环境荷尔蒙、重金属:影响生育与母婴健康的关键指标

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近年来全球许多国家的生育率屡创新低,不孕、不育已经成为全球人类必须共同面对的存亡议题。归咎原因,除了已开发国家晚婚、延迟生育时间等普遍的现象以外,日渐恶化的环境因素也扮演非常关键的角色,其中环境荷尔蒙和重金属对于生育力和母胎健康的影响之大,更是重中之重。

环境荷尔蒙(environmental hormone),又称为内分泌干扰素(endocrine disrupting chemicals, EDCs),是一系列结构类似人体荷尔蒙(激素)并可扰乱内分泌功能的人工合成化学物质,可大致分为:塑化剂、防腐剂、双酚类清洁剂和有害重金属等类别,普遍存在于塑胶容器、食品、化妆品、个人和居家清洁用品等工业制品。(见表一)由工业化社会发展所产生的环境有害物质,当其被不当的滥用、误用、任意丢弃使其进入生态系中,将透过食物链或生活环境的接触与曝露(食物、饮用水甚至是空气中的悬浮微粒),累积在人体内,长期下来将对生殖、肝肾代谢、心血管与神经系统产生极大的危害,更造成自然环境中的生物产生雌性化、畸型突变,让地球面临永续性的生态浩劫。环境荷尔蒙对人体或野生动物之影响,会随年纪或性别而有所差异;一般而言,对胎儿和新生儿的影响最为显著。

表一、常见环境荷尔蒙与有害重金属

过去普遍认为环境当中的污染物质与癌症的发生率有密切的关系,2004年 《自然(Nature)》期刊则指出,外这些来自环境的干扰物质,不仅会大幅降低男性精子生成的数量和品质,在女性身上也会降低生育能力,甚至累积在怀孕的母体并影响胎儿在胚胎时期的发育,将环境因子的负面影响垂直传递到下一代,导致新生儿的先天发育异常。

环境荷尔蒙诱发妇科疾病并导致女性不孕

环境荷尔蒙在女性身体中会模拟雌激素(动情激素)的作用,导致女性的荷尔蒙平衡受到干扰,使得女孩提前性成熟、卵巢功能降低、受孕力下降,甚至诱发许多妇科疾病,如:子宫内膜异位症、子宫肌瘤、子宫腺肌症、多囊性卵巢症候群等。其中子宫内膜异位症是造成女性不孕症最常见的原因之一,平均每10名妇女就有1位患有子宫内膜异位症,其中有30~40%的子宫内膜异位症患者会演变成不孕的情况。根据民国105年(2016年)国民健康署统计,台湾接受不孕症治疗的患者,至少有5%是由子宫内膜异位症所导致。目前已有研究证实,环境荷尔蒙的暴露与子宫内膜异位症的发生和严重程度有密切的关连,可能也是女性不孕症日益增加的关键外在因素。另外,对羟基苯甲酸丙酯(Propyl-paraben)和双酚A的过度暴露会降低女性卵巢的空腔滤泡数 (antral follicle count),进而导致卵子的品质和数量受到影响,也是大幅提高女性不孕症的主因之一。

重金属增加女性不孕流产与妊娠风险

化妆品被检测出重金属的消息时有所闻,最常见的就是重金属铅 (Pb) 和汞 (Hg),对女性的卵巢功能有着极大的伤害,不仅增加育龄妇女不孕的比例,甚至提高怀孕时胎儿流产和早产的风险。对于重金属与女性不孕、妊娠风险相关之研究如表二所示,此外孕妇血液中的砷 (As)、铅 (Pb)、汞(Hg)浓度,也被证实与妊娠周期缩短有关,血液中重金属浓度高将大幅提高胎儿早产的风险。台湾也曾有生殖医学研究团队分析,不孕症妇女血液中的铅 (Pb) 和砷 (As) 的浓度都明显高于一般女性,显见重金属对于生殖健康的危害。

表二、重金属与女性不孕、妊娠风险相关之研究

环境荷尔蒙与重金属造成男性不孕

根据国民健康署统计,在所有不孕症的案例当中,有12.2%是由于男性不孕因素所导致,且近年来比例逐渐增加,成为热门的社会议题。其实,环境荷尔蒙和重金属对生育力的影响并不仅限于女性,其在男性不孕也扮演着重要角色。

国立成功大学李俊璋教授与成功大学医学院吴孟兴医师、郭保麟医师合作一项为期三年的研究,从不孕门诊筛选259位不孕症男性成人与39 位怀孕妇女的配偶(男性成人对照组)比较,测量体内塑化剂浓度及睾丸功能指标(男性荷尔蒙、INSL3 与精液品质等),发现不孕症男性成人体内塑化剂浓度比一般正常男性成人高出1~2 倍,当体内塑化剂浓度愈高时,INSL3 愈低,体内睪固酮及游离睪固酮也跟着降低,睾丸功能明显降低,让传宗接代的困难度大大提高。

