“When environment acts like medicine”
“Cuando el medio ambiente actúa como medicina”
“When environment acts like medicine”
A hard look at impact of chemicals
Story and photos by Sherry Mazzocchi
You are not the men your grandfathers were.
That was one of the many sobering statements delivered by Dr. Linda Birnbaum last week at Columbia University’s Mailman School of Public Health.
Dr. Birnbaum told a rapt audience of hundreds of students, faculty and public health experts that even low levels of exposure to chemicals in the environment have a myriad of damaging effects on both children and adults.
In many cases the damage is irreversible and likely passed on to future generations.
Dr. Birnbaum is the Director of the National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) and the National Toxicology Program. A toxicologist by training, her research focuses on how chemicals found in the environment affect health—or as she put it, how the environment acts as medicine.
Her remarks were part of the 21st Annual Granville H. Sewell Lecture in Environmental Health Sciences and the Mailman School’s 2014 Grand Rounds series, which focuses on the declining U.S. health standing among peer nations, and how public health leadership needs to address the issues.
“Medicine is something you take intentionally,” said Dr. Birbaum. But an alphabet soup of chemicals such as PFCs, PBDEs, PBAs as well as arsenic, atrazine and phthalates impact bodily and cognitive functions and have harmful effects.
The old way of thinking is chemicals overwhelm a body’s defenses by brute force. “What we are now beginning to understand is that chemicals—as well as drugs—act at very low levels,” said Dr. Birnbaum, the first toxicologist and the first woman to lead the NIEHS.
The World Health Organization (WHO) estimates that 85 percent of disease is related to exposure to chemicals in our air, food and water.
This exposure contributes to a wide variety of health conditions that researchers are only beginning to understand. Obesity, autism, increasingly early onset of puberty in girls, and lowered sperm counts have been linked to chemicals found in the environment.
Exposure in early life may also set the stage for disease decades later—and in future generations. An emerging field of study—epigenetics—shows that genes aren’t controlled solely by the primary sequence of DNA.
“How the DNA is turned on and off is extremely important,” Dr. Birnbaum said. “These effects can not only occur in you, but in your children and your grandchildren—and there’s increasing evidence it can affect your great grandchildren.”
The timing of exposure is also key. In utero is a critical time—organs are still forming and gene expression programs are being established. “What happens in utero is not going to be reversible later on,” she said. Puberty and pregnancy are also times when hormone systems are especially sensitive to disruption.
“It takes only very low levels to perturb the endocrine system,” she said.
Female children with high levels of PBDEs (often used as flame retardants and typically found in building materials, plastics and textiles) enter puberty at the earliest stages.
In the U.S., half of all African American girls enter puberty at age 8, as do 35 percent of Hispanic girls and 25 percent of Caucasian girls. Early puberty is linked to breast cancer.
Dr. Birnbaum said her own granddaughter entered puberty before the age of nine. “Her mind was no way in sync with those bodily changes,” she said. “I think this is a huge issue.”
Men’s reproductive health is impacted by exposure to phthalates (chemicals found in plastics and many other manufactured goods). Studies show that male infants with the highest rates of phthalates have the lowest anal-genital distance (the distance from the anus to the tip of the penis).
“A shortening of AGD means you have a de-masculinization effect,” she said. It’s linked to poorer semen quality and a decreasing sperm count worldwide.
“Although the levels are different in different parts of the world, we have to begin asking the question: is the increasing evidence of sub-fertility or infertility in men associated with chemicals like the phthalates?” she said.
Nicotine (found in cigarettes) and PBAs (found in plastic bottles and the lining of cans) act as obesogens. There is evidence that they alter the body’s chemistry to produce more pancreatic insulin and increase the risk for diabetes and obesity.
Asthma has long been associated with air pollution. But new evidence shows that pollutants such as PAHs (found in exhaust) have a multitude of effects—including a decreased immune system, decreased IQ and autism, especially in prenatal exposure.
“The changes in IQ don’t go away,” she said.
Dr. Birnbaum said studies show that living near a freeway was associated with autism spectrum disorder.
“Autism has increased so dramatically over the past 20 years,” she said, noting that a Centers for Disease Control report found that in the year 2000, one in 150 children were somewhere on the autism spectrum. Now it is one in 68.
