Teflon-kemikaaleja aivoissa − ei niin puhdas alku elämään

Karoliinisen instituutin tutkimusryhmä on löytänyt PFAS-kemikaaleja (perfluoratut alkyyliyhdisteet) ihmisen sikiöiden kudoksista¹. Tutkimuksen kohteena ovat ympäristön kemikaalit ja naisen lisääntymisterveys. Suurin osa käynnissä olevista tutkimushankkeista käsittelee altistusten kartoitusta.

Mitä teollisuuskemikaaleja löytyy lisääntymisiässä olevien naisten verenkierrosta? Mitkä kemikaalit kulkeutuvat munasarjoihin ja tulevat suoraan kosketukseen kypsyvien munasolujen kanssa? Entä pääsevätkö nämä kemikaalit istukan läpi kehittyvän sikiön kudoksiin?

Sikiöiden kemikaalialtistusta tutkittiin yhteistyössä Karoliinisen yliopistosairaalan perinataalipatologian yksikön kanssa, joka käsittelee sikiökudoksia osana kohtukuolemien kuolinsyytutkimuksia. Kuuden eri PFAS-kemikaalin pitoisuudet mitattiin äitien verenkierrossa, istukassa sekä sikiön eri kudoksissa. Tulokset yhdistettiin tanskalaisten kollegoiden aikaisemmin julkaisemiin havaintoihin, mistä syntyi 78 raskauden aineisto, joka kattoi kaikki raskauskolmannekset.

Kaikki kuusi PFAS-yhdistettä esiintyivät yleisesti näytteissä. PFOA- (perfluoro-oktaanihappo) ja (PFOS) (perfluoro-oktaanisulfonaatti) -pitoisuudet olivat mitatuista yhdisteistä (PFOS, PFOA, PFNA, PFDA, PFUnA, PFHxS) korkeimmat, ja niiden havaittiin kertyvän istukkaan raskauden aikana.

Kaikki tutkitut PFAS-kemikaalit kulkeutuivat istukan läpi ja olivat mitattavissa eri sikiökudoksissa koko raskauden ajan. PFAS-kemikaalit kerääntyivät erityisesti sikiön maksaan ja keuhkoihin, mutta niitä tavattiin myös sydämessä, aivoissa ja rasvakudoksessa.

Sikiön sukupuolella havaittiin olevan vaikutusta PFAS-kemikaalien kertymiseen: pojilla tavattiin hieman korkeampia pitoisuuksia kuin tytöillä. Vastaavia havaintoja on tehty myös aikuisilla. Väestötason tutkimusten mukaan miehillä on yleensä korkeammat PFAS-pitoisuudet verenkierrossa kuin naisilla. Sukupuoli vaikuttaa myös haittavaikutuksiin. Esimerkiksi PFAS-kemikaalien yhteys kilpirauhashäiriöihin on voimakkaampi naisilla.

Teollisuuskemikaalien haittavaikutukset

Kemikaaleja valmistavan DuPontin ja heidän alihankkijansa 3M:n omissa eläinkokeissa PFOA:n huomattiin aiheuttavan syöpää, immuunijärjestelmän häiriöitä ja kehitysvammoja. Korkeimpien altistusryhmien eläimet kuolivat.

DuPontin tehtaalta jätteitä ohjattiin suoraan vesistöihin ja kaatopaikoille. Ne saastuttivat ympäristöä. Lähes 70 000 alueella asuvan aineistossa havaittiin, että PFAS-altistus on todennäköisesti yhteydessä korkeaan kolesteroliin, haavaiseen paksusuolen tulehdukseen, kilpirauhassairauksiin, kivessyöpään, munuaissyöpään ja raskausmyrkytyksiin². Tässä tutkimuksessa altistuneen populaation veren PFOA- ja PFOS-pitoisuudet olivat keskimäärin 83 ja 23 ng/ml.

Ruotsissa armeijan palontorjuntaharjoitusten saastuttamalla Ronnebyn alueella altistuneen väestön veren PFOA- ja PFOS-seerumipitoisuudet ovat keskimäärin 21 ja 387 ng/ml, kun saastumattomilla alueilla väestökeskiarvot ovat tyypillisesti selvästi alle 5 ng/ml. Ronnebyn asukkaat ovat nostaneet ryhmäkanteen kunnan juomavedenjakelijaa vastaan, ja sitä käsitellään tulevan syksyn aikana Blekingen käräjäoikeudessa.

Muita PFAS-kemikaaleihin yhdistettyjä haittavaikutuksia ovat hormonaaliset haittavaikutukset (mm. kilpirauhanen), rasva-aineenvaihdunnan häiriöt (korkea kolesteroli), korkea verenpaine, heikentynyt immunisaatio lapsilla rokotusten yhteydessä, alentunut syntymäpaino ja hedelmättömyys. Yhteyksiä hermoston kehityshäiriöihin kartoitetaan.

EFSAn turvallisen altistuksen raja-arvot

Vuonna 2008 Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto EFSA määritti turvallisen altistuksen rajaksi 150 ng/kg (PFOS) ja 1500 ng/kg (PFOA) päivässä. Tämän riskinarvioinnin pohjana toimivat eläinkokeet.

