022) Effekterna av graviditetsexponering av FireMaster 550 (FM 550) på den neonatala cortex är könsspecifika och till stor del hänförliga till organofosfatestrar. Neuroendokrinologi. doi.org/10.1159/000526959.

.