A birth cohort study to investigate the association between prenatal phthalate and bisphenol A exposures and fetal markers of metabolic dysfunction

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dc.contributor.author

Ashley-Martin, Jillian

Dodds, Linda

Arbuckle, Tye E.

Ettinger, Adrienne S.

Shapiro, Gabriel D.

Fisher, Mandy

Morisset, Anne-Sophie

Taback, Shayne

Bouchard, Maryse F.

Monnier, Patricia

Dallaire, Renee

Fraser, William D.

dc.date.accessioned

2024-05-03T21:26:21Z

dc.date.available

2024-05-03T21:26:21Z

dc.date.issued

2014-10-22

dc.description - en

Phthalates and bisphenol A (BPA) are chemicals that are used in a variety of plastic consumer products. Because these chemicals are structurally similar to the hormones that our bodies produce, these chemicals may have harmful effects on the endocrine and reproductive systems. This is of particular concern for pregnant women and their developing babies because gestation is a time of enhanced susceptibility to the potential adverse effects of environmental contaminants. Scientific research has recently been examining the role of common environmental contaminants that impact metabolism, through effects on the endocrine system, as possible contributing factors in the rise in the number of individuals that exceed a healthy weight and that have type-2 diabetes. In particular, this study examined the relationship between pregnant mother’s exposure to phthalates and bisphenol A, as measured through levels in their urine, and biomarkers of metabolic function in umbilical cord blood obtained through the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) biobank. The two biomarkers, leptin and adiponectin, are hormones that may provide an indication of childhood growth patterns. The results showed that leptin levels were higher among female infants than male infants, while adiponectin levels were approximately the same among males and females. When compared to women with low exposure levels, women with moderate levels of exposure to one phthalate metabolite, monobenzyl phthalate, were slightly more likely to have high cord blood leptin levels. As well, women with high exposure to the phthalate metabolite, monoethyl phthalate, were slightly more likely to have high cord blood adiponectin levels. This research suggests that exposures to common environmental contaminants during pregnancy may have an impact on fetal hormone levels associated with metabolic function. Further research needs to be done to examine whether these changes in hormone levels are associated with changes in childhood growth trajectories leading to obesity and/or type-2 diabetes. This work was led by researchers at Dalhousie University and funded by the Canadian Diabetes Association (CDA). Health Canada scientists are the lead on the MIREC study, assisted with the interpretation of these results, provided editorial advice and are co-investigators on the grant to Dalhousie University scientists from the CDA.

dc.description.abstract - en

Background: Obesity and type-2 diabetes are on the rise and in utero exposure to environmental contaminants is a suspected contributing factor. Our objective was to examine associations between prenatal exposure to potential endocrine disrupting chemicals and markers of fetal metabolic dysfunction. Methods: The Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals Study (MIREC) recruited 2001 women during the first trimester of pregnancy from 10 Canadian sites. First trimester maternal urine was measured for 11 phthalate metabolites and bisphenol A (BPA). Leptin and adioponectin measured in 1,363 available umbilical cord blood samples served as markers of metabolic function. Restricted cubic spline curves were used to assess the relationship between continuous measures of phthalate and BPA levels and cord blood adipokines. Polytomous logistic regression models were used to estimate odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI) for the association between phthalates and BPA and both high (≥90th percentile) and low (≤10th percentile) fetal adiponectin and leptin, adjusting for confounding factors. Analyses were conducted for all subjects, overall, and separately by fetal sex. Results: Leptin was significantly higher in female than male infants. We observed an inverse, non-linear relationship between BPA and adiponectin among males in the restricted cubic spline and linear regression analysis. Mono-(3-carboxypropyl) (MCPP) was associated with increased odds of high leptin among males in the polytomous logistic regression models (4th quartile OR = 3.5 95% CI: 1.1-11.6). Conclusion: Our findings contribute to the growing body of evidence examining the influence of early life exposure on metabolic regulation and function. Associations between maternal exposure to chemicals and markers of metabolic function appear to be potentially sex specific. However, further investigation is required to determine whether in utero and childhood exposure to BPA and phthalates are associated with metabolic dysfunctions later in life.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Contexte : L'obésité et le diabète de type 2 sont en augmentation et l'exposition in utero à des contaminants environnementaux est soupçonnée d'être un facteur contributif. Notre objectif était d'examiner les associations entre l'exposition prénatale à de potentiels perturbateurs endocriniens et les marqueurs de dysfonctionnement métabolique fœtal. Méthodes : L'étude de recherche mère-enfant sur les produits chimiques environnementaux (MIREC) a recruté 2 001 femmes au cours du premier trimestre de la grossesse dans 10 sites canadiens. L'urine maternelle du premier trimestre a été mesurée pour 11 métabolites de phtalates et le bisphénol A (BPA). La leptine et l'adioponectine mesurées dans 1 363 échantillons de sang de cordon ombilical disponibles ont servi de marqueurs de la fonction métabolique. Des courbes spline cubiques restreintes ont été utilisées pour évaluer la relation entre les mesures continues des niveaux de phtalates et de BPA et les adipokines du sang de cordon. Des modèles de régression logistique polytomique ont été utilisés pour estimer les rapports de cotes (OR) et les intervalles de confiance (IC) à 95 % pour l'association entre les phtalates et le BPA et l'adiponectine et la leptine fœtales élevées (≥ 90e centile) et faibles (≤ 10e centile), en ajustant pour facteurs de confusion. Les analyses ont été effectuées pour tous les sujets, globalement et séparément selon le sexe fœtal. Résultats : La leptine était significativement plus élevée chez les nourrissons de sexe féminin que chez les nourrissons de sexe masculin. Nous avons observé une relation inverse et non linéaire entre le BPA et l'adiponectine chez les hommes dans l'analyse spline cubique restreinte et l'analyse de régression linéaire. Le mono-(3-carboxypropyl) (MCPP) était associé à un risque accru de leptine élevée chez les hommes dans les modèles de régression logistique polytomique (OR du 4e quartile = 3,5, IC à 95 % : 1,1-11,6). Conclusion : Nos résultats contribuent au nombre croissant de preuves examinant l'influence de l'exposition précoce dans la vie sur la régulation et la fonction métaboliques. Les associations entre l'exposition maternelle à des produits chimiques et les marqueurs de la fonction métabolique semblent potentiellement spécifiques au sexe. Cependant, des recherches plus approfondies sont nécessaires pour déterminer si l'exposition in utero et pendant l'enfance au BPA et aux phtalates est associée à des dysfonctionnements métaboliques plus tard dans la vie.

