環境毒素と胎児の発育

環境毒物と胎児の発育とは、環境中のさまざまな毒物が胎児の発育に及ぼす影響のことです。この記事では、環境毒物が胎児または胚の出生前発育と妊娠合併症に及ぼす潜在的な悪影響について扱います。ヒトの胎児または胚は、母親の環境内の悪条件の影響を受けやすいです。胎児の状態が基準を満たしていないと、成長中の赤ちゃんの身体的および精神的な発達にさまざまな程度の遅れが生じることがよくあります。父親に関連する遺伝的条件の結果としていくつかの変数が発生しますが、その多くは母親がさらされる環境毒物から直接もたらされます。

さまざまな毒素が胎児の発育に重大な危険をもたらします。2011年の調査では、米国の妊婦のほぼ全員が、1970年代以降に禁止されているものも含め、複数の化学物質を体内に保有していることがわかりました。研究者らは、検査した妊婦の99～100%の体内から、ポリ塩化ビフェニル、有機塩素系殺虫剤、パーフルオロ化合物、フェノール、ポリ臭化ジフェニルエーテル、フタル酸エステル、多環芳香族炭化水素、過塩素酸PBDE、難燃剤として使用される化合物、およびジクロロジフェニルトリクロロエタン（DDT）（米国で1972年に禁止された殺虫剤）を検出しました。その他の環境エストロゲンの中でも、ビスフェノールA（BPA）は調査対象となった女性の96%で特定されました。いくつかの化学物質は、他の研究で子供に悪影響を与えるとされている濃度と同じ濃度であり、複数の化学物質にさらされると、1つの物質にさらされるよりも大きな影響が出る可能性があると考えられています。^[1]

環境毒素は、構造異常、成長の変化、機能不全、先天性腫瘍、さらには胎児の死亡など、どのような影響をもたらすかによって個別に説明することができます。^[2]

米国では10人に1人の赤ちゃんが早産で生まれ、約5%が低出生体重です。妊娠37週未満での出産と定義される早産は、小児期の乳児死亡率の主な原因です。鉛、タバコの煙、DDTなどの環境毒素への曝露は、自然流産、低出生体重、早産のリスク増加と関連しています。^[3]

構造的先天異常を引き起こす可能性のある毒性物質は、催奇形性物質と呼ばれることがあります。^[4]これらは胚や胎児にとって外因的な因子であり、奇形、発癌、突然変異誘発、機能変化、成長不全、妊娠喪失のリスク増加につながる有害な影響を及ぼします。^[5]催奇形性物質は、主に4つのカテゴリーに分類されます。

• 妊娠中の薬物– 環境化学物質に加えて、娯楽目的の薬物使用や医薬品が含まれます。
• 垂直感染感染症
• X線などの放射線
• 羊水過少症などの機械的力

催奇形性物質は、次のようなさまざまなメカニズムで胎児に影響を与えます。

• ウイルス感染やイオン化など細胞増殖速度の阻害
• 染色体欠陥に見られるような生合成経路の変化
• 糖尿病に見られるような異常な細胞または組織の相互作用
• 外的要因
• 遺伝子と環境催奇形性物質との閾値相互作用

汚染による神経可塑性の影響は神経発達障害を引き起こす可能性がある。

自閉症の症例の多くは特定の地理的な場所と関連しており、環境内の何かがリスクのある遺伝子型を補完し、脆弱な個人に自閉症を引き起こしていることを示唆しています。しかし、自閉症に関するこれらの調査結果は議論の余地があり、多くの研究者は、特定の地域での発症率の上昇はより正確なスクリーニングと診断方法の結果であり、何らかの環境要因によるものではないと考えています。^[6]

特に有害であることが判明している物質は、鉛（母親の骨に蓄積される）、タバコの煙、アルコール、水銀（魚から摂取される神経毒物）、二酸化炭素、電離放射線である。^[7]

妊娠中に飲酒すると、胎児性アルコールスペクトラム障害と呼ばれるさまざまな障害を引き起こす可能性があります。その中で最も重篤なのは胎児性アルコール症候群です。^[8]

