Endokrine Disruptoren

Als Endokrine Disruptoren (vom griech. endo: innen, krinein: ausscheiden, und lat. dis -rumpere: zum Erliegen bringen, stören), auch Xenohormone oder Umwelthormone,^[1] werden Stoffe bezeichnet, die wie Hormone wirken und so das Gleichgewicht des Hormonsystems / endokrinen Systems von Tier und Mensch stören können.

Endokrine Disruptoren werden auch als endokrin wirksame Substanzen (EDCs) oder Umwelthormone bezeichnet. Es handelt sich um natürliche (zum Beispiel Phytoestrogene) oder synthetisch hergestellte chemische Verbindungen, die in die Umwelt gelangen (z. B. über das Abwasser). Da sie dort möglicherweise (Langzeit-)Schäden bewirken und durch Bioakkumulation Gesundheitsgefahren für Tiere und Menschen darstellen können (u. a. „Verweiblichung“), und ihre tatsächliche Bedeutung für den tierischen und humanen Stoffwechsel noch weitgehend unerforscht ist, werden sie seit einigen Jahren in der Öffentlichkeit sowie von Wissenschaft und Politik kontrovers diskutiert.

Endokrin wirksame Stoffe

Bisher wurden über 50 verschiedene Stoffe mit endokriner Wirksamkeit identifiziert, die meisten davon beeinflussen vorwiegend das Geschlechtshormon Estrogen.^[2] Erhöhte Konzentrationen dieser Stoffe konnten in Europa bereits in Abwässern aus Wohngebieten und Industrieanlagen nachgewiesen werden.^[3] Zwei dieser Stoffe wurden 2001 im „dirty dozen“ mit aufgelistet und sind seit 2004 UN-weit verboten.

Estradiol

Untersuchungen zum endokrinen Potential der verschiedenen Substanzen schreiben dem pharmakologischen Wirkstoff Ethinylestradiol, einem synthetisch hergestellten Xenoestrogen, das in der Antibabypille enthalten ist, die höchste endokrine Wirksamkeit zu. Der Wirkstoff ist gut wasserlöslich und chemisch sehr stabil und gelangt über den Urin von Frauen, die die Pille nehmen, in das Abwasser. Obwohl Ethinylestradiol hier nur in geringen Mengen nachgewiesen werden konnte, entwickelte es eine nachweisbare Wirkung auf den Fischbestand der Flüsse^[4]; so verschlechterte sich die Spermienqualität von Regenbogenforellen und es kam bei den Fischen zur Verkümmerung der männlichen Geschlechtsorgane.

Weitere Endokrine Disruptoren

Weitere Stoffe mit endokriner Wirksamkeit sind unter anderem:

DDT, das als Insektizid eingesetzt wurde und wird, kann sich im Fettgewebe anreichern und führt vermutlich zu einer Beeinflussung des Geschlechtshormons Progesteron.^[5]

Polychlorierte Biphenyle (PCB)

Diethylstilbestrol (DES)^[6]

bei einzelnen Kongeneren der polybromierten Diphenylether wurden bei Ratten endokrine Effekte gezeigt.^[7]

Bisphenol A, das als Ausgangsstoff für die Herstellung von Epoxidharzen sowie Polycarbonaten dient. Wegen seiner strukturellen Ähnlichkeit mit den Estrogenen kann es an Estrogenrezeptoren binden, allerdings nur relativ schwach. Eine aktuelle wissenschaftliche Auswertung stellte fest, dass BPA nicht erbgutschädigend ist.^[8]

Nonylphenol

Phthalsäureester wie Dibutylphthalat, Bis(2-ethylhexyl)phthalat und Benzylbutylphthalat, die in großem Umfang als Weichmacher (hauptsächlich für PVC) eingesetzt werden. Sie weisen neben einer relativ schwachen estrogenen Wirkung einen antiandrogenen Effekt auf. In Tierversuchen zeigte sich u. a. eine Beeinträchtigung der Spermatogenese sowie teratogene Wirkungen auf die Feten. Die genannten drei Phthalate wurden von der Europäischen Chemikalienagentur in die Kandidatenliste der „Besonders Besorgnis erregenden Stoffe“ aufgenommen.

Tributylzinn (TBT), ein indirekter EDC, der das Enzym Aromatase hemmt.

1,2-Dibrom-3-chlorpropan, Bestandteil eines Nematizids, führt zu Unfruchtbarkeit bei Männern. Ein Wirkmechanismus als endokriner Disruptor wird diskutiert, ist allerdings mechanistisch nicht bewiesen.

