Endokrine Disruptoren

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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 durch Veränderung des Hormonsystems die Gesundheit schädigen können, wenn sie in einer wirksamen Dosis in den Körper gelangen.[2]

Endokrine Disruptoren sind endokrin aktive Substanzen (EAS, auch endokrin wirksame Substanzen) mit schädlichen Wirkungen. Sie können natürlich vorkommen (z. B. Phytoestrogene) oder synthetisch hergestellt werden (z. B. PCB). Da EAS Gesundheitsgefahren für Tiere und Menschen darstellen können, 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. Einige EAS werden aufgrund ihrer endokrin aktiven Eigenschaften gezielt in der Medizin eingesetzt (z. B. Antibabypille).[3]

Bekannte oder vermutete endokrine Disruptoren[Bearbeiten]

1993 wurde erstmals eine Liste von Stoffen mit vermuteten endokrindisruptiven Eigenschaften in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht.[4] Die Wissenschaftlerin und Koautorin des Aufsatzes Theo Colborn, die damals bei der W. Alton Jones Foundation und dem WWF arbeitete, veröffentlichte 1996 ein populärwissenschaftliches Buch, welches öffentliches Interesse hervorrief.[5]

Nach Angaben von WHO/UNEP (2013) sind bis zu 800 Stoffe bekannt, für die eine endokrine Wirkung entweder nachgewiesen oder vermutet wurde. Jedoch wurde bisher nur ein geringer Anteil dieser Stoffe Tests unterzogen, die endokrine Effekte in intakten Organismen nachweisen können.[6]

Die Mehrzahl der Verbindungen, deren Herstellung nach der Stockholmer Konvention verboten oder beschränkt wurde, hat auch endokrine Wirkungen.[6]

WHO/UNEP (2013) bietet eine Übersicht chemischer Kategorien von Stoffen mit nachgewiesener oder potenzieller endokrindisruptiver Wirkung. Die Stoffe wurden auf Basis vorhandener Übersichtsarbeiten und maßgeblicher Berichte identifiziert. Im Folgenden werde die Kategorien mit Beispielen aufgelistet.[6]

Beispiele für nachgewiesene oder vermutete Störungen durch einzelne Stoffe (gemäß WHO/UNEP):[6]

