Forskning ”Hormonforstyrrende stoffers effekt på frøers fysiologi og reproduktion”  Projektbaggrund Hormonforstyrrende stoffer er en betegnelse for en gruppe kemikalier, der kan forstyrre menneskers og dyrs hormonfunktioner. Nogle af disse forekommer naturligt i planter, mens andre er kunstigt fremstillet og blandt andet findes i pesticider, plastblødgører, hygiejne- og rengørings produkter, præventionsmidler, maling og en lang række andre produkter. Miljøet, herunder dyr og mennesker, udsættes i stigende grad for hormonforstyrrende stoffer. Man ved, at disse stoffer påvirker menneskers og dyrs hormonelle system ved enten at efterligne eller hæmme de naturlige hormoners funktion. Herved kan skabes både fysiologiske og adfærdsmæssige forandringer. Der hersker dog stadig tvivl om præcis hvilke påvirkninger der er tale om og hvilke stoffer der er farlige (1). Mange af de hormonforstyrrende stoffer er såkaldte østrogene og anti-androgene stoffer,  som kan påvirke kønshormonprofilen, udviklingen af han- og hunlige kønsorganer og sekundære kønskarakteristika, og derved skabe fertilitetsproblemer. Hormonforstyrrende stoffer kan forandre de normale hormonelle funktioner på adskillige måder. Mange af stofferne efterligner helt eller delvist de hunlige eller hanlige kønshormoner (østrogener eller androgener (testosteron)) ved at binde sig til hormonernes receptorer eller ved at påvirke de signalveje i cellerne, som hormon-receptor komplekset sætter i gang. Andre stoffer blokerer eller forandrer den hormonelle binding til receptorerne. Endelig er der nogle, som blokerer eller forandrer produktionen eller nedbrydningen af enten hormonerne selv eller deres receptorer (2). I modsætning til naturlige kønshormoner er mange syntetiske hormonforstyrrende stoffer svært nedbrydelige og kan akkumulere i naturen samt i fedt og muskler i dyr. I Danmark har en undersøgelse af bækørreder (Salmo trutta) og skaller (Rutilus rutilus) i to midtjyske spildevandsbelastede vandsystemer vakt opsigt, idet man her fandt forandringer i fiskenes forplantnings system. I de nævnte undersøgelser fandt man tidlige ægstadier (oocytter) i det testikulære væv, såkaldt intersex eller tvekønnethed, og der blev observeret individer, som tilsyneladende var hunner med overvejende normale ovarier, men med små områder af sædceller i forskellige stadier af udviklingen frem til moden sædcelle. Desuden blev der i hannerne observeret vakuolisering i testiklerne med tilsyneladende negativ effekt på udviklingen af sædceller i de ramte områder (3). I frøer (Xenopus laevis), hvor larverne har været udsat for det østrogene pesticid Atrazin i økologisk relevante doser, havde mange individer flere gonader end de normale to eller var hermafroditter med både ovarier og testikler. Også retarderet gonadal udvikling og testikulære oocytter blev observeret (4).  I Danmark findes der otte forskellige frøarter og tre tudsearter, hvis bestand inden for de seneste 50 år er gået meget kraftigt tilbage. Årsagen hertil er formentlig primært tab af levesteder, men også en forringelse af tilbageblevne levesteder. Frøer er gennem hele deres liv, specielt under deres udvikling, tæt knyttet til vandmiljøet og er derfor yderst følsomme over for vandforurening. Frøer er ofte anset som en ”skildvagt” dyregruppe, som afgiver de første indikationer af forstyrrelse af økosystemet. Laboratorieforsøg har som nævnt vist, at frøer, der som æg, larve eller unge har været udsat for hormonforstyrrende stoffer, både har morfologiske og hormonelle forandringer, der foringer eller helt ødelægger forplantningsevnen. Man ved dog ikke hvor udbredt disse skader er i naturen og slet ikke i Danmark. Det er derfor vigtigt at få en øget viden om