胎児が出生前のタバコの煙にさらされると、行動面、神経面、身体面でさまざまな障害を経験する可能性があります。^[9]悪影響には、死産、胎盤破壊、未熟、平均出生体重の低下、身体的先天異常（口蓋裂など）、肺機能の低下、乳児死亡リスクの増加などがあります。^[7]

元素水銀とメチル水銀は、妊娠中に水銀中毒のリスクをもたらす可能性のある2つの形態の水銀です。メチル水銀は世界中で魚介類や淡水魚を汚染しており、特に脳の発達中に神経系に悪影響を及ぼすことが知られています。魚を食べることは人間が水銀にさらされる主な原因であり、魚によっては胎児の発達中の神経系に害を及ぼすのに十分な水銀が含まれている可能性があり、学習障害につながることもあります。^[10]水銀は多くの種類の魚に含まれていますが、主に特定の大型魚に含まれています。1950年代に日本の水俣湾で発生した広範囲にわたる水銀摂取とそれに続く胎児の発達合併症のよく知られた事例があります。近くの工場でプラスチックの製造に使われていたメチル水銀が水俣湾の水域に排出され、湾に生息する魚を主食としていた多くの村人が定期的に摂取するようになった。間もなく、水銀を含んだ肉を食べていた住民の多くが毒素摂取による悪影響を経験し始めたが、水銀は特に妊婦とその胎児に影響を与え、流産率が高かった。子宮内で水銀にさらされた生存児は、胎児の身体発達の重要な段階で子宮内で水銀にさらされたことによる身体的および知的障害、ならびに身体的異常の発生率が極めて高かった。^[11] 米国食品医薬品局と環境保護庁は、妊婦に対し、メカジキ、サメ、サワラ、アマダイを食べないように、またビンナガマグロの摂取を週に6オンス以下に制限するように勧告している。^[10]

ガザ地区の新生児の水銀濃度が高いのは、戦争兵器が原因であると推測されている。^[12]

妊娠中の水銀曝露は四肢欠損を引き起こす可能性もある。^[3]

妊娠中の鉛曝露による悪影響としては、流産、低出生体重、神経発達遅延、貧血、脳症、麻痺、失明などがある^{[3] [7]。}

胎児の発達中の神経系は鉛毒性に特に弱い。鉛が胎盤関門を通過する能力の結果として、鉛に曝露した女性の子供に神経毒性が見られる。妊婦にとって特に懸念されるのは、骨に蓄積された鉛の一部が妊娠中に血液中に放出されるということである。いくつかの研究は、母親が低レベルの鉛に曝露した場合でも、子供の知的障害や行動障害を引き起こすという証拠を示している。^[13]

カドミウムは、米国環境保護庁がヒトに対する発がん性がある可能性があると分類している重金属です。^[14]人々はさまざまな産業や農業の源からカドミウムにさらされることが多く、食事が主な曝露方法と考えられています。^[15]この重金属は、腎臓、骨、神経系に損傷を引き起こすことが示されています。^[16]妊娠中の女性は、妊娠中に金属の吸収が増えるため、カドミウムによる健康問題のリスクが高くなります。^[17]カドミウムは胎児にも健康リスクをもたらす可能性があり、胎盤機能と胎児の発育を妨げるため、その一部は生涯にわたる可能性があります。 ^[18]特に女児の場合、高レベルのカドミウム曝露に関連する出生サイズの変化の証拠があります。^[19]研究では、比較的低レベルのカドミウム曝露が妊娠の結果に影響を与える可能性があることが示されていますが、これらの影響を確認し、最新の曝露制限ガイドラインを確立し、特に妊娠中の曝露を減らす方法を探るために、さらに研究を行う必要があります。^[20]

ダイオキシンおよびダイオキシン様化合物は長期間にわたって環境中に残留し、広範囲に分布しているため、すべての人の体内に一定量のダイオキシンが存在します。子宮内におけるダイオキシンおよびダイオキシン様化合物への曝露は、胎児の微妙な発達変化と関連しています。その後の子供への影響としては、肝機能、甲状腺ホルモンレベル、白血球レベルの変化、学習および知能テストの成績低下などがあります。^[21]