Ruotsin elintarvikeviranomainen määritti tämän pohjata suosituksia turvalliselle juomavedelle: veden tulee sisältää alle 90 ng/l PFAS-kemikaaleja. Tämän rajan ylittyminen vaatii toimenpiteitä. Jos vesi sisältää yli 900 ng/l, ei se sovi juotavaksi. Samantyyppisiä suosituksia on käytössä muun muassa Yhdysvalloissa, jossa ympäristönsuojeluvirasto on ehdottanut turvallisen juomaveden rajaksi 70 ng/L.

EFSA uusi riskinarviointinsa vuonna 2018. Tällä kertaa aineistona käytettiin väestötason tutkimuksia, joiden perusteella kriittisiksi haittavaikutuksiksi valittiin alentunut immuunivaste rokotuksiin lapsilla ja korkea seerumin kolesteroli aikuisilla.

Uusi riskinarviointi johti historian suurimpaan muutokseen: uudet ehdotukset turvalliseksi päivittäiseksi altistukseksi ovat 2 ng/kg (PFOS) ja 1 ng/kg (PFOA). EFSA arvioi, että näillä altistustasoilla on mahdollista suojella koko väestöä myös pienentyneeltä syntymäpainolta ja maksavaurioilta.

Jos turvallisen juomaveden raja-arvoja lasketaan yhtä paljon, pitää Ruotsissa järjestellä juomavesien lähteet uudelleen. Ruotsin ympäristöviranomaisen vuonna 2015 teettämän kartoituksen mukaan 98 prosenttia maan pintavesistä ja 73 prosenttia pohjavesistä sisältää PFAS-kemikaaleja, ja 300 000 ruotsalaisen arvioitiin kuluttaneen turvalliset raja-arvot ylittävää (>90 ng/l) juomavettä³.

Kemikaalien säätely perustuu monimutkaiseen hyötyjen ja haittojen arviointiin, mukaan lukien taloudelliset vaikutukset. Etenkin pandemia-aikana sopii pohtia, miten paljon haittaa alentuneesta immuunivasteesta voi olla?

Viitteet

¹ Mamsen ym. 2019. Concentrations of perfluoroalkyl substances (PFASs) in human embryonic and fetal organs from first, second, and third trimester pregnancies. Environ Int. Mar;124:482-492.

² C8 Science Panel -asiantuntijaryhmän raportti C8 Probable Links Reports. 2011−2012. Ryhmä selvitti PFOA-altistuksen haittavaikutuksia Yhdysvalloissa korkeasti altistuneessa Länsi-Virginian väestössä. Selvitykset tehtiin osana DuPontia vastaan nostetun joukkokanteen sovittelua. c8sciencepanel.org

³ Naturvårdsverket rapport 6709. 2016. Högfluorerade ämnen (PFAS) och bekämpningsmedel. En sammantagen bild av förekomsten i miljön.

************************

PFAS-kemikaalit

• PFAS-kemikaalit ovat noin 4 700 yhdisteen ryhmä pysyviä orgaanisia, keinotekoisia yhdisteitä, jotka muodostuvat pääasiassa hiilestä ja fluorista.
• Hiili-fluori sidos on kestävimpiä tunnettuja kemiallisia sidoksia. PFAS-kemikaaleista eivät hajoa luonnossa tai elimistössä.
• Kestävyyden sekä likaa ja vettä hylkivien ominaisuuksien takia PFAS-kemikaaleja käytetään yleisesti kuluttajatuotteissa ja teollisuuden sovelluksissa, mm. ruokapakkauksissa, kosmetiikassa, tekstiileissä, kengissä, elektroniikassa, ruuanlaittovälineissä, sairaalamuoveissa ja sammutusvaahdoissa.
• Erittäin korkeita pitoisuuksia tavataan alueilla, joilla PFAS-kemikaaleja on tuotettu tai käytetty vuosikymmenien ajan (armeijan harjoitusalueet, lentokentät).
• Kontaminoituneen maaperän ja vesien saneeraus on erittäin kallista ja nykykeinoin käytännössä mahdotonta
• PFOS ja PFOA on listattu Tukholman yleissopimukseen myrkyllisten ja kertyvien ominaisuuksiensa takia, ja PFHxS:n lisäystä suunnitellaan. PFOS:n ja PFOA:n käyttöä on rajoitettu EU:n alueella, ja useiden muiden PFAS-kemikaalien rajoituksia suunnitellaan.
• Juomavesien saastuminen PFAS-kemikaaleilla on johtanut ryhmäkanteisiin ja oikeudenkäyteihin mm. USA:ssa (Länsi-Virginia) ja Ruotsissa (Ronneby)

Lisätietoja:

ki.se/en/clintec/research-group-chemicals-and-female-fertility

thl.fi/fi/web/ymparistoterveys/ymparistomyrkyt/fluoratut-yhdisteet

kemi.se/kemiska-amnen-och-material/hogfluorerade-amnen-pfas

eea.europa.eu/themes/human/chemicals/emerging-chemical-risks-in-europe

**************

Kommentti:

Karu totuus teollisuuskemikaalien leviämisestä

Kesällä elokuvateattereihin tuli amerikkalainen elokuva Dark Waters (Peitelty totuus), joka kertoo kemikaalijätti DuPontin tuottamista fluoratuista kemikaaleista, niiden aiheuttamista laajoista ympäristötuhoista, terveyshaitoista ja ryhmäkanteesta, joka johti vahingonkorvauksiin sekä koko yrityksen uudelleenjärjestelyyn.

