Lori H. Schwacke, Len Thomas, Ryan Takeshita, Brian Balmer, Ashley Barratclough, Tracy K. Collier, Sylvain De Guise, Russell Clay George, Michel Gielazyn, Forrest M. Gomez, John Kucklick, Ross Martinson, Irvin Schultz, Brian Quigley, Kyle Ross, Todd Speakman, Nicole L. Vollmer, Nicole L. Vollmer, Randall S. Wells, Lynsey A. Wilcox Talbot, Ed Wirth, Gina M. Ylitalo, Eric Zolman, Teresa K. Rowles, Cynthia R. Smith · Frontiers in Marine Science · 2026

Polychlorinated biphenyl exposure and impacts on reproduction and health parameters that affect mortality risk in bottlenose dolphins

Resumo em português

Bifenilos policlorados (PCBs) são poluentes persistentes associados a inúmeros efeitos adversos à saúde. Sintetizamos dados de PCB e saúde coletados ao longo de várias décadas e em seis populações de golfinho-nariz-de-garrafa (Tursiops spp.), incluindo uma população próxima ao fortemente contaminado sítio LCP Chemicals em Brunswick, Geórgia, EUA. Utilizamos amostras de machos e fêmeas juvenis (n=396) para comparar PCBs entre populações, explorar tendências espaciais detalhadas próximas ao sítio LCP Chemicals e examinar tendências temporais em golfinhos-nariz-de-garrafa amostrados próximos a Brunswick e Charleston, Carolina do Sul. Como as fêmeas eliminam grande parte da carga de PCB para seus descendentes, também utilizamos o conjunto completo de amostras (n=580) para examinar o momento da diminuição da carga de PCB no tecido adiposo das fêmeas como indicador da primeira reprodução bem-sucedida. Finalmente, investigamos associações entre concentrações de PCB e indicadores de saúde e hormônios da tireoide. Constatamos que, embora os PCBs tenham diminuído ao longo do tempo (3,54% e 5,01% de queda ao ano para Brunswick e Charleston, respectivamente), as concentrações ainda são extremamente altas em golfinhos amostrados próximos ao sítio LCP Chemicals. A média geométrica dos PCBs totais combinados ao longo dos anos para a população de Brunswick foi de 236 (IC 95%:198–280) μg/g de lipídio, mas variava de apenas 46 a 60 μg/g de lipídio para populações fora do sul da Geórgia. Em Brunswick, as concentrações dos congêneres somados de Aroclor 1268, a mistura comercial de PCB associada às operações do sítio LCP Chemicals, mas raramente usada em outros locais, diminuíram com o aumento da distância da amostragem em relação ao sítio. A idade mediana das fêmeas classificadas ao grupo de amostras que presumidamente se reproduziram com sucesso, indicada pela redução da concentração de PCB, foi de 20,4 anos para Brunswick, contra 11,6 anos para outras populações, sugerindo que as fêmeas de Brunswick apresentam várias tentativas fracassadas de reprodução antes do primeiro sucesso. Os níveis de Aroclor 1268 foram associados a reduções nos indicadores de saúde. As associações mais fortes foram com fosfatase alcalina e albumina; para ambos, níveis baixos têm sido associados a um aumento substancial no risco de mortalidade para golfinhos. Além disso, todos os três hormônios tireoidianos diminuíram com o aumento do Aroclor 1268. Estudos humanos anteriores encontraram que o hipotireoidismo está associado à infertilidade, aborto espontâneo e resultado fetal ruim, sugerindo uma provável via para os efeitos dos PCBs na reprodução de golfinhos-nariz-de-garrafa.

Resumo original em inglês

Polychlorinated biphenyls (PCBs) are legacy pollutants associated with numerous adverse health effects. We synthesized PCB and health data collected over multiple decades and across six bottlenose dolphin (Tursiops spp.) populations, including a population near the heavily PCB-contaminated LCP Chemicals Site in Brunswick, Georgia, US. We used samples from males and juvenile females (n=396) to compare PCBs across populations, explore fine-scale spatial trends near the LCP Chemicals Site, and examine temporal trends for bottlenose dolphins sampled near Brunswick, and near Charleston, South Carolina. As females depurate a large portion of their PCB burden to their offspring, we also used the full sample set (n=580) to examine timing of decrease in blubber PCB burden in females as an indicator of first successful reproduction. Finally, we investigated associations of PCB concentrations with health indicators and thyroid hormones. We found that, although PCBs declined over time (3.54% and 5.01% decline per year for Brunswick and Charleston, respectively), concentrations are still extremely high in dolphins sampled near the LCP Chemicals Site. Geometric mean total PCBs combined over years for the Brunswick population was 236 (95% CI:198–280) μg/g lipid, but ranged from only 46 to 60 μg/g lipid for populations outside southern Georgia. At Brunswick, concentrations of summed congeners of Aroclor 1268, the commercial PCB mixture associated with LCP Chemicals Site operations but rarely used elsewhere, decreased with increasing sampling distance from the site. The median age for females classified to the sample group that had presumably successfully reproduced, indicated by decreased PCB concentration, was 20.4 years for Brunswick, compared with 11.6 years for other populations, suggesting that Brunswick females experience a number of failed attempts at breeding prior to their first success. Aroclor 1268 levels were associated with decreases in health indicators. Strongest associations were with alkaline phosphatase and albumin; for both, low measures have been associated with substantial increase in mortality risk for dolphins. In addition, all three thyroid hormones decreased with increasing Aroclor 1268. Previous human studies have found that hypothyroidism is associated with infertility, miscarriage, and poor fetal outcome, suggesting a likely pathway for PCB-related effects on reproduction in bottlenose dolphins.