  • PCB: ausreichende Belege für mögliche Endometriose und Myome der Gebärmutter beim Menschen sowie Myome, Tumore und Nebennierenprobleme bei Robben; starke experimentelle und molekulare Belege für Suppression der Schilddrüsenhormone in allen Wirbeltieren und epidemiologische Belege für Beeinträchtigung der kognitiven Funktion bei Kindern; Eingeschränkte Belege für Prostata- und Brustkrebs beim Menschen und Genitalkarzinomen bei Seelöwen; Belege für Immundysfunktion bei Meerestieren und beim Menschen; eingeschränkte Belege für höheres Diabetesrisiko; wahrscheinlicher Beitrag zum Rückgang von fischfressenden Vögeln und Säugern.
  • DDT: ausreichende Belege für Brustwarzenretention, Hypospadie, reduzierte Sexualorgangewicht, reduzierte anogenitale Distanz, verzögerte preputiale Trennung, abnormal kleiner Penis, mangelhafte Hoden, geringerer Testosteronspiegel beim Mann; erhöhter Estradiolspiegel, abnormale Form der Eierstöcke bei der Frau. Mögliche Ursache von Endometriose und Störung des Zyklus beim Menschen. Verdünnung der Eischale, Feminisierung, homosexuelles Verhalten und Populationsrückgang bei Vögeln. Testosteronsenkung und Entmaskulinisierung bei Eisbären und Alligatoren, Intersexualität bei Fischen und Fröschen. Einige Hinweise auf Suppression von Schilddrüsenhormonen in Meerestieren, Vögeln und Amphibien. Eingeschränkte Belege für Brustkrebs, Leukämie und Lymphdrüsenkrebs beim Menschen. Eingeschränkte Evidenz für erhöhtes Fettleibigkeitsrisiko bei pränataler Exposition. Wahrscheinlicher Beitrag zum Rückgang von fischfressenden Vögeln und Säugern.
  • PFOS: kaum untersuchte Hinweise auf Rückgang der weiblichen Fruchtbarkeit und Änderung des Zyklus.
  • PBDE: Eingeschränkte Hinweise auf frühere Menarche und Lageanomalie des Hodens beim Menschen, Eischalenverdünnung, verzögerte Schlüpfung und geringeres Schlüpfgewicht bei Vögeln. Starke Evidenz für Suppression der Schilddrüsenhormone beim Menschen und arktischer Fauna. Eingeschränkte Belege für kognitive Störungen. Mögliche Mitursache der Rückgangs von Meeressäugern.
  • HBCD: kaum untersucht, tritt häufig zusammen mit PDBE und PCB in Geweben in Erscheinung, manchmal mit ähnlichen Effekten assoziiert.
  • PFOA: bisher kaum untersucht, sehr eingeschränkte Hinweise auf Schwangerschaftsprobleme und Fettleibigkeit beim Menschen.
  • DEHP: zahlreiche negative Effekte auf Männlichkeit, ähnlich DDT
  • Triclosan: kaum untersuchte Hinweise auf Störung steroidogener Enzyme, die eine Rolle bei der Produktion von Testosteron und Estrogen spielen. Könnte gemäß wenigen Laborstudien negative Effekte auf den Reproduktionserfolg bei Männern und Frauen haben. Eingeschränkte epidemiologische Hinweise auf Zusammenhang mit Heuschnupfen und Allergien.
  • Bisphenol A: Wirkt als Estrogen bei allen Wirbeltieren. Eingeschränkte Belege für Störung des Sexualzyklus. Milchdrüse empfindlicher für Tumorentwicklung und Estradiol. Reguliert Fettgewebe über Estrogenrezeptoren in Fettzellen. Beeinflusst die Funktion von Betazellen, verstärkt Insulinresistenz und Glukoseintoleranz. Eingeschränkte epidemiologische Hinweise auf Diabetes und veränderte Leberfunktion beim Menschen. Beeinflussung der Schilddrüsenhormone und Metamorphose bei Amphibien. Senkt Lernfähigkeit bei Weißfußmäusen, Einfluss auf Entfeminisierung und Hyperaktivität.
  • Atrazin: Störung des Sexualzyklus bei Ratten, Intersexualität bei Fröschen, Immundepression nach pränataler Exposition bei Ratten, Amphibien und Fischen.
  • Vinclozolin: Anti-Androgen, das bei männlichen Nagern Testosteron senkt, Hypospadie und Hodendystopie verursacht, die Brustwarzenentwicklung stört, und den Penis verkleinert. Bei Kaninchen Feminisierung und Verlust sexuellen Interesses. Maskulinisierung der Weibchen. Gestörtes Geschlechterverhältnis bei in Experimentalstudien mit Fischen. Geringere Eiablage und Reproduktion bei Vögeln. Mögliches Karzinogen.
  • Fluoxetin: Beeinflusst möglicherweise Sexualhormone und Reproduktion sowie das Futterverhalten bei Fischen und anderen Wasserwirbeltieren. Geringeres Wachstum von Kaulquappen aufgrund reduzierten Futterverhaltens. Verfrühte Eiablage und nicht überlebensfähige Larven bei Süßwasserweichtieren.
  • Levonorgestrel: Kaum untersucht, kann den Reproduktionserfolg und Eiablage weiblicher Fische und das sexuelle Interesse männlicher Fische einschränken.
  • Methylquecksilber: Hinreichend untersucht. Überschreitet die Blut-Hirn-Schranke und senkt den Spiegel von Enzymen mit wichtiger Funktion bei Reproduktion, Kognition, Wachstum und Entwicklung bei Wirbeltieren. Erhöhte Exposition von Fischen und Amphibien beeinträchtigt die Reproduktion, der Flucht- und Futterverhalten. Wirkt bei Wasservögeln negativ auf Balzverhalten und Partnerwahl.

