Kemijski povzročitelji hormonskih motenj ‒ naše raziskave bisfenola A na modelu ovce

Inštitut za patologijo divjad ribe in čebele

Toksikokinetika bisfenola A pri ovcah in njegov vpliv na kosti in spolne organe ovnov v puberteti.

Bisfenol A (BPA) je antropogena kemikalija in eden najvidnejših kemijskih povzročiteljev hormonskih motenj (KPHM), ki povzročajo neravnovesje hormonskega sistema. Zaradi množične svetovne proizvodnje in široke uporabe, je stalno prisoten v okolju. Največ se ga uporablja za proizvodnjo polikarbonatne plastike za embalažo. Njegovo uporabo v otroških stekleničkah so že pred časom prepovedali.

Dokazani so bili škodljivi učinki KPHM, vključno z BPA pri visokih odmerkih, kot so vpliv na pojavnost raka, debelosti in srčnih obolenj, kontroverzni pa ostajajo vplivi nizkih odmerkov, ki smo jim tako ljudje kot živali izpostavljeni v vsakdanjem življenju. Še posebej je tako lahko problematična izpostavljenost v kritičnih obdobjih razvoja organizma, ko se razvija hormonski sistem npr. med nosečnostjo in v obdobju otroštva ter pubertete. Zaradi aktualnosti in nedorečenosti na tem področju je BPA danes ena najbolj preiskovanih spojin.
Z našo ekotoksikološko raziskavo, za katero smo predhodno pridobili vsa potrebna dovoljenja in je potekala v letu 2017, smo proučili pot BPA skozi organizem ovce kot modelne živali, njegov vpliv na kosti in moške spolne organe v puberteti ter izločanje v okolje. Ovce so sesalci, namenjeni za prehrano ljudi, kot pašne živali pa so tudi bioindikator onesnaženosti okolja. Poskusi na živalih se običajno izvajajo na laboratorijskih glodavcih, mi pa smo raziskavo opravili na alternativnem živalskem modelu – malih prežvekovalcih, nastanjenih na Centru za sonaravno rekultiviranje Vremščica, ki je del Veterinarske fakultete. Uporabili smo ovce slovenske avtohtone mlečne pasme Istrska pramenka, ki smo jim s hrano večkratno vnašali zelo nizke odmerke BPA, ki bi bili možni v okolju in bi jih še lahko kemijsko zaznali. Najprej smo izvedli pilotni poskus, kjer smo uporabili ovco s sesnim jagnjetom in ugotovili, da se BPA v večjem delu izloča z urinom, v manjšem delu pa tudi z mlekom in iztrebki. Za namen ovrednotenja koncentracij BPA v kompleksnih bioloških vzorcih smo razvili kemijske metode njegovega določevanja v krvni plazmi, mleku, urinu in iztrebkih, za ovrednotenje toksikokinetičnih parametrov pa smo uporabili toksikokinetično modeliranje. Drugi poskus smo izvedli na skupini 14 ovnov v puberteti, od katerih smo polovici živali dva meseca vsakodnevno vnašali BPA, ob koncu pa smo vse živali v poskusu evtanazirali. Ugotovili smo, da BPA v nižjem odmerku statistično značilno ne vpliva na spolne organe ovnov, saj v modih ovnov, ki so prejemali BPA nismo ugotovili histopatoloških sprememb, ki bi nakazovale na toksično delovanje BPA. BPA bi lahko vplival na koncentracijo in morfologijo semenčic, vendar razlike v naši raziskavi niso bile statistično značilne in bi bile za potrditev le-teh potrebne dodatne raziskave z večjim številom živali. Prav tako pri teh ovnih nismo zaznali učinkov na njihove še rastoče kosti. Proučevali smo makro- in mikrostrukturo kostnega tkiva, vendar nizki odmerki BPA niso vplivali na velikost, obliko ali trdnost stegnenic. V mineralni sestavi smo zaznali značilne razlike pri mikroelementih manganu (znižan) in cinku (povišan), kar bi lahko nakazovalo učinke pri dolgotrajni izpostavljenosti živali BPA. Analiza ostankov BPA v užitnih tkivih, odvzetih po koncu poskusa je prav tako pokazala majhen delež potencialne celokupno zaužite dnevne vsebnosti v odnosu na sedaj veljavno zgornjo dopustno mejo Evropske agencije za varnost hrane (EFSA). S predvidenim drastičnim znižanjem te meje, pa bi se tveganje za zdravje potrošnikov bistveno povečalo.

Vremščica

Predstavljeno raziskavo bogatita interdisciplinarnost vključenih raziskovalnih področij, medinštitutsko (še Klinika za reprodukcijo in velike živali ‒ Infrastrukturni center za sonaravno rekultiviranje Vremščica in Inštitut za predklinične vede Veterinarske fakultete Univerze v Ljubljani ter Inštitut za klinično kemijo in biokemijo Univerzitetnega kliničnega centra v Ljubljani) ter medfakultetno (še Fakulteta za farmacijo, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo ter Biotehniška fakulteta – Zootehnika Univerze v Ljubljani) in meddržavno (še Švica, Švedska, Češka in Iran) sodelovanje. Z izborom ovc kot modelnih živali pa veterinarska medicina kot stroka doprinaša k reševanju vprašanj vpliva onesnažil na živa bitja, s katerimi si delimo okolje.

Raziskava je bila financirana v okviru Programskih skupin P4-0092 Zdravje živali, okolje in varna hrana ter P4-0053 Endokrini, imunski in encimski odzivi pri zdravih in bolnih živalih Javne agencije RS za raziskovalno dejavnost (ARRS). Asist. dr. Sabina Šturm je bila prejemnica ARRS štipendije podiplomskega doktorskega programa za financiranje mladih raziskovalcev.

Rezultate naše študije smo uspešno predstavili v petih člankih, objavljenih v uglednih mednarodnih revijah v letih 2020‒2022. Rezultati pilotnega poskusa ter izsledki toksikokinetike BPA na ovnih in vplivi na moda so bili predstavljeni v treh člankih (revije Scientific Reports – IF 4,38, Journal of Environmental Science and Health, Part B – IF 1,99 in Toxics – IF 4,47) in so del doktorske disertacije asist. dr. Sabine Šturm (pod mentorstvom znan. svet. dr. Vesne Cerkvenik Flajs in somentorstvom doc. dr. Tanje Švara). Rezultate študije na kosteh smo objavili v članku revije Animals – IF 3,23 ter rezultate ostankov v tkivih v reviji Environmental Science and Pollution Research – IF 5,19.