DuPont käytti tuotteissaan perfluorattuja alkyyliyhdisteitä (nk. PFAS-kemikaalit) yli puoli vuosisataa, vaikka yrityksen omat ja alihankkija 3M:n tekemät eläinkokeet ja omien työntekijöiden terveystarkastukset viittasivat alusta alkaen terveyshaittoihin.

Alunperin PFAS-kemikaalit keksittiin sattumalta, kun DuPontin kemistit tutkivat CFC-yhdisteitä eli freoneja, joiden laaja käyttö muun muassa jääkaapeissa myöhemmin johti otsonikatoon. PFAS-kemikaalien huomattiin nopeasti omaavan useita houkuttelevia ominaisuuksia. Ne olivat vettä ja rasvaa hylkiviä, pinta-aktiivisia ja samalla erityisen kestäviä.

Vuosien saatossa PFAS-kemikaalit ovat löytäneet tiensä useisiin teollisuuden käyttötarkoituksiin ja kuluttajatuotteisiin. Niitä käytetään laajasti palonestoaineina ja pintakäsittelyaineina tekstiileissä, muoveissa, elintarvikepakkauksissa ja keittoastioissa, sähköeristeenä elektroniikassa, luistoaineena suksivoiteissa, ja lisäaineina (sairaala)muoveissa, kosmetiikassa ja sammutusvaahdoissa. Tunnetuimpia tuotenimiä lienevät DuPontin 1940-luvulla patentoima Teflon, jonka valmistuksessa käytettiin perfluorioktaanihappoa (PFOA), sekä GoreTex ja Scotchgard.

Valmistajat eivät tuoneet havaintojaan PFOA:n haittavaikutuksista suuren yleisön tietoisuuteen, vaan lisäsivät fluorattujen kemikaalien tuotantoaan miljardibisnekseksi ja aiheuittivat samalla maailmanlaajuisen ympäristön ja eliöiden saastumisen kemikaaleilla, jotka eivät nykytiedon mukaan hajoa koskaan.

PFAS-kemikaalien haitallisuus on noussut esiin kuluneiden vuosien aikana oikeusjuttujen sekä Dark Waters -elokuvan ansiosta. PFOS ja PFOA on lisätty Tukholman yhteissopimukseen (Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants). Se tarkoittaa maailmanlaajuista käytön rajoitusta, ja useita uusia rajoituksia valmistellaan EU:n alueella.

PFAS-kemikaalien tuotanto onkin siirtynyt pääasiassa Aasiaan. Kemianteollisuus pyrkii korvaamaan PFOA:n ja muut haitallisesti luokitellut PFAS-kemikaalit muilla vastaavat ominaisuudet omaavilla yhdisteillä. Valinnanvaraa riittää, sillä PFAS perheessä on 4700 CAS-numeroitua yhdistettä. Niiden mahdollisia ympäristö- ja terveyshaittoja ei ole selvitetty.

Vastasyntyneiden lasten elimissä on nykyisin PFAS-kemikaaleja, vaikka niitä ei ollut olemassakaan vielä sata vuotta sitten. Esitellessäni tutkimustuloksiamme alan kokouksissa, minulta usein kysytään ”mutta ovatko nämä pitoisuudet poikkeavia?” Tämä saa minut aina kavahtamaan. Keinotekoisten, kertyvien, hajoamattomien ja myrkylliseksi luokiteltujen teollisuuskemikaalien esiintyminen sikiöiden kudoksissa tulisi aina nähdä poikkeavana. Teflonin ja sammutusvaahtojen apuaineet eivät kuulu aivoihin.

PFAS-kemikaalit eivät tietenkään ole ainoita kemianteollisuuden tuotteita. Sikiöt altistuvat cocktailille kemikaaleja. Uusien arvioiden mukaan maailman markkinoilla on yli 350 000 erilaista kemikaalia¹. Tässä luvussa ei ole mukana Afrikan ja Etelä-Amerikan markkinoita tilastojen puuttumisen takia. Jatkamme sikiökudosten tutkimista niin pitkälle kuin analyyttisen kemian menetelmät antavat myöten, mutta kemikaalien määrittäminen kudoksissa ei ole helppoa tai halpaa.

Pauliina Damdimopoulou

Viite:

¹ Wang ym. 2020. Toward a Global Understanding of Chemical Pollution: A First Comprehensive Analysis of National and Regional Chemical Inventories. Environ. Sci. Technol. 54, 5, 2575–2584.