已经有诸多科学文献从动物实验和人类临床研究着手,指出常见的环境荷尔蒙: 邻苯二甲酸酯( Phthalates )和双酚A(BPA)的暴露或体内浓度过高,对于男性(雄性)的生殖健康有负面的影响,除了环境荷尔蒙之外,体内的重金属累积,也会对男性的生育能力产生关键性的危害,在男性的血液和精液当中也经常能够检测出这些重金属的存在。(见表三)台湾的林口长庚医院临床毒物科林杰梁医师和妇产部吴宪铭医师研究团队,蒐集分析341名成年男性的精液,发现精液中的铅浓度和精虫数量呈现线性反比关系(r=0.130, P=0.0165),当精液中铅浓度越高,精虫数量就越少,也证实男性不孕与铅暴露的高度相关性。

表三、环境荷尔蒙/重金属对男性不孕的影响

环境荷尔蒙增加早产风险并影响胎儿发育

三氯沙(Triclosan)在动物实验中被证实,会降低妊娠子宫的质量、影响胚胎着床的机会,并大幅提升流产率和胚胎死亡率,对于母胎健康可能产生极大的威胁。另一项针对怀孕妇女的研究结果显示,羟基苯甲酸酯(Parabenes)的体内浓度会增加胎儿早产的比例,并降低新生儿出生的体重和身高。阳明大学陈美莲教授主持的研究团队发现,怀孕期间暴露过多的环境荷尔蒙壬基酚(Nonyl Phenol)与双酚A(BPA),胎儿出生后容易出现头围较小、体重较轻与身长较短的状况。

在女性怀孕阶段、或是婴幼儿成长过程中暴露在环境荷尔蒙之下,对男宝宝特别容易会造成性器官发育的影响,例如阴茎较短或发育不良,严重将使其性器官畸形或雌性化发育(阴阳人);对女宝宝造成的影响主要为女性荷尔蒙过多,可能会提早出现第二性征(也就是性早熟,一般指小于8岁的女生),或是影响未来怀孕能力等生殖系统的病变发生。对后代健康的影响不容小觑。

三氯沙小档案:
三氯沙为一种杀菌剂,可降低微生物生长,是常见于清洁用品及化粧品的抗菌防腐成分。具有多种英文名称,包含:Triclosan 、 Aquasept 、 Gamophen 、Irgasan、 Sapoderm 、 Ster_Zac。部分研究指出,当三氯沙与存有余氯之自来水接触后,会产生三氯甲烷,而三氯沙排放至废水中也可能产生戴奥辛,因此在使用上仍有安全疑虑。

重金属过高影响中枢神经与心智发展

目前医学已经证实,铅 (Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、镍 (Ni) 、铝(Al)等重金属在人体的长期暴露,会对脑部中枢神经产生毒性,容易导致阿兹海默症(Alzheimer’s disease)、巴金森氏症(Parkinson’s disease)等神经退化疾病。然而,比起一般民众,重金属对于怀孕妇女与婴幼儿健康的影响却更为显著。

由于怀孕母体的血液会借由胎盘和脐带对胎儿进行养份输送与新陈代谢,因此母体内的重金属也会经由此一途径对胎儿产生影响。有美国和澳洲的跨国研究团队证实,在新生胎儿的脐带血当中,也能检测出铅,且追踪新生儿6个月和12个月的状况发现,脐带血中铅含量越高的新生儿,心智发展指数(Bayley Mental Development Index)越低,显示怀孕母体的重金属暴露对于腹中胎儿的脑中枢神经发育有着关键性的影响。欧洲波兰的研究则指出,汞 (Hg) 对于新生儿的心理动作能力(psychomotor ability)和精神表现(mental performance)都有显著的负面影响。

此外,多篇分别来自美国、孟加拉、墨西哥、台湾和印度等地的医学研究都提出警讯,表明砷 (As) 的暴露对于婴幼儿的认知能力会产生负面影响,其中在孟加拉的研究发现,砷 (As) 的长期暴露,与儿童的智商低落(IQ deficits)、注意力相关行为低落、学业成就低落具有显著的关联性。

不孕症疗程的成败关键因子:环境荷尔蒙与重金属

许多不孕夫妻会选择寻求人工生殖技术的专业协助,但在许多内外在因素的交互影响之下,并非所有夫妻都能顺利如愿怀孕生产,双方体内的环境荷尔蒙和重金属残留程度,都有可能是影响成败的关键。如表四所整理的临床研究结果可见,环境荷尔蒙、重金属乃至体内的微量元素都对不孕症疗程产生一定程度的影响。综合表列之科学证据,建议在进行不孕症疗程咨询时,可将环境荷尔蒙和重金属的检测数据纳入评估,改善暴露程度,有机会提高试管婴儿的疗程效率。

表四、环境荷尔蒙/重金属/微量金属元素 对不孕疗程之影响

可经由肝肾代谢排除累积危害

由于环境荷尔蒙和重金属对生殖细胞的影响较大,不同发育阶段的胎儿所受到的伤害程度也不相同。一般来说,怀孕前期是胎儿相对最敏感的时间,必须特别注意避免长时间暴露和接触有毒化学物质的环境,凡是有计划生育的夫妻或怀孕初期的孕妇都应该透过环境毒物危害因子检测,随时留意自身的环境荷尔蒙和重金属的浓度是否偏高,进而采取较积极的健康改善措施。然而,一般环境荷尔蒙和重金属在人体可以经由肝脏肾脏的代谢,透过流汗、尿液的途径多能排出体外,只要减少持续性的环境暴露和生活接触,搭配适度运动和健康均衡饮食,就能避免受到环境荷尔蒙与重金属累积的危害。

撰文 / John Hung
审稿 / Alma Wu

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