Studie deckt auf, wie "ewige Chemikalien" die Herzgesundheit älterer Frauen beeinflussen können
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass man nicht alle PFAS in einen Topf werfen kann"
Neue Forschungsergebnisse der University of Illinois Urbana-Champaign bringen mehrere Arten von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS, auch bekannt als "forever chemicals") mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Frauen nach der Menopause in Verbindung. Die Studie zeigt insbesondere, wie PFAS-Chemikalien mit entzündungsfördernden Stoffwechselwegen bei älteren Frauen interagieren, was eine mögliche Erklärung für das erhöhte Risiko liefert.
"Frühere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Exposition gegenüber PFAS eine Rolle bei der Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen während des Übergangs zur Menopause spielen könnte, aber die biologischen Mechanismen waren nicht gut verstanden", sagte die Hauptautorin der Studie, Alicia Arredondo Eve, eine promovierte Forscherin in der Abteilung für Lebensmittelwissenschaft und menschliche Ernährung (FSHN) im College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) in Illinois. "Wir haben uns auf bestimmte PFAS-Chemikalien sowie auf die Herz-Kreislauf-Erkrankungen konzentriert, die bei älteren Frauen häufiger auftreten.
Es ist schwierig, PFAS zu entkommen. Die künstlich hergestellten Chemikalien beschichten Antihaft-Pfannen, wasserdichte Kleidung, Lebensmittelverpackungen, Quittungen und viele andere Gegenstände, mit denen wir täglich in Kontakt kommen, ganz zu schweigen davon, dass sie in einem Großteil unserer Wasserversorgung enthalten sind. Einige Formen - und es gibt Tausende von chemischen Varianten - können Hunderte oder Tausende von Jahren in der Umwelt verbleiben, weshalb sie auch als "ewige Chemikalien" bezeichnet werden.
Es überrascht nicht, dass Studien darauf hindeuten, dass fast alle Amerikaner PFAS in ihrem Blut und anderen Körpergeweben haben. Frauen vor der Menopause sind jedoch etwas besser dran. Dank der Geburt, des Stillens und ihres monatlichen Menstruationszyklus scheiden prämenopausale Frauen mehr PFAS aus als Männer und postmenopausale Frauen. Nach dem Ende der Menstruation reichern sich PFAS an und können Probleme verursachen.
Die Wissenschaftler sind noch dabei, die genaue Wirkung von PFAS-Chemikalien im Körper zu ermitteln, doch scheinen sie die Hormonsignalübertragung zu stören und die normale Fortpflanzungs- und Herz-Kreislauf-Funktion zu beeinträchtigen. Die meisten PFAS-Studien konzentrierten sich auf Männer oder Frauen während ihrer reproduktiven Jahre, aber Arredondo Eve und Co-Autorin Zeynep Madak-Erdogan sagen, dass Frauen nach der Menopause besondere kardiovaskuläre Probleme haben.
Um diese Wissenslücke zu schließen, analysierten die Forscher Daten und Proben von 70 postmenopausalen Frauen in der Türkei. Bei etwa einem Drittel der Frauen war eine koronare Herzkrankheit diagnostiziert worden, die weltweit häufigste Form von Herzerkrankungen. Ein weiteres Drittel hatte eine koronare mikrovaskuläre Erkrankung, die bei Frauen nach der Menopause häufig auftritt. Das verbleibende Drittel wies keine Anzeichen einer Herzerkrankung auf.
Alle Proben wurden auf das Vorhandensein und den Gehalt von zwei langkettigen PFAS (die in den USA nicht mehr hergestellt werden) - PFOS und PFOA - und einer neueren kurzkettigen PFAS-Chemikalie, bekannt als PFBS, untersucht. Anschließend analysierten die Forscher mithilfe komplexer maschineller Lernverfahren die Beziehungen zwischen den PFAS und verschiedenen Blutmetaboliten und Proteinen.
"Wenn man mehrere Faktoren hat und sich auf einen oder zwei konzentrieren will, sind Techniken des maschinellen Lernens sehr effizient, um die Anzahl der Faktoren zu reduzieren", sagte Madak-Erdogan, ein außerordentlicher Professor an der FSHN. "Wir fanden heraus, dass PFOS eng mit koronarer Herzkrankheit assoziiert war, während PFOA eher eine Vorhersage für koronare mikrovaskuläre Erkrankungen war.
Außerdem interagierten die beiden Chemikalien mit Proteinen und Signalwegen, die mit Entzündungen in Verbindung stehen. Chronische Entzündungen, die durch Stress, falsche Ernährung, Infektionen oder andere Ursachen ausgelöst werden, sind ein Risikofaktor sowohl für koronare Herzkrankheiten als auch für koronare Mikrogefäßerkrankungen. Während die Wechselwirkungen mit Entzündungswegen angesichts der fraglichen Krankheiten keine Überraschung waren, ergab sich ein unerwartetes Muster.
"Die von uns untersuchten PFAS wirkten sich unterschiedlich auf die Fülle der zirkulierenden entzündungsfördernden Faktoren aus. Das hatten wir nicht erwartet", sagte Arredondo Eve. "PFOA und PFOS unterscheiden sich nicht so sehr in ihrer chemischen Struktur. Unsere Ergebnisse zeigen, dass man nicht alle PFAS in einen Topf werfen kann."
Höhere PFOA-Konzentrationen, die eine koronare mikrovaskuläre Erkrankung vorhersagten, waren mit höheren Konzentrationen der Aminosäuren Isoleucin und Leucin sowie mit höheren Konzentrationen proinflammatorischer Zytokine verbunden. Umgekehrt waren höhere PFOS-Werte, die mit koronarer Herzkrankheit in Zusammenhang stehen, mit niedrigeren Isoleucin- und Leucinwerten verbunden.
Zusätzlich zu diesen gegensätzlichen Auswirkungen auf die Metaboliten wurde jeder PFAS mit einer Reihe von entzündungsfördernden Proteinen in Verbindung gebracht. Die Forscher sagen, dass weitere präklinische Forschung erforderlich ist, um die mechanistische Grundlage dieser Unterschiede zu verstehen.
Letztendlich bestätigt die Studie frühere Forschungsergebnisse, die die Exposition gegenüber PFAS mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Frauen nach der Menopause in Verbindung bringen, und gibt Hinweise darauf, wie die Chemikalien mit entzündungsfördernden Prozessen im Körper interagieren. Leider, so die Autoren, können Frauen nicht viel tun, um PFAS wieder loszuwerden, nachdem sie in ihren Körper gelangt sind. Stattdessen raten sie Frauen, eine längere Exposition zu vermeiden, indem sie PFAS-freie Kleidung, Kochgeschirr und andere Materialien wählen.
"Wir brauchen mehr Aufklärung darüber, wie wir unsere Exposition gegenüber PFAS reduzieren können", sagte Madak-Erdogan. "Es muss auch mehr getan werden, um diese Chemikalien, die in die Umwelt gelangen, zu regulieren und einzudämmen.
Das Team plant, die Auswirkungen von PFAS auf die Gesundheit von Frauen weiter zu untersuchen.
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