大気汚染は妊娠に悪影響を及ぼし、早産、成長遅延、乳児の心臓や肺の問題の発生率の上昇につながる可能性があります。^[22]

一酸化炭素、二酸化硫黄、二酸化窒素などの化合物は、妊婦が吸入すると深刻な損傷を引き起こす可能性があります。^[23]低出生体重、早産、子宮内発育遅延、先天異常はすべて、胎児の大気汚染への曝露に関連していることが判明しています。^[24]汚染は事実上どこにでも見られますが、有毒物質を放出することが知られている特定の発生源があり、毒素を比較的排除したい人は可能であれば避けるべきです。これらの物質には、製鉄所、廃棄物/水処理場、下水焼却炉、自動車製造工場、石油精製所、化学製造工場が含まれますが、これらに限定されません。^[23]

大気汚染の制御は難しい場合があります。たとえば、ロサンゼルスでは、産業および車両の排気ガス規制を課すことで汚染を制御する規制が設けられています。これらの規制を満たすために改善が行われました。これらの改善にもかかわらず、この地域は依然としてオゾンと粒子状物質に関する連邦基準を満たしていません。ロサンゼルスでは毎年約15万人が出産しています。したがって、大気汚染が胎児の発育に及ぼす影響は、この地域に住む人々にとって大きな懸念事項です。^[25]

粒子状物質（PM）は、空気中に残留する粒子状汚染物質の混合物で構成され、地域によって異なります。これらの粒子は非常に小さく、PM10からPM2.5の範囲で、簡単に肺に入ることができます。粒子状物質は、急性心肺疾患の罹患率と死亡率に関連していることが示されています。子宮内発育は粒子状物質の影響を受け、胎児発育不良または遅延、胎児の罹患率と死亡率の上昇など、胎児の発育に不健康な結果をもたらすことが示されています。^{[26] 2012年の研究では、PM2.5への曝露は人種/民族、年齢、社会経済的地位によって異なり、特に}粒子状物質に関連する環境汚染により、特定の集団がより大きな健康上の悪影響を経験することがわかりました。^[27]

農薬は（昆虫、げっ歯類、その他の害虫に）危害を加えるという特定の目的で作られており、胎児の環境に持ち込まれると胎児の発育に重大な損傷を引き起こす可能性があります。研究によると、農薬、特に殺菌剤は乳児の臍帯血の分析で検出されており、そのような毒素が実際に赤ちゃんの体内に移行していることを証明しています。 [ ^28]全体として、臍帯血で最も頻繁に検出される2つの農薬は、ジエチルトルアミド （DEET）とビンクロゾリン（殺菌剤）です。^[28]農薬の毒性は、大気汚染などの他の環境毒性ほど頻繁に言及されることはありません。しかし、汚染された地域の近くの小道を歩いたり、適切に洗浄されていない食品を食べたりするなど、日常の活動に従事するだけでいつでも汚染が発生する可能性があります。^[28] 2007年だけでも、11億ポンド（500kt）の農薬が環境中に存在することが判明し、農薬への曝露は健康を維持したい人々にとって新たな注意喚起の原因として悪名を馳せています。^[28]

2013年に行われた、出生前および幼児期の有機リン系農薬への曝露に関する27の研究のレビューでは、1つを除くすべての研究で神経発達に悪影響が見られた。出生前曝露を評価した10の研究では、「認知障害（作業記憶に関連）は7歳児に、行動障害（注意力に関連）は主に幼児に、運動障害（異常反射）は主に新生児に見られた」と報告されている。^[29]

2014年に、出生前および出生後の有機リン系農薬への曝露による神経発達への影響に関する系統的 レビューが行われた。このレビューでは、「出生前の曝露を評価する研究のほとんどで、精神発達への悪影響と、就学前児童および学童の注意力の問題の増加が観察された」ことが判明した。^[30]

