_ Examinând gama de adulteranți care perturbă hormoni ai peștilor și amfibienilor

Pilula contraceptivă, evident, nu este destinată peștilor și broaștelor. Cu toate acestea, hormonii din pilulă și alte produse farmaceutice care nu sunt complet defalcate în stațiile de epurare pot afecta organismele acvatice.

Aceasta se datorează faptului că sistemul hormonal uman nu este atât de diferit de cel al altor vertebrate. De fapt, aceiași transmițători și receptori sunt adesea implicați. Organizația Mondială a Sănătății (OMS) numește aceste substanțe sau amestecurile lor perturbatori endocrini și există reglementări pentru evaluarea și reducerea riscului pentru oameni și animale.

Cercetătorii de la IGB recomandă extinderea definiției și metodelor de testare pentru endocrin. perturbatori. Pe lângă substanțele chimice, alți factori precum anumite substanțe vegetale, infecțiile parazitare sau poluarea luminoasă pot perturba sistemul endocrin.

Studiul lor pe această temă este publicat în revista Philosophical Transactions of the Royal Society B: Științe biologice.

Comunicarea chimică este conceptul de bază pentru schimbul de informații într-un organism. La animalele „superioare” și la oameni s-au dezvoltat trei sisteme centrale pentru această comunicare: sistemul imunitar, sistemul nervos și sistemul endocrin. Sistemul hormonal controlează procese importante ale corpului, cum ar fi creșterea și dezvoltarea, comportamentul, metabolismul și reproducerea.

Conform Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), perturbatorii endocrini sunt substanțe chimice sau amestecuri de substanțe chimice care intră în mediu și interferează. cu sistemele endocrine ale animalelor și ale oamenilor.

Exemplele cele mai proeminente sunt plastifianții, care acționează similar hormonilor sexuali feminini și hormonii din pilula contraceptivă, care nu se descompun complet în stațiile de epurare a apelor uzate.

Acești perturbatori endocrini se acumulează în apele de suprafață, făcând peștii și amfibienii deosebit de vulnerabili: aceștia pot deveni predominant femele sau pot deveni hermafrodiți, iar unele broaște pot rămâne mormoloci pentru totdeauna.

Până în prezent, perturbatorii endocrini. au fost clasificate în scopuri de reglementare conform așa-numitului model EATS. Acest lucru indică dacă au efecte estrogenice, androgenice, tiroidiene (asupra hormonilor produși în tiroida) sau alte efecte steroidice.

Modelul, prin urmare, acoperă partea sistemului hormonal asociată cu reproducerea prin steroizi sexuali. , steroidogeneza și metabolismul și dezvoltarea (de exemplu, metamorfoza mormolocilor în broaște, care este controlată de glanda tiroidă). Există metode de testare validate pentru acestea, cunoscute sub denumirea de ghiduri de testare OCDE.

Cu toate acestea, echipa de cercetare subliniază în revizuirea actuală a literaturii că nu toate sistemele hormonale sunt încorporate în modelul EATS și că există și alte sisteme hormonale. factori activi care nu sunt reglați. „Este important să luăm în considerare aceste căi nerecunoscute anterior și perturbatori endocrini în evaluarea riscurilor”, a spus cercetătorul IGB, prof. Werner Kloas, autorul principal al studiului.

Un sistem hormonal care nu este acoperit de modelul EATS. sunt progestagenii, cunoscuți și sub denumirea de hormoni luteali sau de sarcină, deoarece ajută la inițierea și menținerea sarcinii. Un perturbator endocrin binecunoscut al acestui sistem hormonal este levonorgestrelul, un contraceptiv obișnuit în „mini-pilula”.

Efecte deosebit de drastice asupra reproducerii au fost observate la pești în concentrații foarte mici. La broaște, nu atât dezvoltarea sexuală a fost afectată, ci sistemul tiroidian și apelurile de împerechere. Alte exemple de sisteme hormonale care nu au fost luate în considerare anterior în modelul EATS includ semnalizarea receptorului de insulină, hormonii tractului gastrointestinal și hormonii cardiovasculari, adică hormonii care controlează circulația sângelui.

Pe lângă substanțele chimice artificiale, substanțele naturale pot fi și hormonal active. Fitoestrogenii, de exemplu, acționează ca hormonul sexual feminin. Ele ating concentrații mari doar atunci când sunt îmbogățite, ca în produsele cosmetice sau suplimentele alimentare. Valorile limită trebuie, așadar, respectate pentru produsele cosmetice îmbogățite artificial cu fitoestrogeni. Utilizarea hranei pe bază de soia ar putea reprezenta, de asemenea, un risc pentru reproducerea rumegătoarelor sau a peștilor în acvacultură.