Der WHO/UNEP Bericht spricht folgende Empfehlungen zur Verbesserung der Erkenntnislage zu endokrinen Disruptoren (ED) aus:[6]

  • Tests: Bekannte ED sind nur die 'Spitze des Eisbergs' und umfangreichere Testmethoden sind erforderlich, um weitere potentielle ED sowie deren Quellen und Expositionswege zu identifizieren.
  • Forschung: Mehr wissenschaftliche Nachweise sind erforderlich, um die Effekte von Gemischen von ED auf Menschen und Tiere (insbesondere von Nebenprodukten), denen diese zunehmend ausgesetzt sind, zu ermitteln.
  • Berichterstattung: Viele Quellen von ED sind nicht bekannt, da unzureichende Informationen bezüglich Substanzen in Produkten, Materialien und Gütern bekanntgegeben werden.
  • Zusammenarbeit: Der vermehrte Austausch von Daten zwischen Wissenschaftlern und Staaten kann Datenlücken schließen, insbesondere in Entwicklungs- und Schwellenländern.

Regulierung[Bearbeiten]

Europäische Union[Bearbeiten]

Rechtsakte[Bearbeiten]

Die Verordnung EG 1907/2006 zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH) legt fest, dass Substanzen mit endokrin disruptiven Eigenschaften als besonders besorgniserregende Stoffe identifiziert und als zulassungspflichtig erklärt werden können.[7]

Die Verordnung EG 1107/2009 über das Inverkehrbringen von Pflanzenschutzmitteln legt fest, dass Pflanzenschutzmittelwirkstoffen mit endokrinschädlichen Eigenschaften in der EU keine Zulassung erteilt werden darf bzw. die Zulassung entzogen werden muss. Die Zulassung wird jedoch nicht verweigert, wenn die Exposition unter den Bedingungen der Anwendung vernachlässigbar ist oder aber der betreffende Stoff zur Bekämpfung einer ernsten Gefahr für die Pflanzengesundheit notwendig ist, die nicht mit anderen zur Verfügung stehenden Mitteln, einschließlich nicht-chemischer Verfahren, einzudämmen ist.[7]

Gemäß Verordnung EG 528/2012 über die Bereitstellung auf dem Markt und die Verwendung von Biozidprodukten werden diese Substanzen nicht zugelassen, wenn sie endokrin disruptive Eigenschaften haben. Die Zulassung wird jedoch nicht verweigert, wenn das Risiko für Mensch und Umwelt vernachlässigbar ist, wenn die Substanz wesentlich für die Bekämpfung ernster Gesundheitsrisiken ist oder wenn die Nichtzulassung, gemessen an den Risiken für Mensch und Umwelt, zu unverhältnismäßigen negativen Auswirkungen für die Gesellschaft führen würde.[7]

Nach der Verordnung EG 1223/2009 über kosmetische Mittel unterliegen endokrin disruptive Substanzen derzeit keiner Beschränkung; dies wird allerdings überprüft werden, sobald international vereinbarte bzw. EU-Kriterien für die Identifizierung von Substanzen mit endokrin disruptiven Eigenschaften vorliegen, spätestens jedoch am 11. Januar 2015.[7]

Die Richtlinie zum Ordnungsrahmen für die Wasserpolitik (2000/60/EG) beinhaltet eine Strategie gegen die Verschmutzung von Oberflächenwasser durch chemische Schadstoffe und besonders bedenkliche Substanzen in der EU, einschließlich einiger potenzieller endokrin disruptiver Substanzen. 2012 schlug die Kommission vor, die Liste prioritärer Stoffe zu ergänzen. Obwohl kein direkter Bezug genommen wird, könnten endokrin disruptive Eigenschaften ein wichtiges Kriterium für die Einordnung von Stoffen bzw. Stoffgruppen in diese Kategorie darstellen.[7]

EU-Strategie[Bearbeiten]

