Пластик с побочными эффектами
Бисфенол А, содержащийся во многих пластмассах, может быть вредным, предупреждают токсикологи, и потребители требуют более безопасных альтернатив. Однако пока мало что произошло.
Прогулка по проходам супермаркета свидетельствует о скромных успехах в защите прав потребителей. В отделе для маленьких детей такие продукты, как детские бутылочки, герметичные чашки и миниатюрные столовые приборы из пластика, имеют маркировку «Без бисфенола-А» - в отличие от многих других пластиков здесь больше не должно быть найдено химическое соединение бисфенол А. В отделе кухонной утвари есть ряд блендеров и бутылок с водой без химикатов, и в отделе органических продуктов вы тоже найдете его: говорят, что некоторые жестяные банки, наполненные бобами, не содержат этого вещества. А если вам повезет на кассе, даже товарный чек не содержит BPA.
Частичное устранение BPA является результатом двух десятилетий исследований и сотен исследований, связывающих химическое вещество, которое имитирует половой гормон эстроген, с различными последствиями для здоровья грызунов и людей. Тем не менее, многие потребители считают, что пищевая упаковка из пластика и других материалов в настоящее время безопасна. Решение регуляторов в США и Европейском Союзе запретить использование BPA в детских бутылочках, безусловно, помогло, как и отраслевые маркетинговые кампании.
"Это химическое вещество используется вместо BPA - и без достаточных токсикологических данных" (Kyungho Choi)
Но потребители ошибочно уверены. BPA продолжает оставаться компонентом многих пищевых упаковок, особенно жестяных банок. И когда компании отказываются от BPA, они часто используют альтернативные вещества, такие как все более распространенный бисфенол S (BPS), которые мало отличаются от BPA как по химическому составу, так и по свойствам. «Они используют это химическое вещество вместо BPA без достаточных токсикологических данных», - говорит токсиколог-эколог Сеульского национального университета Кёнхо Чой. "Это проблема."
Плохая репутация
BPA является химической основой большинства жестких, прозрачных поликарбонатных пластиков с 1950-х годов. Это химическое вещество, которое может проникать из пластика в пищу, в настоящее время подозревается в том, что оно вызывает различные неблагоприятные последствия для здоровья, включая снижение фертильности и веса при рождении, аномалии мужских половых органов, изменение поведения, диабет, болезни сердца и ожирение..
Установить четкую связь между таким химическим веществом, как BPA, и здоровьем человека далеко не просто. Это также подтверждает Джеффри Грин, изучающий эстрогены и их рецепторы в Чикагском университете в Иллинойсе: «Большинство исследований только изучает, могут ли эти неблагоприятные эффекты возникать на различных моделях клеток или животных. влияние на здоровье человека остается открытым вопросом». Поскольку многие из потенциальных рисков для здоровья, связанных с BPA, трудно оценить, Национальный институт наук об окружающей среде и гигиене запустил исследовательскую программу стоимостью 30 миллионов долларов в Research Triangle Park в Северной Каролине. В этом контексте следует уточнить открытые вопросы.
Несколько лет назад растущее количество доказательств и обеспокоенность потребителей побудили правительства действовать. В 2011 году Европейский союз запретил использование BPA в детских бутылочках; США последовали их примеру год спустя. Но BPA по-прежнему содержится в большинстве консервных банок для пищевых продуктов и напитков с внутренним покрытием, а также в водопроводных трубах с покрытием во многих странах. Стоматологические герметики и инкубаторы для недоношенных детей также содержат это химическое вещество.
Найти альтернативу BPA в банках для продуктов питания и напитков оказалось особенно сложно. Потому что покрытие должно было быть не только недорогим, но и подходящим для самых разных продуктов - от бобов до помидоров и острого карри. Кроме того, пластиковое покрытие должно держать все бактерии и грибки подальше от пищи и в то же время защищать банку от коррозии со стороны содержимого. Если пища соприкасается с металлом, вкус может пострадать. «Если вы скажете людям, что их пища безопаснее для здоровья, даже если она имеет странный вкус, поверят ли они этому?» - спрашивает инженер по пластмассам Дэниел Шмидт из Массачусетского университета в Лоуэлле.