Nitro-Moschusverbindungen und polycyclische Moschusverbindungen aus künstlichen Duftstoffen. Diese weisen eine hohe Fettlöslichkeit auf und können sich daher gut im Fettgewebe und einfachen organischen Strukturen anreichern. Sie können daher über die (aquatische) Nahrungskette in den menschlichen Organismus gelangen.^[9] Es gibt Hinweise, dass Vertreter aus dieser Gruppe das Erbgut verändern können und/oder die Geschlechtshormone Estrogene hemmen können.

Cadmium^[10]

einige in Sonnencremes verwendete UV-Filter zeigen östrogenartige Effekte.^[11]

Fenoxycarb wirkt als Analogon zum Juvenilhormon in Insekten

Mögliche Effekte der Endokrinen Disruptoren

Das Vorkommen von endokrinen Disruptoren in der Umwelt erregt Besorgnis, da einige schädliche Effekte nachgewiesen wurden, bzw. vermutlich mit ihnen in Verbindung stehen:

es werden schädliche Wirkungen auf die Fortpflanzung, das Wachstum und die Entwicklung gewisser Tierarten beobachtet. Teilweise kam es zu einem Rückgang oder sogar Verschwinden der männlichen Tiere bei verschiedenen Fischarten (z. B. Rotaugen in englischen Flüssen) und Reptilien (z. B. Alligatoren in den Everglades).
Die Qualität von Spermien hat – auch beim Menschen – in den letzten Jahrzehnten deutlich abgenommen, dies führt zu einer Verringerung der Zeugungsfähigkeit.
Gewisse Krebsarten haben zugenommen, was mit einer Störung des endokrinen Systems zusammenhängen könnte, und
negative Auswirkungen auf Versuchstiere von gewissen auf das endokrine System wirkenden Umweltchemikalien wurden beobachtet.

Literatur

Theo Colborn, Dianne Dumanoski, John Peterson Myers, Al Gore: Die bedrohte Zukunft. Gefährden wir unsere Fruchtbarkeit und Überlebensfähigkeit?, Droemer Knaur, 1996, ISBN 978-3426268643

Einzelnachweise

↑ Robert Sattelberger: Hormonell wirksame Substanzen in der aquatischen Umwelt – Analytische Ergebnisse und Überblick Österreichisches Umweltbundesamt, Monographien Band 161, Wien, 2002.
↑ Shen JH, Gutendorf B et al. (2001): Toxicological profile of pollutants in surface water from an area in Taihu Lake, Yangtze Delta. In: Toxicology. 166:71-78. PMID 11518613
↑ Belfroid AC, Van Den Horst A (1999): Analysis and occurrence of estrogenic hormones and their glucuronides in surface water and waste water in The Netherlands. In: Sci. Total. Environ. 225(1-2):101-108. PMID 10028707
↑ White R, Jobling S (1994): Environmentally persistent alkylphenolic compounds are estrogenic. In: Endocrinology. 135(1):175-182. PMID 8013351
↑ Kelce WR, Stone CR et al. (1995): Persistent DDT metabolite p,p’-DDE is a potent androgen receptor antagonist. In: Nature. 375:581–585. PMID 7791873
↑ R.R. Newbold, E. Padilla-Banks, W.N. Jefferson: Adverse effects of the model environmental estrogen diethylstilbestrol are transmitted to subsequent generations. Endocrinology, Juni 2006, 147 (6. Suppl), S11-7. Epub 2006 May 11.
↑ Van der Ven LTM et al. (2006): Endocrine Disrupting Effects of selected Brominated Flame Retardants in Rats. In: Organohalogen Compounds. 68:988-991. PDF
↑ Hintergrundpapier zur Gentoxizität von Bisphenol A für das FAO/WHO-Meeting im November 2010, vorgelegt von Dr. JR Bucher (US NTP)
↑ Müller J, Böhmer W et al. (2003): Untersuchung des Stoffverhaltens von polyzyklischen Moschusverbindungen im Klärschlamm und Boden. Hrsg. Umweltbundesamt. Berlin: WaBoLu-Heft 69/03, Band I/II.
↑ Johnson MD, Kenney N, Stoica A et al. (2003): Cadmium mimics the in vivo effects of estrogen in the uterus and mammary gland.In Nature Medicine 9, 1081 - 1084
↑ Schlumpf M et al. (2004): Estrogenic activity and estrogen receptor beta binding of the UV filter 3-benzylidene camphor. Comparison with 4-methylbenzylidene camphor. In: Toxicology. 199:109–120.