Zwischen 1996 und 2000 entwickelte die EU eine Gemeinschaftsstrategie zum Umgang mit ED. 2000 wurde eine Liste potenzieller ED veröffentlicht, um Prioritäten festzulegen. Von insgesamt 564 Stoffen, die laut verschiedenen Organisationen oder wissenschaftlichen Arbeiten hinsichtlich eines endokrindisruptiven Potenzials verdächtig waren, wurden 147 identifiziert, die entweder umweltbeständig sind oder in großen Mengen (>1000 t/Jahr) produziert werden. Lediglich für 66 dieser Stoffe wurden endokrine Effekte in mindestens einer Tierart gefunden (Kategorie 1). Für 52 dieser Stoffe gab es Hinweise aus in vitro-Studien auf eine Aktivität (Kategorie 2). Für die restlichen 29 Stoffe lagen nur unzureichende Daten vor, um eine endokrine Aktivität zu be- oder widerlegen (Kategorie 3). In einem darauffolgenden Schritt wurden die Stoffe aus Kategorie 1 auf ihre menschliche und tierische Expositionswahrscheinlichkeit geprüft; menschliche Exposition war demnach für 60 dieser Stoffe wahrscheinlich.[8]

Daraufhin wurden 12 Stoffe, wovon 9 industrielle Substanzen mit einer nachgewiesenen oder wahrscheinlichen endokrindisruptiven Wirkung und 3 natürliche oder synthetische Hormone sind, hinsichtlich einer tiefergehenden Bewertung priorisiert und im Rahmen einer 2002 veröffentlichten Studie untersucht. Die Studie stellte hinsichtlich möglicher Gesundheitsgefährdungen fest, dass einige industrielle Stoffe (2,4-Dichlorphenol, 4-Nitrotoluol, 4-tert-Octylphenol) wahrscheinlich nicht oder nur in extrem geringen Mengen in Kontakt mit Konsumenten gelangen, wenngleich die Datenlage noch unzureichend ist. Für Stoffe, die in Kontakt mit Konsumenten geraten (Bisphenol-A-diglycidylether über Lebensmittelkonserven sowie Chlorkresol und Resorcin über bestimmungsgemäß angewandte Kosmetika), besteht laut der Datenlage kein Risiko für Konsumenten.[8]

Für die 435 Stoffe mit laut der vorherigen Studie unzureichenden Datenlage gab die Kommission ebenfalls eine Studie in Auftrag, die 2002 veröffentlicht wurde. 147 Stoffe wurden Kategorie 1 oder 2 zugeteilt. 129 davon waren bereits in der EU verboten oder eingeschränkt.[8]

2009 gab die Generaldirektion Umwelt eine Studie zur Identifikation von ED in Auftrag, die 2012 veröffentlicht wurde und neben einer im Juni 2012 stattgefundenen Konferenz als Basis für eine Überarbeitung der EU-Strategie dienen soll. Bis Dezember 2013 muss die Kommission Vorschläge für Identifikationskriterien von ED im Rahmen der Pestizid- und Biozidverordnungen vorlegen.[7] Die Autoren der Studie empfahlen, validierte und international anerkannte Testmethoden in die Pestizid- und Chemikalienverordnungen aufzunehmen, Referenzdokumente zur Interpretation den Testergebnissen zu entwickeln, endokrine Disruptoren als gesonderte regulatorische Klasse zu definieren, evidenzbasierte Verfahren zur gleichzeitigen Betrachtung von Schädlichkeit und Wirkungsweise zu entwickeln, die Potenz nur noch neben anderen Kriterien und nicht mehr allein entscheidendes regulatorisches Kriterium zu berücksichtigen, und regulatorische Kriterien zu entwickeln, welche die Generierung von über den OECD-Rahmen hinausgehenden Daten und Testmethoden befördern.[9]