Ни один пластик, не содержащий BPA, не может этого сделать
Кроме того, производители, как правило, предпочитают покрытия, которые предотвращают взаимодействие соединений серы, которые содержатся, например, в белках, консервантах и пестицидах, с металлом и образованием неприглядных пятен железа или сульфида олова. Пока нет пластиковой крышки без BPA, которая может все это делать. «Вам пришлось бы использовать специальную банку и специальное покрытие для каждого типа продуктов», - говорит Шмидт. «Это будет чрезвычайно громоздко и довольно дорого».
Эпоксидные покрытия на основе BPA популярны, потому что они прочные, эластичные и недорогие. Они могут выдерживать высокие температуры, необходимые для стерилизации продуктов во время консервирования, и, по данным Североамериканского альянса металлической упаковки в Вашингтоне, округ Колумбия. не взаимодействует с широким спектром продуктов питания и напитков. По оценкам ассоциации, 95% всех покрытий алюминиевых и стальных банок имеют эпоксидную основу: более 99,9% из них содержат BPA.
Хотя есть альтернативы, они не лишены недостатков. С 1999 года компания Eden Organic из Клинтона, штат Мичиган, покрывает пищевые банки так называемыми олеорезинами на растительной основе, мягкими смолами, более известными как бальзамы. Стоимость таких банок выше более чем на 20 процентов. Покрытия на основе олеорезина также могут влиять на вкус пищи и легко разрушаются очень кислыми продуктами, такими как помидоры. И это те самые вещества, которые имеют тенденцию выщелачивать BPA из внутренних покрытий, сообщает биолог из Университета Миссури-Колумбия Фредерик фон Заал.
Некоторые японские производители в настоящее время используют краску с пониженным содержанием BPA для облицовки своих банок. Другие покрытия состоят из полиакрилатов, которые слишком хрупки для использования в банках, а также виниловых групп и фенолов, оба из которых могут иметь эстрогенные эффекты.
Новые альтернативы внутреннему покрытию банок появляются постепенно. Например, Schmidt разрабатывает эпоксидную смолу на основе молекул тритана, полимера, не содержащего BPA. Тритан производится компанией Eastman Chemical Company в Кингспорте, штат Теннесси, и используется в детских бутылочках. Ученый надеется, что его эпоксидная смола будет такой же универсальной и недорогой, как BPA. «Прибыль в этой отрасли очень мала», - сообщает Шмидт. В покрытии банок что-то может измениться только в том случае, если кто-то представит отрасли равноценную замену.
В отличие от внутреннего покрытия банок, заменить BPA в детских бутылочках и чеках относительно легко. Когда BPA получил плохую репутацию, многие производители обратились к родственному соединению: BPS. Молекула BPA состоит из двух фенольных групп, связанных углеродной группой. В молекуле BPS две фенольные группы удерживаются вместе сульфоновой группой (SO2). BPS производился еще в 1869 году, первоначально как краситель. Только недавно мы вступили с ним в непосредственный контакт - например, через квитанции с 2006 года - и лишь немногие исследователи изучали токсичность этого химического вещества. «Самый важный вопрос, на который у нас нет ответа, это: «Является ли BPS таким же токсичным, как BPA?», - говорит эндокринолог Рене Абер из Парижского университета Дидро.
Ключ и замок
Из-за своей структуры, похожей на BPA, BPS также подозревается в том, что он действует как эстроген, объясняет Шерил Уотсон из Медицинской школы Университета Техаса в Галвестоне. Природные эстрогены состоят из небольших молекул, содержащих несколько фенольных колец; у них есть химические якоря, которые могут прикрепляться к карману связывания рецепторов эстрогена в организме. BPA и BPS примерно одинакового размера, а также имеют фенольные кольца с похожими придатками, объясняет биохимик, так что они могут входить в рецепторы эстрогена, как ключ.
"Прибыль в этой отрасли очень мала" (Дэниел Шмидт)
Уотсон и ее коллега Рене Виньяс, в настоящее время работающие в Управлении по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, изучали реакцию культивируемых клеток гипофиза крыс на BPS. Эти клетки особенно чувствительны к эстрогенам и миметикам эстрогенов, поэтому исследователи смогли протестировать концентрации BPS в пределах 10-15 молей на литр. Команда обнаружила, что даже в этих чрезвычайно малых количествах BPS запускает каскад ферментов, который обычно активируется эстрогеном эстрадиолом - эффект, который также можно наблюдать с BPA. Когда ученые добавили настоящие гормоны для имитации уровня эстрадиола, обнаруженного у женщин, BPS, по-видимому, чрезмерно стимулировал сигнальный путь, парализуя его и в конечном итоге приводя к гибели клеток. Такие результаты, по словам Уотсона, обычно можно ожидать от имитаторов эстрогена: неадекватная активация эстрогенных реакций, отключение нормальных сигнальных путей эстрогена и, в конечном итоге, гибель клеток.