“Our genes aren’t changing that fast,” she said. “It has to be an environmental impact.”
Studies conducted by Joseph Graziano, Professor of Environmental Studies at Mailman, showed that children exposed to arsenic in well water also have lower IQ scores. Birnbaum also noted that small amounts of arsenic exposure (10 parts per billion) is associated with an alteration in glucose tolerance and diabetes.
Ronald Bayer, Professor of Sociomedical Sciences at Mailman, said nearly every chemical that enters our industrial process has potentially negative consequences—even at the margin. “What standards would we used to balance risks and chemicals?’ he asked.
Dr. Birnbaum said the country needs a national dialogue—and one not dictated by economic interests. “We haven’t—as a society—had a discussion about risks and benefits and tradeoffs.”
“I have tremendous confidence in the ability of American innovation to come up with new approaches and new ways of doing things,” she said. “I’d just like us to know what the risks are before we embark on a new choice. And we don’t do that at all.”
For more information on Dr. Birnbaum and the Mailman School’s Grand Rounds series, please visit http://www.mailman.columbia.edu/events/grand-rounds.
“Cuando el medio ambiente actúa como medicina”
El efecto de las sustancias químicas
Historia y fotos por Sherry Mazzocchi
Ustedes no son los hombres que sus abuelos eran.
Esa fue una de las muchas aleccionadoras declaraciones entregadas por la Dra. Linda Birnbaum la semana pasada en la Escuela Mailman de Salud Pública de la Universidad Columbia.
La Dra. Birnbaum dijo a un público absorto de cientos de estudiantes, profesores y expertos en salud pública que incluso niveles bajos de exposición a productos químicos en el medio ambiente tienen un gran número de efectos perjudiciales en niños y adultos.
En muchos casos, el daño es irreversible y probablemente transmitido a las generaciones futuras.
La Dra. Birnbaum es la directora del Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental (NIEHS) y del Programa Nacional de Toxicología. Una toxicóloga de profesión, su investigación se centra en cómo los productos químicos que se encuentran en el medio ambiente afectan la salud, o según sus propias palabras, cómo el ambiente actúa como medicina.
Sus comentarios fueron parte de la 21ª Conferencia Anual Granville H. Sewell en Ciencias de Salud Ambiental y de la Escuela Mailman 2014 series Grand Rounds, que se centran en la disminución del lugar de Estados Unidos en la salud entre las naciones pares, y cómo el liderazgo en salud pública tiene que abordar los problemas.
“La medicina es algo que se toma intencionalmente”, dijo la Dra. Birbaum. Pero una sopa de letras de los productos químicos, como PFCs, PBDEs, PBA, así como el arsénico, la atrazina y los ftalatos impactan el cuerpo y las funciones cognitivas, y además tienen efectos nocivos.
La vieja manera de pensar es que los productos químicos sobrepasan las defensas del cuerpo mediante la fuerza bruta. “Lo que ahora estamos empezando a entender es que los productos químicos, así como los medicamentos, actúan en niveles muy bajos,” dijo la Dra. Birnbaum, la primera toxicóloga y la primera mujer en dirigir el NIEHS.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que el 85 por ciento de las enfermedades están relacionadas con la exposición a productos químicos en el aire, los alimentos y el agua.
Esta exposición contribuye a una amplia variedad de condiciones de salud que los investigadores sólo están comenzando a entender. La obesidad, autismo, aparición cada vez más temprana de la pubertad en las niñas y bajos recuentos de espermatozoides se han vinculado a las sustancias químicas que se encuentran en el medio ambiente.
La exposición a una edad temprana también puede sentar las bases para la enfermedad décadas más tarde y en las generaciones futuras. Un nuevo campo de estudio de la epigenética muestra que los genes no son controlados exclusivamente por la secuencia primaria del ADN.
“Cómo se activa el ADN dentro y fuera es extremadamente importante”, dijo Dra. Birnbaum. “Estos efectos no sólo pueden ocurrir en ti, sino en tus hijos y tus nietos, y hay cada vez más pruebas que puede afectar a sus bisnietos”.
El tiempo de exposición también es clave. En el útero el tiempo es crítico, los órganos aún se están formando y se están estableciendo programas de expresión génica. “Lo que ocurre en el útero no va a ser reversible más adelante”, dijo. La pubertad y el embarazo también son momentos en los que los sistemas hormonales son especialmente sensibles a la perturbación.
“Toma niveles muy bajos perturbar el sistema endocrino,” dijo ella.
Las niñas con altos niveles de PBDE (a menudo utilizados como pirorretardantes y encontrados típicamente en materiales de construcción, plásticos y textiles) entran a la pubertad en las primeras etapas.
En los Estados Unidos, la mitad de todas las niñas afroamericanas inician la pubertad a los 8 años, al igual que el 35 por ciento de las niñas hispanas y el 25 por ciento de las niñas de raza blanca. La pubertad temprana está ligada al cáncer de mama.
La Dra. Birnbaum dijo que su propia nieta entró en la pubertad antes de los nueve años. “Su mente no podría sincronizarse con los cambios en el cuerpo”, dijo. “Creo que este es un gran problema”.
La salud reproductiva de los hombres se ve afectada por la exposición a los ftalatos (sustancias químicas que se encuentran en los plásticos y muchos otros productos manufacturados). Los estudios demuestran que los bebés de sexo masculino con las tasas más altas de ftalatos tienen la distancia ano-genital más baja (la distancia desde el ano hasta la punta del pene).
“Un acortamiento de AGD significa que tiene un efecto des-masculinización”, señaló. Se le vincula a una peor calidad del semen y una disminución del recuento de esperma en todo el mundo.
“Aunque los niveles son diferentes en distintas partes del mundo, tenemos que empezar a hacernos la pregunta: ¿la creciente evidencia de subfertilidad o infertilidad en los hombres está asociada con productos químicos como los ftalatos?”, cuestionó.
La nicotina (que se encuentra en los cigarrillos) y PBA (que se encuentra en botellas de plástico y el revestimiento de las latas) actúan como obesógenos. Hay evidencia de que alteran la química del cuerpo para producir más insulina de páncreas y aumentan el riesgo de diabetes y obesidad.
El asma se ha asociado con la contaminación del aire. Pero la nueva evidencia muestra que los contaminantes como los HAP (que se encuentran en el escape) tienen una multitud de efectos, incluyendo un sistema inmunológico disminuido, menor coeficiente intelectual y autismo, sobre todo en la exposición prenatal.
“Los cambios en el CI no desaparecen”, dijo.
La Dra. Birnbaum dijo que los estudios muestran que vivir cerca de una autopista está asociado con el trastorno del espectro autista.
“El autismo se ha incrementado de manera dramática en los últimos 20 años”, dijo, y señaló que un informe de los Centros para el Control de Enfermedades encontró que en el año 2000, uno de cada 150 niños oscilaba en el espectro del autismo. Ahora es uno de 68.
“Nuestros genes no cambian tan rápido”, dijo. “Tiene que haber un impacto ambiental”.
Los estudios realizados por José Graziano, profesor de Estudios Ambientales de Mailman, mostró que los niños expuestos al arsénico en el agua de pozo también tienen menor coeficiente intelectual. Birnbaum igualmente señaló que pequeñas cantidades de exposición al arsénico (10 partes por mil millones) se asocia con una alteración de la tolerancia a la glucosa y la diabetes.
Ronald Bayer, profesor de Ciencias Socio médicas en Mailman, dijo que casi todos los productos químicos que entran en nuestro proceso industrial tienen potencialmente consecuencias negativas, incluso en el margen. “¿Qué normas deberíamos utilizar para equilibrar los riesgos y los productos químicos?’, se preguntó.
La Dra. Birnbaum dijo que el país necesita un diálogo nacional y no uno dictado por los intereses económicos. “Nosotros no hemos tenido -como sociedad- una discusión acerca de los riesgos, beneficios y compensaciones”.
“Tengo una gran confianza en la capacidad de innovación estadounidense para llegar a nuevos enfoques y nuevas formas de hacer las cosas”, dijo. “Sólo nos gustaría saber cuáles son los riesgos antes de embarcarnos en una nueva elección. Y no lo sabemos en absoluto”.
Para obtener más información sobre la Dra. Birnbaum y la serie Grand Rounds de la Escuela Mailman, por favor visite http://www.mailman.columbia.edu/events/grand-rounds.
