Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Hormonální pastorela

Postoj k látkám „přírodním“ a „umělým“
 |  7. 8. 2008
 |  Vesmír 87, 513, 2008/8

Slovní spojení „endokrinní disruptor“ 1) vplulo do našeho slovníku na zpěněných vlnách odpadních vod obsahujících účinné látky z hormonální antikoncepce. Obyvatelky velkoměst i vísek 2) vylučují její zbytky s močí, a permanentně tak mění říční vodu na hormonální koktejl. Hormony nejsou odbourány ani v čističkách odpadních vod, a tak na mnoha místech dosahují ve vodních tocích koncentrací, 3) které narušují pohlavní funkce sladkovodních ryb. Ve varlatech samců se tvoří značné množství žloutku a někdy i samičí pohlavní buňky. Produkce spermií klesá. Podobně jsou postiženy samice, mají snížený počet vajíček ve vaječnících.

Endokrinní disruptory jsou všudypřítomné a jejich zdrojem zdaleka není jen hormonální antikoncepce. Najdeme je mezi nátěrovými hmotami, pesticidy, plasty a mnoha dalšími zcela běžnými látkami, 4) z nichž mnohé kupodivu nemají po chemické stránce s hormony živočichů nic společného. Jako samičí steroidní 5) hormon účinkuje například i iont kadmia. 6)

Zelená pastvina s přežvykujícími stračenami navozuje dojem pastorální idylky na hony vzdálené víření kalů v čistírnách odpadních vod nebo výrobně plastů. I tato pastorela si však zaslouží přízvisko „hormonální“. Lidské i zvířecí tělo je malou továrnou na hormony a část této produkce přechází do životního prostředí. Stračena močící a kálející uprostřed louky není výjimkou. Pokud je kráva březí, pak steroidní hormony doslova chrlí. S výkaly může za jediný den vyloučit až 7 miligramů estrogenů 7) a močí z ní odejde za stejnou dobu až 100 miligramů těchto steroidních hormonů. Jalová kráva vyloučí denně asi 15 miligramů estrogenů.

Inventura hormonů

Tým Petera Matthiessena z Lancaster Environment Center provedl hormonální i nventuru u hospodářských zvířat i obyvatelstva 8) Britských ostrovů a dospěl k impozantním číslům. 9) Šedesát milionů Britů vyprodukuje ročně asi dva metrické centy estrogenů. Obdobné množství přidá do životního prostředí třicet milionů slepic chovaných pro produkci vajec. Dva miliony kusů britských dojnic strčí lidi i slepice hravě do kapsy roční produkcí šesti metrických centů estrogenů. Pět milionů prasat přispívá do roční hormonální produkce Velké Británie asi 140 kilogramy estrogenů a na vrub více než stomilionové populace brojlerů lze připsat každoročně asi 40 kilogramů estrogenů. Sečteno a podtrženo to dělá více než tunu estrogenů ročně. 10)

Vraťme se ale na rozkvetlou louku s přežvykující stračenou. Pasoucí se stohlavé stádo každodenně „obohatí“ jeden hektar pastviny o 0,08 gramu estrogenů. Při hnojení chlévskou mrvou vyveze farmář na pastvinu dvanáctkrát více hormonů, než kolik na stejné ploše vyprodukuje stovka pasoucích se dojnic. S hnojem se dostane na každý hektar zhruba 1 gram estrogenů.

Zvedněme nyní hlavy k nebi od pastviny zúrodněné mrvou. Pokud se přižene pořádná letní bouřka, staneme se svědky toho, jak vodní příval smyje hormony do potoka, který pastvinou protéká. Vodnímu toku a všemu, co v něm žije, se dostane vydatného hormonálního „šplouchu“. Nepříliš složitou kalkulací došli P. Matthiessen a jeho kolegové k závěru, že koncentrace estrogenů ve vodě potoka může nárazově stoupnout zhruba na 10 nanogramů na litr. Sami autoři britské hormonální inventury ale podotýkají, že na stejné hodnoty se estrogeny v potoce vyhoupnou i v případě, že se jedna z dojnic vymočí přímo do vody. Pokud zaprší na pastvinu pohnojenou kravským hnojem, pak může každý litr vody v potoce rázem obsahovat 200 nanogramů estrogenů.