Другие исследовательские группы продемонстрировали аналогичные эффекты. Сюзанна Бремер и ее коллеги из Института здравоохранения и защиты прав потребителей - исследовательского центра, финансируемого Европейской комиссией в Испре, Италия, - изучали BPS и BPA в эстроген-чувствительной линии клеток человека. Соответственно, эти два химических вещества ведут себя как эстрогены, но эстрадиол в 100 000 раз эффективнее. Когда рыбки данио подвергались воздействию концентрации 0,5 мкг BPS на литр воды - примерно одна шестая от самой высокой концентрации, обнаруженной в окружающей среде - у них было меньше яиц, более деформированное потомство и более высокое соотношение эстрогена к тестостерону, чем у необработанных рыбок данио. так результат Цоя и его команды. «Высокие концентрации BPS имеют тот же эффект, что и высокие концентрации BPA», - сообщает Хаберт. Исследователь ранее проводил эксперименты по влиянию BPS на эмбриональные клетки яичек мыши и человека.«Эффект при низких концентрациях неизвестен».
Неясно, какая концентрация лучше всего отражает поглощение BPS человеком. Группа под руководством Кэтрин Симоно из Института здравоохранения и защиты прав потребителей проанализировала в общей сложности 30 детских бутылочек, содержащих BPS, из двенадцати стран. После пяти минут пребывания в кипящей воде и двух часов при температуре 70 градусов по Цельсию ни одна из бутылок не выделила заметного количества BPS. «Эти материалы значительно более устойчивы к гидролитическому разложению, чем поликарбонат - это было одним из главных преимуществ», - говорит Шмидт. «Поэтому я бы классифицировал его как более безопасный, чем поликарбонат, с точки зрения контакта с пищевыми продуктами».
Но мы сталкиваемся с BPS во многих других местах. Химик-аналитик Курунтачалам Каннан из Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк в Олбани и его коллеги обнаружили BPS в квитанциях, багажных бирках авиакомпаний и посадочных талонах - все они сделаны из термобумаги, содержащей BPS в качестве проявителя цвета. Ученые также обнаружили BPS в продуктах, изготовленных из переработанной бумаги, включая коробки для пиццы и контейнеры для пищевых продуктов. Исследователи под руководством Каннана предполагают, что среднесуточные количества BPS, которые мы поглощаем через кожу, значительно ниже предельных значений для токсического эффекта. Тем не менее, Каннан призывает к дальнейшим исследованиям, поскольку с учетом других мест - например, в продуктах питания - вполне возможно более высокое воздействие. И Уотсон предупреждает, что даже небольшие дозы этих эстрогеноподобных веществ могут вызвать проблемы: «Они эффективны в крошечных количествах. Это проблема. Если даже немного выходит, этого может быть достаточно, чтобы иметь эффект».
В суде
В поисках адекватной замены некоторые производители отвернулись от семейства бисфенолов. В 2007 году компания Eastman Chemical Company разработала новый термостойкий прозрачный пластик под названием Tritan для продуктов, с которыми контактируют маленькие дети, таких как детские бутылочки. С тех пор пластик, не содержащий бисфенол-А, заменил старый поликарбонат, содержащий бисфенол-А, в многочисленных бутылках для воды, пищевых контейнерах и детских чашках. По словам Истмана, результаты тестов, собранные Томасом Осимицем и его коллегами из консалтинговой фирмы Science Strategies в Шарлотсвилле, штат Вирджиния, подтверждают, что мономеры в тритане не связываются с рецепторами эстрогена или андрогена.
В 2011 году Джордж Биттнер из Техасского университета в Остине сообщил, что 92 процента из 102 пластиковых изделий на рынке содержат эстрогенные химические вещества. Сюда входят пластмассы, рекламируемые как не содержащие BPA. Причина, по словам нейробиолога и управляющего директора компании CertiChem, занимающейся химическим анализом, заключается в том, что добавки к пластмассам, такие как стабилизаторы и смазочные материалы, также могут связываться с рецепторами эстрогена, как и некоторые из самих пластиковых мономеров.