Siehe auch

Hormonelle Störung
Langlebige organische Schadstoffe (POP, von engl. persistent organic pollutants)
Biomagnifikation
Biokonzentration

Weblinks

Bayerisches Landesamt für Umwelt: Umweltchemikalien mit hormoneller Wirkung (PDF-Datei)
GreenFacts: Wissenschaftlicher Konsens über Endokrine Disruptoren – Zusammenfassung eines Berichts der Weltgesundheitsorganisation
CSTEE-Bericht CSTEE Opinion on Human and Wildlife Health Effects of Endocrine Disrupting Chemicals, with Emphasis on Wildlife and on Ecotoxicology Test Methods (Pdf, engl.; 422 kB) Stand: März 1999
Information Forschung der Europäischen Kommission: Jagd auf endokrine Disruptoren Stand: 5. März 2003
Women in Europe for a Common Future: Gestörte Weiblichkeit: Endokrine Disruptoren und das weibliche Fortpflanzungssystem (PDF-Datei)
Initiative Nachrichtenaufklärung: Chemikalien gefährden die Fruchtbarkeit – eine „tickende Zeitbombe“? Stand: 2007
Europäische Chemikalienagentur: Candidate List of Substances of Very High Concern for authorisation
Bundesinstitut für Risikobewertung: Neue Studie zur oestrogenen Wirkung von Bisphenol A (PDF-Datei) Stand: 22. Dezember 2005
Bundesinstitut für Risikobewertung: Erbgutveränderungen durch Bisphenol A, Stellungnahme zur Studie von Hunt et al. (PDF-Datei) Stand: 17. April 2003
Bundesinstitut für Risikobewertung: Fragen und Antworten zu endokrinen Disruptoren Stand: 19. April 2010
Bundesinstitut für Risikobewertung: Stellungnahme zu den Studien von Stump et al. und Ryan et al. Stand: 29. Juli 2010
Bundesamt für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK), Schweiz: Hormone im Wasser: Was bewirken sie bei Mensch und Tier? Stand: 7. April 1999
Umweltbundesamt, Österreich: Phthalate: PVC-Weichmacher mit Gesundheitsrisiko Ohne Jahresangabe
Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V. (BUND): Hormonaktive Substanzen – Hintergrund (PDF-Datei) Stand: September 2001
Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V. (BUND): Hormonaktive Substanzen – Zusammenhänge, politische Bewertung, Handlungsstrategien (PDF-Datei) Stand: Oktober 2007

[Sattelberger-1] Robert Sattelberger: Hormonell wirksame Substanzen in der aquatischen Umwelt – Analytische Ergebnisse und Überblick Österreichisches Umweltbundesamt, Monographien Band 161, Wien, 2002.

[2] Shen JH, Gutendorf B et al. (2001): Toxicological profile of pollutants in surface water from an area in Taihu Lake, Yangtze Delta. In: Toxicology. 166:71-78. PMID 11518613

[3] Belfroid AC, Van Den Horst A (1999): Analysis and occurrence of estrogenic hormones and their glucuronides in surface water and waste water in The Netherlands. In: Sci. Total. Environ. 225(1-2):101-108. PMID 10028707

[4] White R, Jobling S (1994): Environmentally persistent alkylphenolic compounds are estrogenic. In: Endocrinology. 135(1):175-182. PMID 8013351

[5] Kelce WR, Stone CR et al. (1995): Persistent DDT metabolite p,p’-DDE is a potent androgen receptor antagonist. In: Nature. 375:581–585. PMID 7791873

[6] R.R. Newbold, E. Padilla-Banks, W.N. Jefferson: Adverse effects of the model environmental estrogen diethylstilbestrol are transmitted to subsequent generations. Endocrinology, Juni 2006, 147 (6. Suppl), S11-7. Epub 2006 May 11.

[7] Van der Ven LTM et al. (2006): Endocrine Disrupting Effects of selected Brominated Flame Retardants in Rats. In: Organohalogen Compounds. 68:988-991. PDF

[8] Hintergrundpapier zur Gentoxizität von Bisphenol A für das FAO/WHO-Meeting im November 2010, vorgelegt von Dr. JR Bucher (US NTP)

[9] Müller J, Böhmer W et al. (2003): Untersuchung des Stoffverhaltens von polyzyklischen Moschusverbindungen im Klärschlamm und Boden. Hrsg. Umweltbundesamt. Berlin: WaBoLu-Heft 69/03, Band I/II.

[10] Johnson MD, Kenney N, Stoica A et al. (2003): Cadmium mimics the in vivo effects of estrogen in the uterus and mammary gland.In Nature Medicine 9, 1081 - 1084

[11] Schlumpf M et al. (2004): Estrogenic activity and estrogen receptor beta binding of the UV filter 3-benzylidene camphor. Comparison with 4-methylbenzylidene camphor. In: Toxicology. 199:109–120.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]