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Endokriner Disruptor Biochemie

Endokriner Disruptor , auch endokriner Modulator, endokrine störende Chemikalie oder endokrine Wirkstoff genannt , jede Chemikalie, die die normalen Wirkungen von Hormonen im Körper nachahmt oder stört . Endokrine Disruptoren können synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein (z. B. Phytoöstrogene) und werden in einer Vielzahl von Produkten und Materialien verwendet, von Kosmetika und Kunststoffen bis hin zu Pestiziden und industriellen Lösungsmitteln. Weil Hormone die chemischen Botenstoffe des endokrinen Systems sind - das Netzwerk von Drüsen, das alle wesentlichen biologischen Prozesse reguliert, einschließlich Entwicklung und Stoffwechselund Fortpflanzung - Die Exposition gegenüber endokrinen Disruptoren ist in Ländern weltweit ein großes Gesundheitsproblem und ein Umweltproblem.

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Frühe Entdeckungen von endokrinen Disruptoren

Die Fähigkeit bestimmter Chemikalien, die endokrine Funktion zu beeinträchtigen, wurde Mitte des 20. Jahrhunderts erkannt, und synthetische Pestizide gehörten zu den ersten, die untersucht wurden. Das bekannteste dieser Pestizide war DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan). In den 1960er Jahren wurde festgestellt, dass sich DDT im Körpergewebe ansammelt und insbesondere für Vögel schädlich ist. Dabei verursachte es eine Ausdünnung der Eierschalen, was zu einer verringerten Lebensfähigkeit der Eier und weniger Jungtieren führte. Die Exposition gegenüber der Chemikalie führte zum Rückgang vieler Vogelarten, einschließlich des Weißkopfseeadlers , des Steinadlers und des Braunpelikans , und beeinträchtigte die Fortpflanzung einiger Säugetierarten, einschließlich Seelöwen , die Welpen vorzeitig zur Welt brachten. Das folgende Jahrzehnt,Es wurde festgestellt, dass Diethylstilbestrol (DES), ein nichtsteroidales synthetisches Östrogen- Medikament, bei Töchtern von Frauen, die das Medikament während der Schwangerschaft eingenommen hatten, Reproduktionsdefekte und einen ansonsten seltenen Reproduktionskrebs verursacht . Es war bekannt, dass DES die Wirkung von Östrogen nachahmt, aber es wurde allgemein angenommen, dass Chemikalien die Plazentaschranke nicht überschreiten konnten, und daher waren seine Auswirkungen auf weibliche Nachkommen nicht erwartet worden.

In den frühen 1970er Jahren hatten einige Länder begonnen, die Verwendung von DDT und DES einzuschränken. Anschließende Untersuchungen zeigten , dass DDT und eine Reihe von anderen Chemikalien und deren Metaboliten eine besaß Affinität für Hormon - Rezeptoren und durch ihr Handeln an den Rezeptoren, ob natürliche Hormone nachahmen oder blockieren Rezeptor - Aktivität, effektiv gestört oder anderweitig endokrine Funktion bei Tieren verändert. Diese Erkenntnis führte Anfang der neunziger Jahre zur Einführung des Begriffs endokriner Disruptor .

Endokrin wirkende Chemikalien und ihre Quellen

Seit den 1960er und 1970er Jahren wurde eine große Anzahl von endokrin wirkenden Chemikalien identifiziert, von denen viele in der Umwelt weit verbreitet sind . Obwohl einige von ihnen Herbizide , Fungizide oder Insektizide sind, wurde auch festgestellt, dass eine Vielzahl von Industriechemikalien und einige natürlich vorkommende Elemente für das endokrine System toxisch sind. Beispiele umfassen Bisphenol A (BPA), Dioxin , Blei , Quecksilber , polychlorierte Biphenyle (PCBs) und Styrole . Viele Körperpflegeprodukte, einschließlich Lotionen, Parfums und Shampoos enthalten Glykoläther, Parabene und Phthalate - Chemikalien, von denen gezeigt wurde, dass sie die Funktion der Hormonwege im Körper beeinträchtigen. Chemikalien wie BPA und Phthalate werden üblicherweise als Weichmacher verwendet und sind in alltäglichen Haushaltsgegenständen enthalten, einschließlich Lebensmittelbehältern aus Kunststoff, Regenmänteln und Duschvorhängen. Polybromierte Diphenylether (PBDE), synthetische halogenierte Verbindungen , werden als Flammschutzmittel in einer Vielzahl von Produkten verwendet, darunter Elektronik, Schäume, Kunststoffe und Textilien.

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Expositionswege gegenüber endokrinen Disruptoren

Die Exposition gegenüber endokrin wirkenden Chemikalien kann auf verschiedene Arten erfolgen. Dioxine, PCBs und synthetische Pestizide, die in die Umwelt freigesetzt werden, gelangen in Boden und Grundwasser und verunreinigen möglicherweise die Trinkwasserversorgung. BPA und Phthalate neigen dazu, aus Plastikbehältern in die Getränke oder Lebensmittel zu gelangen, die sie enthalten. Daher werden einige Chemikalien versehentlich in Lebensmitteln oder Getränken verbraucht. Die Exposition kann auch durch direkten Kontakt mit Produkten erfolgen, insbesondere bei Herbiziden und Pestiziden. Kosmetika und bestimmte Insektenschutzmittel und Sonnenschutzmittel, die endokrine Disruptoren enthalten, werden auf die Haut aufgetragen , was zu einer direkten Exposition führt.