"Эти химические вещества действительно окружают нас" (Шерил Уотсон)
Смолы Tritan производства Eastman были среди тех полимеров, которые показали эстрогенную активность в анализах Биттнера. Когда PlastiPure, дочерняя компания CertiChem, опубликовала эти результаты в брошюре, Истман подал в суд. Юристы компании заявили, что тест in vitro, проведенный CertiChem на клеточной культуре чувствительных к эстрогену клеток рака молочной железы, не смог окончательно доказать эстрогенный эффект. В письме редактору журнала Food and Chemical Toxicology Биттнер возразил, что его эксперименты в 200 раз более чувствительны, чем те, которые использовал Осимиц для демонстрации безопасности Тритана.
Биттнер получил поддержку: Уэйд Уэлшонс, который исследует вещества, нарушающие эндокринную систему в Университете Миссури-Колумбия, независимо исследовал пять бутылок Тритана, используя тот же метод. На суде Welshons показал, что он обнаружил обнаруживаемый эстрогенный эффект в каждом тесте. Однако присяжные вынесли решение в пользу Истмана, и судья запретил Bittner, PlastiPure и CertiChem делать заявления об эстрогенных эффектах Тритана в будущем.
Смесь озабоченностей
Истман поддерживает результаты Осимица. И в отличие от Биттнера, Уэлшонс подозревает, что обнаруженный им эстрогенный эффект не связан с самим тритановым полимером. Вместо этого ответственны другие соединения, которые добавляются во время производства пластика. И он не единственный, кого всерьез беспокоит смесь химических веществ, используемых при производстве пластмасс. В 2012 году во всем мире было произведено около 280 миллионов тонн пластика. Согласно оценке, основанной на Согласованной на глобальном уровне системе Организации Объединенных Наций по классификации и маркировке химических веществ, более 50 процентов этих пластиков содержат ингредиенты, которые могут быть вредными. Некоторые из них канцерогенны; другие действуют как эстрогены.
Сколько из этих химикатов действительно вызывает озабоченность - в концентрациях, обнаруженных в пластике, - пока неясно. Однако при взаимодействии веществ могут возникать синергетические эффекты. Уотсон и Виньяс недавно изучили влияние эстрогеноподобных веществ BPA, BPS и нонилфенола (предшественник поверхностно-активных веществ в детергентах) на культивируемые клетки гипофиза крыс. Исследование показало, что комбинация двух или трех химических соединений вмешивалась в сигнальный путь эстрогена больше - и в более низких концентрациях - чем одно соединение. «Мы не замечаем эти химические вещества, когда они сами по себе», - говорит Уотсон. «Многие другие химические вещества также имитируют эстроген».
В идеале, говорит Уотсон, нужно изучить влияние химических веществ следующего поколения на сигнальный путь эстрогена, прежде чем использовать их в больших масштабах для упаковки пищевых продуктов. С этой целью исследователь вместе с некоторыми биологами и химиками разработал концепцию под названием TiPED, или многоуровневый протокол эндокринных нарушений. В соответствии с этим вновь синтезированные химические вещества должны быть проверены на их гормоноактивный потенциал в пять различных этапов - начиная с компьютерного анализа структуры и заканчивая экспериментами на животных.
Цель: Сеть независимых лабораторий исследует химические вещества по запросу производителей пластмасс. Привлечение этих компаний к участию, признает Уотсон, будет непростой задачей. Но стимул есть, продолжает биохимик. Потому что, если вещество, производимое или используемое компаниями, классифицируется как потенциально вредное для здоровья, это может привести к негативным отзывам в прессе, потере продаж и судебным искам. «Если выяснится, что конкретное химическое вещество вызывает проблемы, - говорит Уотсон, - вся отрасль должна полностью измениться». С помощью TiPED гормонально-активные вещества больше не должны поступать на рынок в будущем. Для Уотсона и многих других исследователей текущая ситуация вызывает беспокойство, потому что многие непроверенные вещества можно найти в бесчисленных пластиковых изделиях. Эти химические вещества, по ее словам, «на самом деле окружают нас повсюду».