Riassunto analitico
Introduzione: l’attivazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi nei primi sei mesi di vita è noto come minipubertà e ha un ruolo cruciale nell’influenzare lo sviluppo fisiologico degli organi genitali. Gli ftalati sono contaminanti ambientali ubiquitari, riconosciuti come interferenti endocrini aventi specifici effetti tossici per la riproduzione. Scopo dello studio è valutare l'esposizione a ftalati in una coorte di bambini italiani, nati sani, a termine, ed il possibile impatto di tale esposizione sulla minipubertà. Metodi: studio monocentrico di coorte prospettico, che valuta l'esposizione a ftalati analizzando campioni di urina, raccolti in contenitori preventivamente testati, appena dopo il parto nei neonati e nelle madri (T0), a 3 e 6 mesi di vita (T3; T6). A seguito di estrazione in fase solida, i campioni sono stati analizzati mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni con rivelatore a spettrometria di massa tandem - triplo quadrupolo (HPLC/MS). Sono stati valutati otto principali metaboliti (MMP, MEP, MnBP, MBzP, MCOP, MEHP, MEOHP, MEHHP) di 6 ftalati. È stato dosato su urine il profilo ormonale (uLH, uFSH, testosterone-uT, estradiolo-uE) a T0, T3, T6. Sono state valutate le distanze ano-peniena (AGD-AP), ano-scrotale (AGD-AS) e lunghezza dell’asta del pene (PL) nei maschi, le distanze ano-forchetta (AGD-AF) e ano-clitoride (AGD-AC) nelle femmine a T0, T3, T6 come marker in vivo di uno sviluppo normale degli organi genitali. Risultati: Arruolate 188 coppie madre-bambino; l’analisi dei livelli di ormoni sessuali nelle urine è stata svolta su 139 campioni. Nei neonati maschi, i livelli di uT hanno raggiunto il picco a T0 per poi diminuire significativamente entro i 6 mesi di vita, mentre, nelle femmine, l'uE era ancora rilevabile a T6. Ad eccezione di PL, di cui abbiamo misurato valori significativamente inferiori a quelli precedentemente descritti in letteratura, i valori medi misurati di tutte le altre variabili antropometriche (lunghezza corporea, peso, circonferenza cranica e AGD) erano coerenti con quelli riportati in altri studi. L'esposizione a ftalati è stata rilevata in ogni campione analizzato. Complessivamente, a T3 sono stati trovati i livelli più bassi di metaboliti urinari degli ftalati, mentre a T6 abbiamo osservato concentrazioni più elevate dei metaboliti di DMP, DEP e DEHP. I metaboliti di DnBP e BBzP sono stati rilevati a concentrazioni più elevate a T0. Nelle femmine, abbiamo trovato associazioni positive significative tra i livelli di uE e l'esposizione agli ftalati ad ogni tempo di campionamento così come per uFSH, che è risultato positivamente associato a tutti metaboliti analizzati, tranne MCOP sia a T3 sia a T6. Nei maschi, ad ogni valutazione è stata rilevata un'associazione positiva tra MnBP e uFSH e uT. A T0, i metaboliti di MbzP e DEHP erano associati positivamente con uT, mentre MCOP era associato negativamente con uLH e uFSH. A T3, uFSH era positivamente correlato a MMP, MBzP e DEHP, mentre uLH era associato a MMP e uT a MCOP. A T6, uT e uFSH erano positivamente correlati ai metaboliti MEP, MBzP e DEHP; uLH era correlato negativamente a MCOP. CONCLUSIONI: i livelli di ormoni sessuali nelle urine sono paragonabili a quelli precedentemente descritti su siero; pertanto, l'urina potrebbe essere una matrice utile per un'analisi più semplice ed economica nei bambini. Inoltre, i bambini della provincia di Modena sono ancora ampiamente esposti agli ftalati durante i primi sei mesi di vita. Diversi metaboliti degli ftalati hanno mostrato associazioni con la minipubertà, potenzialmente influenzandone il normale andamento. Pertanto, sono necessari altri studi per stimare l’impatto dell'esposizione perinatale agli ftalati sullo sviluppo degli organi sessuali, sulla pubertà e sulla fertilità.
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Abstract
BACKGROUND: The activation of the hypothalamus-pituitary-gonadal axis during the first months of life both in male (M) and female (F) infants is named as minipuberty. Nowadays, its role in influencing sex organs development is well documented . Phthalates are ubiquitous environmental contaminants and endocrine-disrupting chemicals (EDCs) with well-known specific reproductive toxic effects, especially in newborns and infants. Aim of this study is to assess urinary sex hormones profile in M and F within the first months of life through longitudinal urinary collections in a cohort of healthy, full-term, Italian infants and if phthalate exposure may influence this trend.
METHODS: Single-center, prospective, birth-cohort study, assessing phthalate exposure in urine samples collected in phthalate-free containers as soon as possible after delivery in both mothers and infants (T0), at 3 and 6 months of life (T3; T6). After solid-phase extraction, samples were analyzed by triple Quad LC/MS. Eight major phthalate metabolites (MMP, MEP, MnBP, MBzP, MCOP, MEHP, MEOHP, MEHHP) of 6 of the most used phthalates were assessed. Urinary sex hormones levels (uLH, uFSH, testosterone-uT, estradiol-uE) assessment at T0, T3, and T6 was also performed. Ano-penile distance (AGD-AP), ano-scrotal distance (AGD-AS) and penile length (PL) for males, ano-fourchette distance (AGD-AF) and ano-clitoris distance (AGD-AC) for females were collected at each timepoint as in vivo markers of normal sex organs development.
RESULTS: 188 mother-infant pairs were enrolled. Urinary sex hormones analysis was conducted on 139 samples. In male infants, uT levels peaked at T0 and decreased significantly within 6 months of life, whereas, in females, uE was still detectable at T6. Except for penile length, which was significantly shorter than previously described in literature, mean values of all other anthropometric variables (body length, weight, head circumference and AGDs) were consistent with those reported in other studies. Phthalate metabolites were detected in every analyzed sample. Overall, lower exposure levels were found in 3-month-old infants, while at T6 we observed higher concentrations of DMP, DEP and DEHP metabolites. Metabolites of DnBP and BBzP were detected at higher concentrations at T0. In females, we found significant positive associations between uE levels and phthalates exposure at each sampling time. In addition, at T3 and T6, significant positive associations between phthalates exposure and uFSH levels were found for all metabolites but MCOP. In male infants, a positive association between MnBP and uFSH and uT was detected at each evaluation. At T0, MbzP and DEHP metabolites were positively associated with uT, while MCOP was negatively associated with uLH and uFSH. At T3, uFSH was positively related to MMP, MBzP and DEHP; uLH was associated to MMP, and uT to MCOP. At T6, uT and uFSH were positively related to MEP, MBzP and DEHP metabolites; uLH was negatively related to MCOP.
CONCLUSIONS: urinary sex hormones levels were comparable to those described in serum; therefore, urine might be a useful matrix for easier and cheaper analysis in very young children. We demonstrated that children in the province of Modena (Italy), during their first six months of life, are still widely exposed to phthalates, including those most toxic and banned in childcare products. Several phthalate metabolites showed associations with urinary sex hormones patterns during minipuberty. Effects of these relations are not clear yet, but exposure to EDCs may influence normal minipuberty. Therefore, further longitudinal studies are needed to estimate the possible impact of perinatal phthalate exposure on physiological sex organs development, as well as on puberty and fertility.
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