Temperatura în creștere poate afecta și sistemul endocrin

La pești, dependent de temperatură. diferențierea de sex este rară și limitată la câteva specii. La amfibieni, diferențierea sexului nu depinde de temperatură, dar semnalele sexuale genetice primare pot fi oprite în funcție de temperatură. Acest lucru se întâmplă ocazional în mod natural și poate duce ocazional la inversarea sexului.

„Creșterea temperaturilor în timpul schimbărilor climatice și alți perturbatori endocrini ar trebui luate în considerare în continuare în contextul răspunsurilor hormonale și investigate științific, mai ales că cunoștințele privind determinarea genetică a sexului și consecințele perturbării endocrine sunt foarte rare la speciile de amfibieni sălbatici”, a declarat cercetătorul IGB Dr. Matthias Stöck, un alt autor al studiului.

Paraziții au dezvoltat strategii pentru a modifica comportamentul sau metabolismul gazdele lor în avantajul lor. Printre paraziții peștilor, tenia Ligula intestinalis este cunoscută că afectează sistemul endocrin al peștilor gazdă și interferează cu funcțiile de reproducere. L. intestinalis poate chiar bloca complet dezvoltarea organelor de reproducere ale peștilor gazdă ai săi, puiul și gândacul comun, prin reducerea expresiei genelor gonadotropinei și, prin urmare, a cantității de hormoni sexuali atât la peștii gazdă masculi, cât și femele.

Faptul că regimurile de lumină afectează hormonii de reproducere, în special la peștii care depun icre sezonier, este folosit în acvacultură pentru a viza sau suprima reproducerea. Prin urmare, este de la sine înțeles că poluarea luminoasă are potențialul de a acționa ca un perturbator endocrin.

„Poluarea luminoasă nu este o „substanță externă” la care suntem expuși, ci o forță fizică cauzată de radiația electromagnetică. . Prin urmare, definiția OMS a perturbatorilor endocrini nu include poluarea luminoasă ca factor de mediu, deși există deja dovezi că poluarea luminoasă prezintă un risc de a perturba sistemele endocrine ale peștilor și amfibienilor”, a spus Kloas.

„Perturbatorii endocrini naturali pot juca un rol, dar ei modelează organismele de mult timp prin co-evoluție, fără a duce la o pierdere a biodiversității. Cercetările viitoare și eforturile de reglementare ar trebui, prin urmare, să se concentreze pe reducerea la minimum a perturbatorilor endocrini antropici. ”, a declarat coautorul Dr. Andrea Ziková-Kloas, om de știință invitat la IGB și șeful Laboratorului de Ecotoxicologie de la Agenția Federală de Mediu (UBA). „Acestea pot fi, cu siguranță, și influențe non-chimice.”

Una dintre provocările în evaluarea riscului perturbatorilor endocrini este că aceștia provoacă daune indirect prin perturbarea sistemului endocrin, mai degrabă decât prin efecte toxice directe.

Aceasta înseamnă că nu există daune sau vătămări imediate. De asemenea, este important să ne amintim că un singur perturbator endocrin poate perturba mai multe sisteme endocrine în paralel. De exemplu, sistemele hormonale reproductive sunt strâns legate de hormonii tiroidieni, care sunt importanți pentru creștere și dezvoltare. De asemenea, ele interacționează îndeaproape cu sistemul imunitar și nervos.

„Pentru a evalua aceste interacțiuni, sunt necesare abordări specifice de testare”, a spus Ziková-Kloas. Experimentele pe animale sunt încă adesea folosite deoarece complexitatea proceselor poate fi înțeleasă doar în întregul organism.

Cu toate acestea, progresul uimitor realizat în stabilirea culturilor organoide care reconstruiesc un organ endocrin precum tiroida, sau chiar multi-organoide-pe-un-cip din celule stem de mamifere, oferă oportunități din ce în ce mai fascinante de a combina diferite sisteme de organe endocrine într-un singur sistem in vitro.

„Dezvoltarea unor astfel de organoizi pe cip ar putea îmbunătățim înțelegerea noastră fundamentală a modului în care diferitele sisteme endocrine interacționează între ele”, a spus omul de știință. „Cu toate acestea, sistemele endocrine clasice sunt reglementate de mecanisme de feedback, inclusiv nivelurile cerebrale, care este principala provocare în astfel de încercări de a reconstrui un sistem endocrin clasic.”

(Fluierul)