Endokrinní disruptory (někdy také označované jako hormonálně aktivní látky) jsou exogenní látky, které působí jako hormony v endokrinním systému a narušují fyziologickou funkci endogenních hormonů. Studie spojují endokrinní disruptory s nepříznivými biologickými účinky na zvířatech, což vyvolává obavy, že expozice nízké úrovni by mohla mít podobné účinky u lidí.
Od vydání knihy Rachel Carsonové Tiché jaro panují obavy, že by chemické látky v životním prostředí mohly mít hluboké a škodlivé účinky na populace volně žijících živočichů a že lidské zdraví je neoddělitelně spjato se zdravím životního prostředí.
Ačkoli výzkumníci zkoumali endokrinní účinky chemikálií již v minulosti, termín endokrinní disruptor byl zaveden v roce 1991 na konferenci v Wingspread Conference Center v Racine ve Wisconsinu. Této konferenci předsedal Theo Colburn, tehdy s Světovým fondem na ochranu přírody a nadací W. Altona Jonese. Termín byl zaveden do vědecké literatury její prací z roku 1993. V této práci uvedla, že chemické látky v životním prostředí narušují vývoj endokrinního systému a že účinky expozice během vývoje jsou trvalé.
Sloučeniny narušující endokrin zahrnují celou řadu chemických tříd, včetně hormonů, složek rostlin, pesticidů, sloučenin používaných v plastikářském průmyslu a ve spotřebních výrobcích a dalších průmyslových vedlejších produktů a znečišťujících látek. Některé jsou všudypřítomné a široce rozptýlené v životním prostředí. Některé jsou perzistentními organickými znečišťujícími látkami (POP) a mohou být přepravovány na velké vzdálenosti přes státní hranice a byly nalezeny prakticky ve všech oblastech světa. Jiné jsou rychle degradovány v životním prostředí nebo lidském těle nebo mohou být přítomny pouze krátkou dobu.
Mezi účinky na zdraví připisované sloučeninám narušujícím činnost žláz s vnitřní sekrecí patří řada reprodukčních problémů (snížená plodnost, abnormality mužského a ženského reprodukčního ústrojí a vychýlený poměr mužského a ženského pohlaví, ztráta plodu, menstruační problémy, změny hladin hormonů, raná puberta, problémy s mozkem a chováním, poruchy imunitních funkcí a různé druhy rakoviny.
Jedním z příkladů následků expozice vyvíjejících se zvířat, včetně lidí, hormonálně aktivním látkám je případ léku diethylstilbestrol (DES), nesteroidního estrogenu a nikoliv látky znečišťující životní prostředí. Před jeho zákazem na počátku 70. let předepisovali lékaři DES až pěti milionům těhotných žen, aby zabránili spontánnímu potratu, což bylo před rokem 1947 užití tohoto léku mimo schválené indikace. Po pubertě dětí bylo zjištěno, že DES ovlivňuje vývoj reprodukčního systému a způsobuje rakovinu pochvy. Význam ságy DES pro rizika expozice endokrinním disruptorům je sporný, protože příslušné dávky jsou u těchto jedinců mnohem vyšší než u jedinců vystavených vlivu prostředí.
Endokrinní systém se vyskytuje ve většině živočišných druhů. Endokrinní systém je tvořen žlázami, které vylučují hormony, a receptory, které tyto hormony detekují a reagují na ně.
Hormony cestují celým tělem a působí jako chemický poslíček. Hormony se propojují s buňkami, které obsahují odpovídající receptory na jejich povrchu nebo na jejich povrchu. Hormon se váže na receptor, podobně jako by se klíč vešel do zámku.
Sexuální steroidy, jako jsou estrogeny a androgeny, stejně jako hormony štítné žlázy, podléhají regulaci zpětné vazby, která má tendenci omezovat účinky chemických látek v životním prostředí.
Teorie narušení činnosti žláz s vnitřní sekrecí
Teorie narušení činnosti žláz s vnitřní sekrecí předpokládá, že expozice nízkým dávkám chemických látek, které interagují s hormonálními receptory, může narušit reprodukci, vývoj a další hormonálně zprostředkované procesy. Vzhledem k tomu, že endogenní hormony jsou v těle typicky přítomny v relativně malých koncentracích, teorie dále tvrdí, že expozice relativně malému množství exogenních hormonálně aktivních látek může narušit správné fungování endokrinního systému organismu. Endokrinní disruptor by tak mohl být schopen vyvolat nežádoucí účinky v mnohem nižších dávkách než toxická látka působící prostřednictvím jiného mechanismu. Předpokládá se, že načasování expozice je také kritické, protože v různých fázích vývoje jsou aktivní různé hormonální dráhy.