Abychom nebyli obviněni z diskriminace pohlaví, uveďme ještě ve stručnosti hormonální bilanci pastviny, na které se pasou býci. Stohlavé stádo zatíží hektar pastviny denně samčími steroidními hormony androgeny, 11) jejichž množství odpovídá biologickému účinku asi 30 miligramů testosteronu. Pokud sprchne, přemění se voda v potoce na roztok testosteronu o koncentraci 4 nanogramy na litr. Při hnojení mrvou býků a následném dešti by dosáhla koncentrace testosteronu ve vodě asi 40 nanogramů na litr.

Co opravdu teče potokem

Teoretické kalkulace mívají často jednu podstatnou vadu na kráse: neodpovídají skutečnosti. Proto stojí za pozornost výsledky stanovení koncentrací estrogenů v potocích na deseti vybraných místech Velké Británie. 12) Měření byla provedena v zemědělské krajině a „panenskost“ tamější přírody dokládá fakt, že v potocích vybraných lokalit nebyly zjištěny umělé estrogeny (konkrétně se zjišťovalo, zda tam není antikoncepční 17α-ethynylestradiol). Odhalené hormony byly ryze přírodní a nebylo jich málo. V potocích protékajících kolem zemědělských usedlostí se dala průběžně prokázat koncentrace estrogenů kolem 2 nanogramů na litr. Při dešti obsah estrogenů ve vodě výrazně stoupal a na přechodnou dobu dosahoval zhruba 9 nanogramů na litr. Čas od času docházelo k excesům. Jednou vystoupila hladina estrogenů v potoce bez zjevné příčiny bezmála na 300 nanogramů na litr. Způsobit to mohla třeba březí dojnice, která si do potoka krátce před odběrem vzorků „odskočila“.

Samozřejmě se nabízí otázka, nakolik mohou tak nízké koncentrace hormonů ovlivnit život v potocích a řekách a nakolik ovlivní život těch, kdo pijí vodu s příměsí hormonů. Permanentní přítomnost nanogramových množství v litru vody stačí k výraznému zásahu do chodu organizmu mnoha živočichů. Účinky 17α-ethynylestradiolu z odpadních vod jsou srovnatelné s účinky vody obsahující v každém litru nejméně 17 nanogramů přírodního 17β-estradiolu.

Pokus na jezeře 260

Co taková množství hormonů dokážou, demonstrovala výmluvně studie amerických a kanadských vědců vedených Karen A. Kiddovou z winnipežského Freshwater Institute. 13) Do ontarijského bezodtokého jezera označeného číselným kódem „260“ vypouštěli vědci roztok 17α-ethynylestradiolu tak dlouho, dokud se v každém litru jezerní vody nenacházelo asi 5 nanogramů tohoto syntetického hormonu. Dopad na život v jezeře byl razantní. Populace jezerních střevlí Pimephales promelas během tří let zkolabovala. Ryby byly neplodné. Samice nevytvářely jikry. Samci se zčásti měnili na samice, přestávali produkovat spermie a ve varlatech se jim začínal hromadit žloutek pro tvorbu jiker. Starší ryby umíraly, aniž byly nahrazovány novým rybím pokolením.

Laboratorní studie 14) naznačují, že vážné škody stačí napáchat i krátkodobý pobyt ryb ve vodě znečištěné endokrinními disruptory. Samci koljušek tříostných (Gasterosteus aculeatus), kteří byli v rané vývojové fázi života na čtyři týdny vystaveni celkem běžným koncentracím 17α-ethynylestradiolu, a potom chováni až do dospělosti v čisté vodě bez hormonů, mají na zbytek života narušenou stavbu varlat. O tom, že to s jejich „mužstvím“ není tak úplně v pořádku, svědčí i mdlejší vybarvení červeného bříška. Také k stavbě hnízd přistupují tito samci o poznání liknavěji. Dokonce i v případech, kdy jsou koncentrace hormonu tak nízké, že to nestačí k zjevnému poškození varlat, mají hormonálně „poznamenaní“ samci koljušek méně potomstva.

Disruptory bych (ne)zrušil

„Hormonální pastorelu“ nelze vnímat jako horor, jenž by nás měl vyhánět od řek a z luk. Je však dobrou příležitostí k zamyšlení nad tím, zda náš často zcela protichůdný postoj k látkám „přírodním“ a „umělým“ náhodou nepostrádá racionální jádro. A snad si i lépe uvědomíme, že to, co se nám jeví jako idyla, skrývá někdy velké drama. Žijeme v různě silných koktejlech endokrinních disruptorů. Účinky jeho ingrediencí se vzájemně sčítají, násobí nebo ruší. Jak, to zatím pořádně nevíme.