2017年に行われた研究では、カリフォルニア州の農業が盛んな地域での50万人以上の出産における農薬の影響を調査し、その結果を農業が盛んではない他のカリフォルニア州の地域での出産結果と比較しました。全体的に、農薬への曝露により出産結果の悪化が5～9％増加しましたが、これは最も多くの量の農薬に曝露した母親のみにみられました。^[31]

母親のベンゼンへの曝露は、胎児の脳障害、特に神経管欠損と関連している。ある研究では、妊娠第 1 期のBTEX (ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン) 曝露は、妊娠 20 週から 32 週の間の両頭頂脳の直径との負の関連を明確に示している。トルエンへの曝露量が多い女性は、曝露量が少ない女性に比べて流産率が 3 倍から 5 倍高く、職業上ベンゼンに曝露した女性は流産率が高いことがわかっている。父親の職業上のトルエンおよびホルムアルデヒドへの曝露も、パートナーの流産と関連している。正常な発達はホルモンによって大きく制御されており、人工化学物質による阻害は発達の過程を永久に変えてしまう可能性がある。大気中のオゾンは男性の精子濃度に悪影響を及ぼすことが報告されており、UOGの作業に関連する化学物質（ベンゼン、トルエン、ホルムアルデヒド、エチレングリコール、オゾンなど）は精液の質、特に精子数の減少に悪影響を及ぼすことが報告されている。^[32]

2011年の研究では、神経管欠損症と、天然ガス採掘に関連する化合物であるベンゼンへの母親の曝露との間に関係があることが判明しました。この研究では、大気中のベンゼン濃度が高いテキサス州の国勢調査区に住む母親は、ベンゼン濃度が低い地域に住む母親よりも、二分脊椎などの神経管欠損症の子供を持つ可能性が高いことがわかりました。^[33]

• 熱と騒音も発達に大きな影響を与えることが分かっています。^[7]
• 二酸化炭素– 脳への酸素供給の減少、知的障害^[7]
• 電離放射線– 流産、低出生体重、身体的先天異常、小児がん^[7]
• 甲状腺機能低下症の女性は環境中の過塩素酸塩にさらされると、子供のIQが低下するリスクが著しく高くなります。 ^[34]

アメリカ助産師大学は、妊娠中の関連する環境毒素への曝露を最小限に抑えるために、以下の予防措置を推奨している。^[35]

• ステンドグラス素材、油絵の具、陶磁器の釉薬などの絵具の使用を避け、代わりに水彩絵の具やアクリル絵の具や釉薬を使用します。
• 水道水やボトル入りの水の品質をチェックし、必要に応じて水の飲み方を変えます。
• 1978 年以前に建てられた家に住んでいる場合は、鉛入り塗料が使用されていないか確認してください。使用されていた場合、崩れたり剥がれたりする塗料には触れず、専門家に塗料を剥がしてもらい、塗料を剥がしたり研磨したりする間は現場に近づかないようにしてください。
• 農薬への曝露を減らすには、すべての農産物を徹底的に洗い、果物や野菜の皮を剥き、可能であればオーガニック農産物を購入します。
• 「有毒」と表示されている洗浄用品やラベルに警告が記載されている製品を避け、代わりに天然製品、重曹、酢、水などを使用して掃除をします。

コロラド州の農村部で行われた天然ガス開発に関する研究では、天然ガス井戸から半径10マイル以内の母親の居住地は、先天性心疾患（CHD）および神経管欠損症（NTD）の発生率と正の相関関係にあることがわかった。この発見とともに、平均出生体重と天然ガス井戸の密度および距離との間にもわずかな相関関係が見られた。天然ガス井戸を通じた母親の曝露は、ベンゼン、溶剤、多環芳香族炭化水素（PAH）、およびトルエン、二酸化窒素、二酸化硫黄などのその他の大気汚染物質の形で発生する可能性がある。^[36]

ペンシルバニア州では、非在来型天然ガス生産井が2005年のゼロから2013年の3689に増加した。ペンシルバニア州のガイシンガー医療システムで9384人の母親と10946人の新生児を対象に2016年に実施された調査では、非在来型天然ガス開発活動への出生前の居住地での曝露が早産や医師が記録した高リスク妊娠と関連していることが判明した。 ^[37]ペンシルバニア州南西部では、母親が非在来型ガス掘削現場に近づくことが出生体重の減少と関連していることが判明した。この関連の原因が空気、土壌、水のどの曝露経路によるものかは不明であった。このテーマについてはさらなる調査とより大規模な研究が必要である。^[38]

