К вопросу обоснования максимальных недействующих концентраций полициклических ароматических углеводородов в крови детей и подростков по критериям их гормонального профиля

Введение. Полициклические ароматические углеводороды (полиарены) как эндокринные дизрапторы влияют на экскрецию гормонов щитовидной железы. Для оценки нарушений функции щитовидной железы при воздействии полиаренов исследуется уровень тиреотропных гормонов в крови.

Цель исследования: изучение зависимостей уровня гормонов щитовидной железы от концентрации полициклических ароматических углеводородов в крови, обоснование их максимальных недействующих концентраций в крови детей и подростков по критериям тиреоидного профиля.

Материалы и методы. В рамках пилотного проекта в 2022–2023 гг. проведены комплексные химико-аналитические и клинико-лабораторные исследования образцов крови детей 4–14 лет (n = 81), анализ проб воздуха на территориях наличия и отсутствия аэрогенных экспозиций. Изучение зависимостей уровня гормонов и антител в сыворотке крови детей и подростков от концентрации ПАУ в крови проводили методом регрессионного анализа. Максимальную недействующую концентрацию маркера экспозиции определяли как верхнюю 95% доверительную границу экспоненциальной модели.

Результаты. На территории наблюдения установлено достоверно более высокое (p ≤ 0,05) содержание полиаренов – в воздухе в 1,7–2,8 раза и в крови детей в 3,5–9,9 раза. Уровень тиреотропного гормона в крови в 1,1–1,4 раза выше нормы и содержание йода ниже нормы в 1,2–3,4 раза в моче детей группы наблюдения. По критерию содержания тиреотропного гормона установлены максимальные недействующие концентрации нафталина, антрацена и пирена в крови детей и подростков.

Обсуждение. Зависимости «маркер экспозиции – маркер ответа» отражают характер действия токсикантов на функцию щитовидной железы. Максимальные недействующие концентрации полиаренов в крови детей и подростков позволяют оценить риск воздействия на здоровье в условиях аэрогенной экспозиции.

Заключение. По критерию экспрессии тиреотропного гормона установлены максимальные недействующие концентрации полиаренов в крови детей 4–14 лет, рекомендуемые в качестве критериев безопасности при хроническом воздействии полиаренов.

1. Онищенко Г.Г., Зайцева Н.В., Май И.В. Анализ риска здоровью в стратегии государственного социально-экономического развития: монография. Пермь, 2024. 738 с.

2. Hussain K, Hoque R, Balachandran S, et al. Monitoring and risk analysis of PAHs in the environment. In: Hussain K, ed. Handbook of Environmental Materials Management. Springer, Cham; 2018:1–35. doi: 10.1007/978-3-319-58538-3_29-2

3. Yin W, Hou J, Xu T, et al. Obesity mediated the association of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbon with risk of cardiovascular events. Sci Total Environ. 2018;616–617:841–854. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.10.238

4. Liao D, Xiong S, An S, et al. Association of urinary polycyclic aromatic hydrocarbon metabolites with gestational diabetes mellitus and gestational hypertension among pregnant women in Southwest China: A cross-sectional study. Environ Pollut. 2024;343:123206. doi: 10.1016/j.envpol.2023.123206

5. Park S, Siwakoti RC, Ferguson KK, et al. Associations of urinary polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) metabolites and their mixture with thyroid hormone concentration during pregnancy in the LIFECODES cohort: A repeated measures study. Environ Res. 2024;255:119205. doi: 10.1016/j.envres.2024.119205

6. Mallah MA, Basnet TB, Ali M, et al. Association between urinary polycyclic aromatic hydrocarbon metabolites and diabetes mellitus among the US population: A cross-sectional study. Int Health. 2023;15(2):161–170. doi: 10.1093/inthealth/ihac029

7. Dehghani S, Fararouei M, Rafiee A, Hoepner L, Oskoei V, Hoseini M. Prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and effects on neonatal anthropometric indices and thyroid-stimulating hormone in a Middle Eastern population. Chemosphere. 2022;286(Pt 1):131605. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.131605

8. Mullur R, Liu YY, Brent GA. Thyroid hormone regulation of metabolism. Physiol Rev. 2014;94(2):355–382. doi: 10.1152/physrev.00030.2013

9. Vondráček J, Pivnička J, Machala M. Polycyclic aromatic hydrocarbons and disruption of steroid signaling: History, recent advances and open questions. Curr Opin Toxicol. 2018;11–12:27–34. doi: 10.1016/j.cotox.2018.12.003 10. Bekki K, Takigami H, Suzuki G, Tang N, Hayakawa K. Evaluation of toxic activities of polycyclic aromatic hydrocarbon derivatives using in vitro bioassays. J Health Sci. 2009;55(4):601–610. doi: 10.1248/jhs.55.601

