Serum levels of persistent organic pollutants and insulin secretion among children aged 7 to 9

Abstract

Background: Although children are more vulnerable than adults to environmental hazards, due to their physiological and behavioral characteristics, few studies have been conducted to assess internal exposure to Persistent Organic Pollutants (POPs) in children. Moreover, POPs, known endocrine disruptors, have been suggested as a possible risk factor for diabetes. Objectives: In this study, we first determined serum levels of POPs in children and then prospectively examined the association between metabolic biomarkers and serum concentration of POPs among children. Methods: Data was collected from the Ewha Birth & Growth Cohort Study, an ongoing longitudinal birth cohort study constructed between 2001 and 2006. Additionally, 51 serum concentrations of POPs were measured during 2010-2012 in a total of 214 children, aged 7 to 9. Metabolic biomarkers were measured at baseline and first year of follow-up. Multivariate regression analysis and a linear mixed effects model were used to examine the relationship between POPs tertiles and metabolic biomarkers. Results: Our results demonstrated that 15 compounds were present in more than 50% of the samples. Also, compared with the lowest tertile of total PCBs, participants in the third tertile had decreased HOMA-β (β: -0.21; 95% confidence interval (CI): -0.41, -0.01), after adjustment of age, sex, BMI z-score, mother's education, Ponderal Index (PI), and history of breastfeeding. When conducting the linear mixed model using cohort data, HOMA-β levels of subjects in the higher tertile of total PCBs still remained lower compared with those in the lowest tertile of total PCBs after 1 year follow-up period (94.7 vs. 111.5, respectively). Conclusion: This study suggests that even though the uses of POPs have been banned and/or restricted, children were still exposed to some chemicals. Moreover, POPs exposure among children might affect insulin secretory function, which may possibly lead to an increased risk of developing diabetes later in life.;어린이는 빠른 신진대사와 신체의 미성숙, 행동적 특성으로 인하여 환경물질에 더 쉽게 노출될 수 있는 특성을 가지고 있다. 잔류성 유기화합물(Persistent Organic Pollutants, POPs)는 체내에서 내분비 활성을 방해하는 내분비 교란물질로 강한 독성, 잔류성, 장거리 이동성, 생체 내 축적의 특성을 가지고 인체나 환경에 위해를 미치는 물질이다. 또한, 최근 연구에서는 비만뿐 아니라 비만조직에 축적된 잔류성 유기화합물과 같은 화학물질의 노출이 당뇨병발생에 영향을 미칠 수 있다는 연구 보고가 있다. 따라서, 이 연구에서는 국내 어린이의 잔류성 유기화합물 노출수준을 모니터링하고 그 노출수준에 따른 어린이의 인슐린분비기능과의 관련성을 알아보고자 하였다. 2001년도부터 2006년도 이화여자대학교 의과대학부속 목동병원에 내원하여 산전진찰을 받은 산모를 대상으로 연구참여에 동의를 구한 후, 2005년부터 그들의 자녀들을 대상으로 영아성장 코호트를 구축하여 추적 관찰한 만 7세-9세 214명을 선정하여 51개의 잔류성 유기화합물 노출 정도를 분석하였다. 대사지표는 당해 년도와 1년의 추적관찰을 통해 측정이 되었다. 연구가설에 따라 다중회귀분석, 로지스틱 회귀분석, 선형 혼합 효과 모델로 관련성을 평가하였다. 본 연구결과에서는 대상자 50%이상이 총 15개의 화학물질에서 검출한계 (Limit of detection, LOD) 이상의 값을 가졌고 성별에 따른 유의한 차이는 없었으나 연령에 따라 증가하는 경향성을 확인하였다. 또한, 몇 개의 화합물에서 HOMA-β의 값과 유의한 음의 관련성을 보였다 (Total PCB의 경우, β: -0.21; 95% confidence interval (CI): -0.41, -0.01). POPs 노출 후 1년뒤의 HOMA-β값을 조사하였을 때도 비슷하게 POPs노출군 tertile로 나누어서 조사한 결과, 좀더 높은 tertile에 속하는 대상자의 HOMA-β값이 가장 낮은 tertile에 속하는 대상자보다 더 낮았다 (94.7 vs. 111.5, respectively). 본 연구결과에 따르면 POPs 사용이 금지 및 규제됨에도 불구하고 현재 일정량이 노출되고 있음을 알 수 있다. 또한 이러한 POPs노출이 HOMA-β와 유의한 음의 관련성을 보였고 1년 추적관찰후의 결과에서도 비슷한 경향성을 보였다. 이것은 POPs노출이 인슐린분비 기능을 낮춤으로서 당뇨의 위험성을 높일 수 있는 잠재적인 가능성을 제시하였다. 향후 소아건강의 정책마련의 학문적 기초자료를 제공할 수 있도록 메커니즘을 설명할 수 있는 실험연구 및 장기간의 연구가 필요할 것으로 생각된다.