dc.description.fosrctranslation - fr

Les phtalates et le bisphénol A (BPA) sont des produits chimiques utilisés dans divers produits de consommation en plastique. Étant donné que ces produits chimiques sont structurellement similaires aux hormones produites par notre corps, ils peuvent avoir des effets nocifs sur les systèmes endocrinien et reproducteur. Ceci est particulièrement préoccupant pour les femmes enceintes et leurs bébés en développement, car la gestation est une période de vulnérabilité accrue aux effets néfastes potentiels des contaminants environnementaux. La recherche scientifique a récemment examiné le rôle des contaminants environnementaux courants qui ont un impact sur le métabolisme, à travers leurs effets sur le système endocrinien, comme facteurs pouvant contribuer à l'augmentation du nombre d'individus dépassant le poids santé et souffrant de diabète de type 2. En particulier, cette étude a examiné la relation entre l’exposition des mères enceintes aux phtalates et au bisphénol A, mesurée par les niveaux dans leur urine, et les biomarqueurs de la fonction métabolique dans le sang du cordon ombilical obtenus grâce à la biobanque de recherche mère-enfant sur les produits chimiques environnementaux (MIREC). Les deux biomarqueurs, la leptine et l’adiponectine, sont des hormones qui peuvent fournir une indication sur les schémas de croissance de l’enfant. Les résultats ont montré que les niveaux de leptine étaient plus élevés chez les nourrissons de sexe féminin que chez les nourrissons de sexe masculin, tandis que les niveaux d'adiponectine étaient à peu près les mêmes chez les garçons et les filles. Par rapport aux femmes ayant de faibles niveaux d'exposition, les femmes ayant des niveaux modérés d'exposition à un métabolite du phtalate, le phtalate de monobenzyle, étaient légèrement plus susceptibles d'avoir des taux de leptine élevés dans le sang du cordon. De plus, les femmes fortement exposées au métabolite du phtalate, le phtalate de monoéthyle, étaient légèrement plus susceptibles d'avoir des taux élevés d'adiponectine dans le sang du cordon. Cette recherche suggère que l'exposition à des contaminants environnementaux courants pendant la grossesse pourrait avoir un impact sur les niveaux d'hormones fœtales associés à la fonction métabolique. Des recherches supplémentaires doivent être menées pour déterminer si ces changements dans les niveaux hormonaux sont associés à des changements dans les trajectoires de croissance de l'enfant conduisant à l'obésité et/ou au diabète de type 2. Ce travail a été dirigé par des chercheurs de l'Université Dalhousie et financé par l'Association canadienne du diabète (ADC). Les scientifiques de Santé Canada dirigent l'étude MIREC, ont aidé à l'interprétation de ces résultats, ont fourni des conseils éditoriaux et sont co-chercheurs de la subvention accordée par l'ADC aux scientifiques de l'Université Dalhousie.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1186/1476-069X-13-84

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2410

dc.language.iso

en

dc.publisher

BMC

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

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A birth cohort study to investigate the association between prenatal phthalate and bisphenol A exposures and fetal markers of metabolic dysfunction

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Article

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