Im März 2013 veröffentlichte die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) auf Anfrage der EU-Kommission eine wissenschaftliche Einschätzung zur Risikobewertung von Endokrinen Disruptoren.[10] Die Sachverständigen der EFSA kamen zu dem Schluss, dass der Einfluss von chemischen Stoffen auf die wichtigsten endokrinen Pfade bei Säugern und Fischen mit den derzeit bzw. in Kürze verfügbaren international vereinbarten Prüfverfahren identifiziert werden kann. Die hormonellen Pfade, für die die Prüfmethoden am besten geeignet sind, betreffen Östrogene, Androgene und Schilddrüsenhormone sowie die Steroidogenese. Die EFSA gelangte ferner zu dem Schluss, dass ein Risikobewertungsansatz, der sowohl potenzielle Beeinträchtigungen durch endokrin aktive Substanzen als auch die jeweilige Expositionswahrscheinlichkeit berücksichtigt, die bestmögliche Nutzung der vorliegenden Informationen zur Regulierung des Einsatzes der betreffenden Stoffe darstellt. Ob eine endokrin wirksame Substanz eine Gefahr darstellt (d.h. ob sie als potenzieller endokriner Disruptor betrachtet werden kann) hängt mit ihrer inhärenten Fähigkeit zusammen, das endokrine System zu stören und infolgedessen eine Beeinträchtigung hervorzurufen. Eine Gefahr ist eine mögliche Bedrohung in Zusammenhang mit den intrinsischen Eigenschaften eines Stoffs (wenn etwa seine Toxizität nachweislich Krebs verursacht). Das Risiko, dass der endokrine Disruptor eine schädliche Wirkung auf Mensch und Tier haben könnte, hängt von dem Grad (der Dosis), der Dauer und dem Zeitpunkt der Exposition von Menschen bzw. Tieren gegenüber dieser Gefahr ab. Gefahren können unbedenklich sein, wenn man ihnen gar nicht ausgesetzt oder die Exposition zu gering ist, um Schaden zu verursachen. Das Ziel der Risikobewertung besteht darin zu bewerten, wie wahrscheinlich es ist, dass eine Substanz – in diesem Fall eine endokrin wirksame Substanz – bei einer gegebenen oder zu erwartenden Exposition Schaden verursacht, und was eine unbedenkliche Exposition darstellen würde.[7]

Eine 2011 einberufene und von der Gemeinsamen Forschungsstelle unterstützte Expertengruppe veröffentlichte im April 2013 einen Bericht, um die EU-Kommission hinsichtlich der Identifikation von ED zu beraten. Laut dem Bericht sollte diese Identifikation auf dem Nachweis einer endokrinen Aktivität und dem Nachweis einer durch diese Aktivität verursachten schädlichen Wirkung basieren. Vorhandene Testmethoden seien unzureichend und sollten weiterentwickelt werden.[11]

Die Herausgeber einer Reihe hochrangiger pharmakologischer und toxikologischer Fachzeitschriften warfen der EU-Kommission, die derzeit den Rechtsrahmen für endokrin wirksame Substanzen überarbeitet, im Juli 2013 eine wissenschaftlich fragwürdige Herangehensweise vor (Dietrich et al., 2013). Unter anderem kritisierten die Herausgeber am Entwurf der Kommission, dass er eine Regulierung auch dann vorsehe, wenn endokrine Effekte in experimentellen Systemen, die für Menschen keine direkte Relevanz haben, identifiziert wurden. Außerdem lehne der Vorschlag die Berücksichtigung von Schwellenwerten ab, was wissenschaftlich nicht gerechtfertigt sei und auch die Einschätzung der EFSA ignoriere. Ähnliche Bedenken äußerten Dutzende von Wissenschaftlern in einem offenen Brief an Anne Glover im Juni 2013.[12] Im Gegensatz dazu forderten im Mai 89 Wissenschaftler eine strengere Regulierung von EAS durch die EU. Sie wenden sich gegen die derzeit noch gültigen Regelung, die Schwellenwerte definiert, da endokrine Disruptoren in jedweder Konzentration schädliche Wirkungen hätten.[13] Ähnlich äußerten sich im August und September 2013 die Herausgeber einiger endokrinologischer und umweltwissenschaftlicher Fachzeitschriften, und warfen Dietrich et al. (2013) vor, wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse außer Acht zu lassen.[14][15]