内分泌かく乱物質は、人間の正常な発達や正常なホルモンレベルを乱す可能性がある化合物です。内分泌かく乱化学物質 (EDC) はホルモン受容体と相互作用し、体内のホルモン濃度を変化させ、体内で誤ったホルモン反応を引き起こし、正常な酵素機能を乱します。石油とガスの採掘は、主にこれらの採掘に伴う地下水と表層水の汚染のリスクが高いため、環境中の EDC に寄与することが知られています。水質汚染に加えて、石油とガスの採掘はより高いレベルの大気汚染にもつながり、これらの内分泌かく乱物質への別の曝露経路を作り出します。この問題はしばしば報告されず、そのため、影響の真の大きさが過小評価されています。2016 年には、人口密集地域での石油とガスの掘削と採掘に関する健康評価に内分泌の要素を含める必要性を評価するための調査 ( Wayback Machineに 2017-05-06 にアーカイブ済み) が実施されました。石油やガスの抽出に伴って化学物質が放出される可能性が高く、特に正常なホルモンの生成と機能を妨げることが示されている化学物質が放出される可能性が高いため、著者らは、内分泌機能と全体的な健康を中心とした健康評価の要素の必要性と、それが環境にどのような影響を与えるかを強く強調した。^[39]

健康な胎盤は半透膜であり、ほとんどの病原体や特定の生体異物に対してバリアを形成します。しかし、成長と発達に必要な物質を輸送しなければならないため、設計上、バリアは完全ではありません。胎盤輸送は、脂溶性の小分子の場合は受動拡散によって、大分子や電荷を帯びた物質の場合は能動輸送によって行われます。一部の有毒化学物質は能動的に輸送される可能性があります。胎児が受け取る物質の量は、胎盤を介して輸送される物質の量と、物質の代謝 および排出の速度によって決まります。胎児は代謝が未熟であるため、物質を効率的に解毒することができません。また、胎盤は母親と胎児の間の物質交換において非常に重要な役割を果たしているため、母親がさらされた有毒物質が胎児に輸送され、発達に影響を及ぼす可能性があることは言うまでもありません。特に二酸化炭素、鉛、エタノール（アルコール）、タバコの煙は胎盤移行の可能性が高い物質です。^[7]

胎児の発育に対する潜在的な危険性を特定するには、科学的情報に基づく必要があります。2004 年にブレントは、先天性奇形の原因を特定するための一連の基準を提案しました。これは、一般的な発達毒性にも適用できます。その基準は次のとおりです。

• 適切に実施された疫学研究では、特定の影響と物質への曝露との間に関係があることが一貫して示されています。
• データの傾向は、露出レベルの変化と特定の効果との関係を裏付けています。
• 動物実験では、物質への曝露と特定の影響との相関関係が証明されている。^[40]

• 妊娠中の薬物

• エイギン、ダン（2009年）。遺伝子以上のもの：有毒化学物質、発達、そして子供たちへのリスクについて科学が教えてくれること。ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-538150-4。
• Buelke-Sam, Judy; Kimmel, Carol A. 編 (1994)。Developmental Toxicology (第 2 版)。ニューヨーク: Raven Press。ISBN 0-7817-0137-6。
• チャドリー、TVN; パーサウド、AE; スカルコ、リチャード G. (1985)。奇形学の基本概念。ニューヨーク: アラン R. リス。ISBN 0-8451-0241-9。
• シャーディン、ジェームズ L. 編 (2000)。化学的に誘発された出生異常(第 3 版)。ニューヨーク: マルセル デッカー。ISBN 0-8247-0265-4。
• スタイングレーバー、サンドラ（2001年）。『信仰を持つこと：エコロジストの母性への旅』ケンブリッジ、マサチューセッツ州：Perseus Publishing。ISBN 1-903985-14-5。