Existují studie buněčných kultur, laboratorních zvířat, volně žijících živočichů a náhodně exponovaných lidí, které ukazují, že chemické látky v životním prostředí způsobují širokou škálu účinků na reprodukci, vývoj, růst a chování, a tak zatímco „narušení endokrinní činnosti u lidí chemickými látkami znečišťujícími látky zůstává z velké části nedemonstrované, základní věda je správná a potenciál takových účinků je reálný.“ Zatímco sloučeniny, které produkují estrogenní, androgenní, antiandrogenní a antityreoidální účinky, byly studovány, o interakcích s jinými hormony se ví méně.
Vědecká námitka proti teorii
Jednou z hlavních námitek proti teorii endokrinních disruptorů je dávkový efekt. Existuje velký rozdíl mezi vysokými expozicemi pozorovanými v některém laboratorním experimentu oproti relativně nízkým hladinám zjištěným v životním prostředí. Kritici tvrdí, že údaje o vztahu dávka-odezva naznačují, že množství chemikálií skutečně v životním prostředí je příliš nízké na to, aby způsobilo účinek. Konsenzuální prohlášení Iniciativy pro učení a rozvoj postižených tuto kritiku vyvrací tvrzením, že „účinky endokrinních disruptorů s velmi nízkými dávkami nelze ze studií s vysokými dávkami předvídat, což odporuje standardnímu pravidlu ‚dávka činí jed‘ toxikologickým. Nontradiční křivky odezvy dávky se označují jako nemotonické křivky odezvy dávky.“ Dále byly zaznamenány účinky narušující činnost endokrinního systému u zvířat vystavených environmentálně relevantním hladinám některých chemikálií. Výzkumníci například zjistili, že běžný zpomalovač hoření PBDE-47 ovlivňuje reprodukční systém a štítnou žlázu samic potkanů v dávkách řádově stejných, jakým jsou vystaveni lidé.
Námitka ohledně dávkování by také mohla být překonána, pokud by nízké koncentrace různých endokrinních disruptorů byly synergické, což Arnold tvrdil ve své práci. Tato práce byla publikována v časopise Science v červnu 1996 a byla jedním z důvodů pro schválení zákona o ochraně kvality potravin z roku 1996. Výsledky nemohly být potvrzeny stejnou a alternativní metodikou, a původní práce byla stažena a Arnold byl shledán, že se dopustil vědeckého pochybení Úřadu Spojených států pro integritu výzkumu. Následné práce jiných autorů prokázaly, že nízké koncentrace endokrinních disruptorů mohou mít synergické účinky u obojživelníků, ale není jasné, zda se jedná o účinek zprostředkovaný endokrinním systémem.
Typy endokrinních disruptorů
Všichni lidé jsou ve svém každodenním životě vystaveni chemickým látkám s estrogenními účinky, protože chemické látky narušující činnost žláz s vnitřní sekrecí se nacházejí v nízkých dávkách doslova v tisících produktů. Mezi chemické látky běžně zjištěné u lidí patří bisfenol A, polybromované difenylethery (PBDE) a celá řada ftalátů. Ve vědecké obci panuje určitý spor ohledně tvrzení, že tyto chemické látky ve skutečnosti narušují endokrinní systém. Mnozí se domnívají, že existuje jen málo důkazů o tom, že stupeň expozice u lidí je dostatečný k tomu, aby vzbuzoval obavy, zatímco mnoho dalších se domnívá, že existují důkazy o tom, že tyto chemické látky představují určité riziko pro lidské zdraví.
Někteří výzkumníci zkoumají zdravotní rizika chemických látek, které narušují činnost žláz s vnitřní sekrecí, pro děti. Bisfenol A se dostal pod velký dohled, protože je běžnou součástí plastových kojeneckých lahví. V březnu 2007 byla v Kalifornii podána hromadná žaloba, v níž bylo vzneseno obvinění, že výrobci a prodejci plastových kojeneckých lahví neupozornili spotřebitele, že jejich výrobky obsahují bisfenol A, chemickou látku, která podle nich představuje vývojová a zdravotní rizika pro kojence a děti.
Bisfenol A se nachází v některých plastových lahvích od vody a kojenecké výživy, v plastových obalech od potravin, v zubních materiálech a ve sliznicích kovových potravin a plechovkách od kojenecké výživy. Je to známý endokrinní disruptor a „stovky studií publikovaných v desetiletí“ zjistily, že laboratorní zvířata vystavená jeho nízkým hladinám mají zvýšený výskyt cukrovky, rakoviny mléčné žlázy a prostaty, snížený počet spermií, reprodukční problémy, ranou pubertu, obezitu a neurologické problémy. Někteří vědci se domnívají, že lidé, zejména kojenci, jsou v současné době vystaveni hladinám, o nichž je známo, že způsobují újmu laboratorním zvířatům. Americká FDA a chemický průmysl trvají na tom, že je bezpečný, ale americký Kongres podnikl kroky k omezení používání bisfenolu A a požádal FDA o jeho přezkoumání. Kanada nedávno oznámila, že plánuje postupné ukončení používání bisfenolu A v kojeneckých lahvích a plechovkách od kovové výživy.