10. Sun H, Shen OX, Xu XL, Song L, Wang XR. Carbaryl, 1-naphthol and 2-naphthol inhibit the beta-1 thyroid hormone receptor-mediated transcription in vitro. Toxicology. 2008;249(2-3):238–242. doi: 10.1016/j.tox.2008.05.008

11. Song M, Kim YJ, Park YK, Ryu JC. Changes in thyroid peroxidase activity in response to various chemicals. J Environ Monit. 2012;14(8):2121–2126. doi: 10.1039/c2em30106g

12. Peng FJ, Palazzi P, Viguié C, Appenzeller B. Measurement of hair thyroid and steroid hormone concentrations in the rat evidence endocrine disrupting potential of a low dose mixture of polycyclic aromatic hydrocarbons. Environ Pollut. 2022;313:120179. doi: 10.1016/j.envpol.2022.120179

13. Yang Z, Chen S, Zhou S, et al. Association of polycyclic aromatic hydrocarbon internal exposure and urinary iodine concentration with thyroid volume in children. Environ Pollut. 2023;331(Pt 1):121912. doi:10.1016/j. envpol.2023.121912

14. Cathey AL, Watkins DJ, Rosario ZY, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbon exposure results in altered CRH, reproductive, and thyroid hormone concentrations during human pregnancy. Sci Total Environ. 2020;749:141581. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.141581

15. Sobhani P., Hashemipour M. Relationship of urinary metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons with thyroid hormone levels among a sample of Iranian children and adolescents / Environ Sci Pollut Res Int. 2018. https://elib.mui.ac.ir/multiMediaFile/2428481-4-1.pdf.

16. Wawschinek O, Eber O, Petek W. Bestimmung der Hamjodausscheidung mittels einer modifizierten Cer-Arsenit-methode. Ber OGKC. 1985;8:13–15. (In German.)

17. Дедов И.И., Свириденко Н.Ю., Герасимов Г.А. и др. Оценка йодной недостаточности в отдельных регионах России // Проблемы эндокринологии. 2000. № 4. С. 3–7. doi: 10.14341/probl20004663-7

18. Yang Z, Guo C, Li Q, et al. Human health risks estimations from polycyclic aromatic hydrocarbons in serum and their hydroxylated metabolites in paired urine samples. Environ Pollut. 2021;290:117975. doi: 10.1016/j.envpol.2021.117975

19. Yin S, Tang M, Chen F, Li T, Liu W. Environmental exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): The correlation with and impact on reproductive hormones in umbilical cord serum. Environ Pollut. 2017;220(Pt B):1429–1437. doi: 10.1016/j.envpol.2016.10.090

20. Yang S, Sun J, Wang S, Limei E, Zhang S, Jiang X. Association of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons with thyroid hormones in adolescents and adults, and the influence of the iodine status. Environ Sci Process Impacts. 2023;25(9):1449–1463. doi: 10.1039/D3EM00135K

21. Singh V, Patel DK, Ram S, et al. Blood levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in children of Lucknow, India. Arch Environ Contam Toxicol. 2008;54(2):348–354. doi: 10.1007/s00244-007-9015-3

22. Jain RB. Association between polycyclic aromatic hydrocarbons and thyroid function among males and females:

23. Data from NHANES 2007–2008. Int J Environ Health Res. 2016;26(4):405–419. doi: 10.1080/09603123.2015.1135311

24. Park S, Siwakoti RC, Ferguson KK, et al. Associations of urinary polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) metabolites and their mixture with thyroid hormone concentration during pregnancy in the LIFECODES cohort: A repeated measures study. Environ Res. 2024;255:119205. doi: 10.1016/j.envres.2024.119205

25. Zhu P, Bian Z, Xia Y, et al. Relationship between urinary metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons and thyroid hormone levels in Chinese non-occupational exposure adult males. Chemosphere. 2009;77(7):883–888. doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.08.054

26. Kim MJ, Kim S, Choi S, et al. Association of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals with thyroid hormones in general adult population and potential mechanisms. Sci Total Environ. 2021;762:144227. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.144227

27. Nazzari M, Romitti M, Kip AM, et al. Impact of benzo[a] pyrene, PCB153 and sex hormones on human ESC-derived thyroid follicles using single cell transcriptomics. Environ Int. 2024;188:108748. doi: 10.1016/j.envint.2024.108748

28. Schraplau A, Schewe B, Neuschäfer-Rube F, et al. Enhanced thyroid hormone breakdown in hepatocytes by mutual induction of the constitutive androstane receptor (CAR, NR1I3) and arylhydrocarbon receptor by benzo[a] pyrene and phenobarbital. Toxicology. 2015;328:21-28. doi: 10.1016/j.tox.2014.12.004

29. Kelishadi R, Sobhani P, Poursafa P, et al. Is there any association between urinary metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons and thyroid hormone levels in children and adolescents? Environ Sci Pollut Res Int. 2018;25(2):1962–1968. doi: 10.1007/s11356-017-0577