hormonforstyrrende stoffer er en trussel  for frøers trivsel, hvis vi skal komme videre med beskyttelsen af de truede padde arter. Dokumenterende informationer om kønshormonforstyrrende effekter af visse kemiske stoffer er stadig sparsom, og der forestår et stort arbejde med at få det klarlagt. Målet med mit projekt er at undersøge umiddelbare og langsigtede reproduktive konsekvenser i frøer, både fysiologiske, anatomiske og adfærdsmæssige, som udsættelse for naturlig relevante doser af forskellige kemikalier mistænkt for at have østrogene effekter, kan forårsage. Den generelle hypotese, der vil blive testet, er, om hormonforstyrrende stoffer, forekommende selv i små naturligt forekommende doser, under udviklingen af det reproduktive system, vil ændre forplantningsevnen hos voksne dyr. Herunder vil en række spørgsmål forsøgt at blive besvaret: -       Hvilke potentielle hormonforstyrrende stoffer forvolder en reduktion af forplantningsevnen i frøer, og i hvilke doser? -       Hvilke konkrete fysiologiske, morfologiske og adfærdsmæssige abnormaliteter forvolder de hormonforstyrrende stoffer i frøer? -       Findes der i Danmark frøer med kønsmæssige abnormaliteter, der kan indikere, at de er blevet udsat for hormonforstyrrende stoffer? Af teststoffer har jeg valgt at bruge ethinyløstradiol, nonylphenol og eventuelt et eller flere af de østrogene pesticider, der bruges i det danske landbrug. Ethinyløstradiol er et syntetisk østrogen, der er en af de væsentligste ingredienser i p-piller (svangerskabsforebyggende piller). En stor del (ca. 26%) af den indtagne ethinyløstradiol udskilles igen og kan findes i spildevand i naturen i mængder, der under laboratorieforsøg har forårsaget reproduktive abnormaliteter (3). Nonylphenol anvendes i rengøringsprodukter, overfladebehandling, kosmetik, anti-skumme middel, maling og en lang liste af andre produkter. Også her er der herhjemme blevet fundet koncentrationer af nonylphenol i spildevand, der overskrider mængder, der i laboratoriet er blevet påvist at påvirke fisk fysisk (3). En række pesticider, der er mistænkt for at være østrogene, er i dag brugt eller har været brugt i landbruget i Danmark (ifølge Miljøstyrelsen’s bekæmpelsesmiddelstatistik (3). Undersøgelser i f.eks. Århus amt viser, at nogle af disse pesticider og deres nedbrydnings-produkter findes udbredt i vandløb og søer. Projektet deles op i tre faser. Først vil den umiddelbare konsekvens af udsættelse for hormonforstyrrende stoffer gennem frøers udvikling blive undersøgt. Her vil jeg  lave en morfologisk og histologisk vurdering af kønsudviklingen i juvenile Xenopus tropicalis udsat for østrogene stoffer som æg og larver. Næste fase ser på konsekvenserne for frøerne af denne udsættelse for hormonforstyrrende stoffer på længere sigt. Her vil voksne frøer blive undersøgt. Jeg vil bl.a. kigge på kønshormonprofilen (ved måling af cirkulerende mængder af androgener og østrogen i begge køn), analyse af vitellogenin (induktion i hanner af det hunlige forstadium til æggeblommen i æg er en biomarkør af forstyrret hormon funktion(5)), æg/sæd udvikling (ægmængde og sædkvalitet), størrelsen af strubehovedet (størrelsen er afhængig af testosteron), samt lave seksuel adfærd observationer (kvække højde + vedvarenhed - hannernes kvækken er afhængig af strubehovedets størrelse samt testosteron og er vigtig for at tiltrække hunner). Den sidste fase vil bestå primært af feltarbejde med undersøgelse af eventuelle kønsmæssige deformiteter i danske frøer samlet på forskellige lokationer med kendt indhold af hormonforstyrrende stoffer. Forsøgene vil begynde i April 2003. Kontakt Publikationer CV

Biologisk Institut > Ph.D.-studerende | Tilbage 07-01-05, Bio-webmaster