Wie bei DDT festgestellt wurde, werden endokrine Disruptoren nicht leicht aus dem Körper ausgeschieden. Vielmehr werden sie in einem als Bioakkumulation bekannten Prozess im Fett gespeichert . Darüber hinaus arbeiten sich die Chemikalien die Nahrungsketten hinauf . Endokrine Disruptoren, die in die Luft, den Boden oder das Wasser gelangen, werden von Bakterien , Algen und Pflanzen aufgenommen . Diese Organismen werden dann von höheren Organismen, einschließlich Pflanzenfressern , konsumiert, die dann von Fleischfressern konsumiert werden . Infolgedessen übertragen viele Säugetiere wahrscheinlich auch Chemikalien auf ihre sich entwickelnden Nachkommen im Mutterleib. Bei Menschen und anderen Plazentatieren ist der sich entwickelnde Fötusist Chemikalien ausgesetzt, die die Plazenta passieren , sowie Chemikalien, die im Fett der Mutter gespeichert sind. Säuglinge sind durch die Milchversorgung der Mutter auch endokrin wirkenden Chemikalien ausgesetzt.

Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt

Endocrine-disrupting chemicals have far-reaching impacts on soil, water, and the health of plants and animals. When present at natural background levels, naturally occurring endocrine-modulating chemicals appear to have little negative impact on the health of environments and animals. Evidence suggests that in humans the consumption of small amounts of some naturally occurring substances, such as phytoestrogens found in certain vegetables, may actually benefit health. However, the vast majority of endocrine disruptors, including some phytoestrogens and especially chemicals that are human-made, pose significant health risks to humans and other animals, even when exposure occurs at only low levels.

Many endocrine disruptors are weakly estrogenic—they possess estrogen-like activity but do not act as strongly as estrogen. Others are androgenic, mimicking the male steroid hormones, and still others interfere with the receptors for progesterone or the thyroid hormones. Though relatively weak, the cumulative effects of endocrine-disrupting chemicals nonetheless have catastrophic impacts on animal development and reproduction. Weakly estrogenic chemicals such as glycol ethers, parabens, and phthalates, for example, can decrease sperm motility and sperm viability, ultimately reducing male fertility. PBDEs and PCBs and their metabolites alter the activity of thyroid hormones, resulting in neurodevelopmental abnormalities. Studies in laboratory animals have shown that PBDE exposure, for example, is associated with increases in oxidative stress and neuronal toxicity in the brain, as well as with aberrations in the formation of synapses (connections) between neurons involved in learning and memory. In humans, prenatal PBDE exposure has been correlated with various neurodevelopmental outcomes by age six, including reductions in fine motor control and attention but gains in coordination and visual perception. Studies have indicated that the effects of some endocrine-disrupting chemicals on gene activity can be transmitted through the germ line (e.g., sperm and eggs) and passed to subsequent generations.

Numerous studies have drawn attention to the detrimental impacts of endocrine-disrupting chemicals on wildlife. Early studies centred on DDT, especially its impact on egg viability in birds. Aquatic species, such as amphibians, fish, and marine mammals, however, are also highly susceptible to chemical exposures in the environment. Among amphibians, the permeability of the skin and their aquatic developmental stages mean that even low concentrations of chemicals can have significant effects. For instance, low-level exposure to atrazine, a widely used herbicide that interferes with androgen signaling, severely impairs normal amphibian gonadal development and, in frogs, has been found to promote the development of intersex individuals (having sex characteristics that are neither clearly male nor clearly female). Among marine species, predators such as swordfish and bluefin tuna have been found to harbour high concentrations of endocrine-disrupting chemicals. Male swordfish in the Mediterranean, for instance, were found to have large amounts of PCBs in their muscle tissue and unusually high levels of typically female-expressed proteins, including vitellogenin. The emergence of intersex among Mediterranean swordfish, in which vitellogenin was found in both intersex individuals and normal males, has been attributed to exposure to weakly estrogenic chemicals.

Mitigating exposure to endocrine-disrupting chemicals

Ein wichtiges Mittel zur Verringerung der Exposition gegenüber endokrin wirkenden Chemikalien ist die verstärkte Regulierung und Kontrolle ihrer Herstellung, Herstellung und Verwendung. Einige Länder, wie die Vereinigten Staaten, haben die Verwendung und Herstellung von Chemikalien wie DDT und PCB verboten, um die Umweltexposition zu verringern. Das 2001 verabschiedete Stockholmer Übereinkommen über persistente organische Schadstoffe verbot oder beseitigte die Verwendung und Produktion von giftigem Kohlenstoff-based chemicals that persist and accumulate in the environment, in ratifying countries. Such regulations are not entirely protective, however, since many chemicals known to adversely affect the endocrine system may still escape into the environment through improper handling of wastes or products that already contain the chemicals. Moreover, the use and manufacture of many endocrine-disrupting chemicals are yet to be regulated, and, despite known health risks, a number of chemicals, including DDT, are still used in some areas of the world and thus continue to enter the environment.

Verbraucher können ihr Risiko einer Exposition gegenüber endokrinen Disruptoren im Allgemeinen begrenzen, indem sie den Kauf und die Verwendung von Produkten vermeiden, die die Chemikalien enthalten, und indem sie den Verzehr von Fisch und anderen Lebensmitteln vermeiden, die von Tieren mit hoher Wahrscheinlichkeit einer chemischen Exposition stammen. Granulierte Aktivkohle und bestimmte Arten von Wasserfiltern können dazu beitragen, einige endokrin wirkende Chemikalien, einschließlich Arsen und Atrazin, aus dem Trinkwasser zu entfernen .