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Neurotoxic Effects of Mixtures of Perfluoroalkyl Substances (PFAS) at Environmental and Human Blood Concentrations
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2024-09-11 , DOI: 10.1021/acs.est.4c06017
Karla M Ríos-Bonilla 1 , Diana S Aga 1 , Jungeun Lee 2 , Maria König 2 , Weiping Qin 2 , Judith R Cristobal 1 , Gunes Ekin Atilla-Gokcumen 1 , Beate I Escher 2
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2024-09-11 , DOI: 10.1021/acs.est.4c06017
Karla M Ríos-Bonilla 1 , Diana S Aga 1 , Jungeun Lee 2 , Maria König 2 , Weiping Qin 2 , Judith R Cristobal 1 , Gunes Ekin Atilla-Gokcumen 1 , Beate I Escher 2
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Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) may cause various deleterious health effects. Epidemiological studies have demonstrated associations between PFAS exposure and adverse neurodevelopmental outcomes. The cytotoxicity, neurotoxicity, and mitochondrial toxicity of up to 12 PFAS including perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, 6:2 fluorotelomer sulfonic acid (6:2 FTSA), and hexafluoropropylene oxide-dimer acid (HPFO-DA) were tested at concentrations typically observed in the environment (e.g., wastewater, biosolids) and in human blood using high-throughput in vitro assays. The cytotoxicity of all individual PFAS was classified as baseline toxicity, for which prediction models based on partition constants of PFAS between biomembrane lipids and water exist. No inhibition of the mitochondrial membrane potential and activation of oxidative stress response were observed below the cytotoxic concentrations of any PFAS tested. All mixture components and the designed mixtures inhibited the neurite outgrowth in differentiated neuronal cells derived from the SH-SY5Y cell line at concentrations around or below cytotoxicity. All designed mixtures acted according to concentration addition at low effect and concentration levels for cytotoxicity and neurotoxicity. The mixture effects were predictable from the experimental single compounds’ concentration–response curves. These findings have important implications for the mixture risk assessment of PFAS.
中文翻译:
全氟烷基物质 (PFAS) 混合物在环境和人体血液浓度下的神经毒性作用
全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 可能会导致各种有害的健康影响。流行病学研究表明,PFAS 暴露与不良神经发育结果之间存在关联。在通常观察到的浓度下测试了多达 12 种 PFAS 的细胞毒性、神经毒性和线粒体毒性,其中包括全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、6:2 氟调聚物磺酸 (6:2 FTSA) 和六氟环氧丙烷二聚酸 (HPFO-DA)使用高通量体外测定在环境(例如废水、生物固体)和人体血液中进行检测。所有单个 PFAS 的细胞毒性被归类为基线毒性,存在基于生物膜脂质和水之间 PFAS 分配常数的预测模型。在任何测试的 PFAS 的细胞毒性浓度以下,均未观察到线粒体膜电位的抑制和氧化应激反应的激活。所有混合物组分和设计的混合物在接近或低于细胞毒性的浓度下抑制来自SH-SY5Y细胞系的分化神经元细胞中的神经突生长。所有设计的混合物均按照低效应浓度添加和细胞毒性和神经毒性浓度水平发挥作用。混合物效应可以从实验单一化合物的浓度响应曲线中预测。这些发现对于 PFAS 混合物风险评估具有重要意义。
更新日期:2024-09-11
中文翻译:
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全氟烷基物质 (PFAS) 混合物在环境和人体血液浓度下的神经毒性作用
全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 可能会导致各种有害的健康影响。流行病学研究表明,PFAS 暴露与不良神经发育结果之间存在关联。在通常观察到的浓度下测试了多达 12 种 PFAS 的细胞毒性、神经毒性和线粒体毒性,其中包括全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、6:2 氟调聚物磺酸 (6:2 FTSA) 和六氟环氧丙烷二聚酸 (HPFO-DA)使用高通量体外测定在环境(例如废水、生物固体)和人体血液中进行检测。所有单个 PFAS 的细胞毒性被归类为基线毒性,存在基于生物膜脂质和水之间 PFAS 分配常数的预测模型。在任何测试的 PFAS 的细胞毒性浓度以下,均未观察到线粒体膜电位的抑制和氧化应激反应的激活。所有混合物组分和设计的混合物在接近或低于细胞毒性的浓度下抑制来自SH-SY5Y细胞系的分化神经元细胞中的神经突生长。所有设计的混合物均按照低效应浓度添加和细胞毒性和神经毒性浓度水平发挥作用。混合物效应可以从实验单一化合物的浓度响应曲线中预测。这些发现对于 PFAS 混合物风险评估具有重要意义。