Při hledání efektivního řešení bychom se mohli inspirovat Nohavicovou písní, ve které zpěvák řeší pád chleba namazanou stranou dolů konstatováním: „Máslo bych zrušil.“ Složité problémy však mají jen málokdy tak jednoduchá východiska. O mnoha látkách ani netušíme, že jako endokrinní disruptory účinkují, protože jsme se při ověřování jejich bezpečnosti soustředili především na toxické efekty. Záludnost endokrinních disruptorů spočívá v tom, že nabourávají hormonální rovnováhu v těle i v tak nízkých koncentracích, kdy se už jejich toxické účinky dávno neprojevují. V tak malých množstvích jsme tyto látky považovali za zcela neškodné.

Realizace hesla „disruptory bych zrušil“ vázne i na skutečnosti, že řadu endokrinních disruptorů naléhavě potřebujeme a nemáme za ně „nedisruptorovou“ náhradu. K obtížně nahraditelným disruptorům patří například fungicidy, jimiž chráníme úrodu před houbami a plísněmi. Pokud je zakážeme, zůstane úroda bez ochrany a vzroste její zamoření plísněmi, jež bývají kromě jiného také zdrojem velmi silných endokrinních disruptorů.

Poznámky

1) Americká bioložka Theo Colbornová definuje tyto látky následovně: „ Endokrinní disruptor je exogenní látka (tj. látka přicházející do organizmu zvenčí – pozn. J. P.), která narušuje produkci, uvolňování, transport, metabolizmus, vazbu, účinek nebo vylučování hormonů, jež jsou v těle odpovědné za udržení homeostázy (tj. za udržení vnitřní rovnováhy organizmu – pozn. J. P.), za regulaci vývojových procesů a za fyziologické funkce (Colborn T.: Endocrine disruption overview: Are male at risk? In: Hypospadias and Genital Development, 189–201, 2004. Editor L. Baskin, Kluwer Academic/ Plenum Publisher).
2) Počet žen užívajících hormonální antikoncepci se v České republice odhaduje zhruba na 1 milion.
3) Koncentrace syntetických estrogenů – nejčastěji 17α-ethynylestradiolu– ve vodách dolních toků velkých řek dosahuje až hodnot kolem 5 nanogramů na litr.
4) Početná je skupina látek vznikajících v rostlinách – fytoestrogeny. K nejvýznamnějším patří například genistein, který se hojně vyskytuje v sóji.
5) Pro steroidy je typická molekula, jejíž uhlíková kostra se skládá ze čtyř vzájemně propojených „kruhů“. Tři cykly jsou tvořeny šesticí uhlíků a jeden obsahuje pět atomů uhlíku.
6) Stoica A. et al.: Molec. Endocrinol. 14, 545–553, 2000.
7) Estrogeny jsou pohlavní steroidní hormony a jejich jméno naznačuje, že sehrávají důležitou roli při estru – říji samic. Proto jsou někdy označovány jako samičí steroidní pohlavní hormony, i když to neznamená, že by samci estrogeny zcela postrádali. K hlavním estrogenům patří estradiol, estriol a estron.
8) Johnson A. C. et al.: Sci. Total Environ. 362, 166–178, 2006.
9) Pro jednoduchost jsou přepočítány všechny estrogeny na ekvivalent odpovídající účinku 17β-estradiolu.
10) Hrubou představu o hormonální bilanci České republiky si lze vytvořit na základě následujících čísel. Naše republika má zhruba 10 milionů obyvatel. Čeští zemědělci chovají 1,4 milionu kusů skotu (býků, telat, jalovic) a k tomu navrch ještě 560 tisíc krav, dále pak 2,6 milionu kusů prasat a 24 milionů kusů drůbeže, z toho více než 6 milionů slepic.
11) Takzvané samčí steroidní hormony čili androgeny se tvoří nejen ve varlatech samců, ale vznikají i v nadledvinách. Androgeny produkuje i samičí organizmus. Některé androgeny jsou meziproduktem pro vznik estrogenů. Kromě testosteronu patří mezi androgeny například dihydrotestosteron (ten je ve svých účincích silnější než testosteron), androsteron, androstendiol, androstendion nebo dehydroepiandrosteron.
12) Matthiessen P. et al.: Sci. Total Environ 367, 616–630, 2006.
13) Kidd K. A. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. 104, 8897–8901, 2007.
14) Maunder R. J. et al.: Biol. Reprod. 77, 999–1006, 2007.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné