Schildklierhormoonsysteem

het belang van schildklierhormonen voor normale ontwikkeling en rijping is duidelijk vastgesteld en verscheidene andere persistente organische verontreinigende stoffen beïnvloeden het schildklierhormoonsysteem, daarom was het geen verrassing toen voor het eerst werd aangetoond dat de reproductieve en ontwikkelingstoxiciteit van PFOS en PFOA een gevolg zou kunnen zijn van dit soort werkingsmechanisme. Het schildklierhormoonsysteem in de foetus ontwikkelt zich laat en de foetus vertrouwt op het maternale schildklierhormoonsysteem tot vlak voor de geboorte, wat betekent dat het maternale schildklierhormoonsysteem prenataal en rond de geboorte van het grootste belang is en postnataal verschuift de interesse naar dat van de nakomelingen, wanneer ook de hypothalamus–hypofyse–schildklieras zich ontwikkelt en een normale functie krijgt (Dussault en Labrie, 1975).

bij zebravis (een nieuw modelorganisme voor de studie van Reproductietoxiciteit) blootgesteld aan lage PFOS–concentraties (0-400 µg/L), werd de expressie van verschillende genen in het hypothalamus–hypofyse-schildkliersysteem 15 dagen na de bevruchting beïnvloed. De genen die aan de synthese, de regelgeving, en de actie van schildklierhormonen corresponderen werden veranderd, zoals corticotropin-releasing factor, schildklier-stimulerend hormoon (TSH), schildklierperoxidase, transthyretin, en schildklierreceptor alpha en beta. Triiodothyronine (T3) spiegels waren significant verhoogd, wat wijst op een verstoorde schildklierhormoonstatus na blootstelling aan PFOS bij zich ontwikkelende vissen (Shi et al., 2009).

herhaalde langdurige blootstelling aan PFOS is onderzocht bij verschillende soorten, bijvoorbeeld ratten, muizen en apen. Bij de volwassen apen nam TSH toe (ongeveer tweemaal de controle) en nam de totale T3 af, vergezeld van lagere concentraties van vrij T3 (Seacat et al., 2002). Vrouwelijke ratten die tijdens de dracht werden blootgesteld aan verschillende doses PFOS hadden al 1 week na blootstelling aan chemische stoffen een verlaagd serumthyroxine (T4) en T3, hoewel er geen feedbackrespons van TSH werd waargenomen. Deze vermindering van T4 wordt ook gezien bij drachtige muizen (Chang et al., 2008; Thibodeaux et al., 2003). Deze effecten bij volwassen dieren werden vergeleken met effecten bij jongen na blootstelling van de moeder. Bij rattenpups werd al op de postnatale dag (PND) 2 hypothyroxinemie gedetecteerd. Zowel de totale T4-als de vrije T4-concentraties in serum waren verlaagd, en deze afname van de vrije T4 hield aan tot in de adolescentie, terwijl de spiegels van de totale T4 leken te zijn hersteld tegen de leeftijd van het spenen. T3 en TSH bij de jongen werden niet beïnvloed door de blootstelling van de moeder aan PFOS tijdens de dracht. Bij muizen waren de serumthyroxinespiegels verlaagd. Dit toont aan dat zwangerschapsblootstelling aan PFOS het schildklierhormoonsysteem bij zowel ratten als muizen tijdens de ontwikkeling kan veranderen, wat op zijn beurt een van de werkingsmechanismen kan zijn achter de reproductieve en ontwikkelingstoxiciteit van PFOS (Chang et al., 2009; Lau et al., 2003). Deze effecten zijn bevestigd in andere studies waarin aan PFOS blootgestelde Dammen significante dalingen in totaal T3 en totaal T4 hadden, terwijl de TSH concentraties onveranderd waren. Bij pups van de met PFOS behandelde moederdieren werden significante verlagingen van vrije T4 en totaal T4 tot onmeetbare niveaus waargenomen, wat ook eerdere studies bevestigt (Luebker et al., 2005). Vanwege het ontbreken van effecten op TSH wordt geconcludeerd dat PFOS geen hypothyreoïdtoestand induceert, aangezien de diagnose van primaire hypothyreoïdie gebaseerd is op verminderde serumvrije T4 en de daaruit voortvloeiende compenserende verhoging van TSH. De inherente eigenschap van PFOS om veranderingen in het schildklierhormoonsysteem te veroorzaken, die secundair aanleiding geven tot reproductieve en ontwikkelingstoxiciteit, is blijkbaar dosisgerelateerd, wat betekent dat de effecten groter of erger zijn hoe hoger de dosis. Bovendien hebben studies gemeld dat PFOS kan fungeren als een schildklierhormoonreceptorantagonist, die ook wat nieuw licht werpt op het werkingsmechanisme van deze chemische stof (Du et al., 2013).

Er is weinig kennis over PFOA en de effecten ervan op het schildklierhormoonsysteem, maar bij mannelijke werknemers van productievestigingen is vastgesteld dat PFOA serumconcentraties een negatief verband hebben met vrij T4 en een positief verband met T3 (Olsen en Zobel, 2007). In dierstudies hadden aan PFOA blootgestelde ratten verstoringen in genen gerelateerd aan het schildklierhormoonmetabolisme en deze verstoringen werden in vivo geëvenaard door depletie van het schildklierhormoon in serum (Martin et al., 2007). Bovendien is bij cDNA-microarrays bij vissen (zeldzame minnows, Gobiocypris rarus) vastgesteld dat subchronische blootstelling aan PFOA genen die verantwoordelijk zijn voor de biosynthese van schildklierhormonen remt (Wei et al., 2008), maar gegevens over reproductieve en ontwikkelingstoxiciteit van PFOA zijn in principe niet bestaand.