Nalgene, Playtex a Wal-Mart se dohodly, že tuto látku odstraní ze svých výrobků do konce roku 2008. V srpnu FDA vydala návrh přehodnocení, kterým znovu potvrdila své původní stanovisko, že na základě vědeckých důkazů je to bezpečné. Nicméně v říjnu 2008 poradní vědecká rada FDA poslala FDA zpět k rýsovacímu prknu se závěrem, že hodnocení agentury bylo „chybné“ a neprokázalo, že chemická látka je bezpečná pro kojence krmené výživou.
Polybromované difenylethery
Polybromované difenylethery se nacházejí v zpomalovačích hoření používaných v plastových obalech televizorů a počítačů, elektroniky, koberců, osvětlení, lůžkovin, oblečení, automobilových součástek, pěnových polštářů a dalších textilií.
Potenciální zdravotní riziko: PBDE jsou strukturálně velmi podobné polychlorovaným bifenylům (PCB) a mají podobné neurotoxické účinky. PBDE mají potenciál narušit rovnováhu hormonů štítné žlázy a přispívají k řadě neurologických a vývojových deficitů, včetně nízké inteligence a poruch učení. Mnoho nejběžnějších PBDE bylo v Evropské unii zakázáno v roce 2006.
Jiná podezření na endokrinní disruptory
Některé příklady předpokládaných EDC jsou vinklozolin, zearalenon, 17-alfa ethinylestradiol, dioxiny, PCB, PAU, furany, fenoly a několik pesticidů (nejvýznamnější jsou organochlorové insekticidy jako endosulfan, DDT a jeho deriváty). Mezi látky s estrogenními účinky patří xenoestrogeny a fytoestrogeny.
Množství možných endokrinních disruptorů je ve Spojených státech technicky regulováno mnoha zákony, včetně: zákona o kontrole toxických látek (Toxic Substances Control Act), federálního zákona o insekticidech, fungicidech a rodenticidech (Federal Insecticide, Fungicide and Rodenticide Act), zákona o potravinách, drogách a kosmetice (Food, Drug and Cosmetic Act), zákona o čisté vodě (Clean Water Act), zákona o bezpečné pitné vodě (Safe Drinking Water Act) a zákona o čistém ovzduší (Clean Air Act).
Kongres Spojených států zlepšil proces hodnocení a regulace léků a dalších chemických látek. Zákon o ochraně kvality potravin z roku 1996 a zákon o bezpečné pitné vodě z roku 1996 současně poskytly první legislativní směr, který vyžadoval, aby EPA řešila narušení činnosti žláz s vnitřní sekrecí zavedením programu pro screening a testování chemických látek.
V roce 1998 EPA vyhlásila program screeningu endokrinních poruch vytvořením rámce pro stanovení priorit, screening a testování více než 85 000 chemických látek v obchodě. Základní koncepcí programu je, že stanovení priorit bude založeno na stávajících informacích o použití chemických látek, objemu výroby, struktuře-aktivitě a toxicitě. Screening se provádí pomocí testovacích systémů in vitro (zkoumá se například, zda látka interaguje s estrogenovým receptorem nebo androgenním receptorem) a pomocí zvířecích modelů, jako je vývoj pulců a růst dělohy u prepubertálních hlodavců. Testování v plném rozsahu bude zkoumat účinky nejen u savců (potkanů), ale také u řady dalších druhů (žab, ryb, ptáků a bezobratlých). Protože teorie zahrnuje účinky těchto látek na fungující systém, je testování na zvířatech nezbytné pro vědeckou platnost, ale postavily se proti němu skupiny ochránců zvířat. Podobně důkaz, že se tyto účinky vyskytují u lidí, by vyžadoval testování na lidech, a takové testování má také nesouhlas.
Poté, co EPA nesplnila několik termínů pro zahájení testování, nakonec oznámila, že je připravena zahájit proces testování desítek chemických subjektů, u nichž existuje podezření na endokrinní disruptory, počátkem roku 2007, jedenáct let po vyhlášení programu. Když byla oznámena konečná struktura testů, byly vzneseny námitky proti jejich návrhu. Kritici namítali, že celý proces byl ohrožen zásahy chemických společností. V roce 2005 EPA jmenovala panel odborníků, aby provedl otevřené vzájemné hodnocení programu a jeho orientace. Jejich výsledky zjistily, že „dlouhodobé cíle a vědecké otázky v programu EDC jsou přiměřené“, nicméně tato studie byla provedena rok předtím, než EPA oznámila konečnou strukturu screeningového programu.