USA[Bearbeiten]

Die Environmental Protection Agency (EPA) richtete im Rahmen des Federal Food, Drug, and Cosmetic Act Ende der 1990er Jahre das Endocrine Disruption Screening Program (EDSP) ein. In einem zweistufigen System sollen zunächst Stoffe mit endokrindisruptiven Potenzial und daraufhin spezifische durch einen Stoff hervorgerufene Effekte sowie die dazu notwendige Dosis identifiziert werden. 2009 und 2013 veröffentlichte die EPA Listen von insgesamt 176 Stoffen, die auf ein mögliches endokrindisruptives Potenzial überprüft werden sollen (die Listen sollten nicht als Listen bekannter oder wahrscheinlicher Disruptoren angesehen werden).[16][17]

Literatur[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Robert Sattelberger: Hormonell wirksame Substanzen in der aquatischen Umwelt – Analytische Ergebnisse und Überblick Österreichisches Umweltbundesamt, Monographien Band 161, Wien, 2002.
  2. Fragen und Antworten zu endokrinen Disruptoren (PDF; 48 kB). FAQ des BfR vom 19. April 2010. Abgerufen am 15. November 2013.
  3. EFSA: Endokrin aktive Substanzen. 20. März 2013. Abgerufen am 15. November 2013.
  4.  Theo Colborn: Developmental effects of endocrine-disrupting chemicals in wildlife and humans. In: Environmental Health Perspectives. 101, Nr. 5, 1993, S. 378-384.
  5. Theo Colborn, Dianne Dumanoski, John Peterson Myers, Al Gore: Die bedrohte Zukunft. Gefährden wir unsere Fruchtbarkeit und Überlebensfähigkeit?, Droemer Knaur, 1996, ISBN 978-3426268643
  6. a b c d e WHO & UNEP: State of the science of endocrine disrupting chemicals – 2012, 2013, ISBN 978-92-4-150503-1.
  7. a b c d e f g EFSA: Endokrin aktive Substanzen. 20. März 2013.
  8. a b c Europäische Kommission: Which substances are of concern?. Abgerufen am 20. November 2013.
  9. Kortenkamp et al.: State of the Art of the Assessment of Endocrine Disruptors (PDF; 1,9 MB). 2011.
  10.  EFSA Scientific Committee: Scientific Opinion on the hazard assessment of endocrine disruptors: scientific criteria for identification of endocrine disruptors and appropriateness of existing test methods for assessing effects mediated by these substances on human health and the environment. In: EFSA Journal. 11, Nr. 3, 2013, S. 84, doi:10.2903/j.efsa.2013.3132.
  11. Europäische Kommission: New report outlines key scientific elements for identifying endocrine disrupters. 2. April 2013, abgerufen am 20. November 2013.
  12. Dietrich et al.: Editorial. Food and Chemical Toxicology, 5. Juli 2013. Abgerufen am 15. November 2013.
  13. 89 scientists join call for EU action on hormone-disrupting chemicals. 24. Mai 2013, abgerufen am 15. November 2013.
  14.  Andrea C. Gore: Editorial: An International Riposte to Naysayers of Endocrine-Disrupting Chemicals. In: Endocrinology1. 154, Nr. 11, 2013, S. 3955-6, doi:10.1210/en.2013-1853.
  15.  Bergman et al.: Science and policy on endocrine disrupters must not be mixed: a reply to a “common sense” intervention by toxicology journal editors. In: Environmental Health. 12, 2013, S. 69-72, doi:10.1186/1476-069X-12-69.
  16. EPA: Final List of Initial Pesticide Active Ingredients and Pesticide Inert Ingredients to be Screened Under the Federal Food, Drug, and Cosmetic Act (PDF; 154 kB). Abgerufen am 18. November 2013.
  17. EPA: Endocrine Disruptor Screening Program: Final Second List of Chemicals and Substances for Tier 1 Screening. Abgerufen am 19. November 2013.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

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