Věčné chemikálie a reprodukce skotu
Poruchy reprodukce mají široké spektrum příčin. V poslední době se dostává do popředí zájmu negativní dopad polutantů zamořujících životní prostředí. Významnou roli tu hrají „věčné chemikálie" - látky stabilizované fluorem. Jejich vlivu neuniknou lidé ani zvířata.
S reprodukcí chovy hospodářských zvířat stojí a padají a udržitelná ekonomika chovů je bez reprodukce na náležité úrovni nemyslitelná. Chovatelé to dobře vědí a je jim jasné, že reprodukce zvířat závisí na gordickém propletenci mnoha rozličných faktorů. Významnou roli sehrávají genetické dispozice, zdravotní stav, kondice a úroveň výživy. Při problémech v reprodukci nesmíme zapomínat ani na negativní vlivy životního prostředí. Ty však často opomíjíme i ve vztahu k plodnosti lidské populace. Jen málokdo se pozastaví nad skutečností, že se v české republice rodí 6,2 % dětí po umělém oplodnění „ve zkumavce". Obvykle to nespojujeme s faktem, že jsme zaplnili svět koktejlem cizorodých látek, o jejichž spektru a vlastnostech máme jen útržkovité informace. V poslední době se stále jasněji ukazuje, že negativních vlivů polutantů na reprodukci nejsou ušetřena ani hospodářská zvířata.
Perfluorované a polyfluorované alkyly tvoří jen malou část spektra polutantů, jimž jsou lidé i zvířata vystaveni. Celkový počet látek z této skupiny označované často zkratkou PFAS (z anglického per - and polyfluorinated alkyl substances) se ale odhaduje na 12 000 a při volnější definici dokonce až na sedm milionů. Ročně jich jen v Evropě unikají do životního prostředí desetitisíce tun. Jsou mezi nimi látky víceméně neškodné. Některé, např. antidepresivum Prozac, se dokonce využívají jako léky. U dalších není o toxicitě pochyb a jejich používání už bylo zakázáno. To ale neznamená, že tyto látky zmizí ze světa. Jednou z jejich dominantních vlastností je totiž vysoká stabilita. Ne nadarmo si vysloužily označení „forever chemicals" čili věčné chemikálie. Vzhledem k tomu, že se začaly vyrábět ve 40. letech minulého století a našly široké použití, vyskytují se dnes prakticky všude, tedy v půdě i rostlinách, potravinách a krmivech, ve vodě a také v organismu lidí a zvířat.
Narušení hormonální rovnováhy
Hospodářská zvířata včetně skotu nejsou před věčnými chemikáliemi chráněna. Zdrojem mohou být například obaly krmiv. Častá je i kontaminace zdrojů vody. Poměrně silně může být kontaminována i pastva, zvláště v oblastech, kde se na pastviny rozlévají vody z řek a potoků.
Zasažení chovů se liší podle lokality. Ve švédských studiích byly u skotu nalezeny nižší hladiny kontaminace než v Japonsku. Prakticky u všech hospodářských zvířat, bez ohledu na lokalitu, lze očekávat výskyt jedné z nejstarších věčných chemikálií per fluoroktansulfonanu používaného už od 40. let minulého století. Tyto látky se drží v organismu a při častějším příjmu se dokonce hromadí. Největší koncentrace bývají naměřeny v játrech a ledvinách. Vyloučení PFAS po jednorázové konzumaci zabere i řadu měsíců. Pro chov mléčného skotu je důležité, že poměrně značný podíl těchto látek odchází z těla přes mléčnou žlázu a dostává se tak do mléka. O dopadech PFAS na reprodukci hospodářských zvířat se ví jen málo. Mnohé ale můžeme vyvodit z výsledků experimentů, v kterých byl sledován vliv PFAS na reprodukci laboratorních modelových živočichů.
I když se řada výzkumů provádí na rybách, pro chovy hospodářských zvířat jsou relevantní především výsledky studií na savcích, tedy na laboratorních myších a potkanech. Ty nevěští nic dobrého. U samců vyvolávají PFAS pokles hladin testosteronu a snížení hmotnosti varlat a nadvarlat. U samic dochází k narušení procesů vedoucích k ovulaci. Narušen je i vývoj mléčné žlázy a u březích samic vyvolávají PFAS poškození embryí a plodů. PFAS působí na zvířata jako tzv. endokrinní disruptory, což znamená, že narušují hormonální rovnováhu zvířecího organismu. Tyto efekty jsou obvykle přisuzovány látkám, jejichž molekuly se podobají molekulám hormonů. Vychází se z toho, že si organismus endokrinní disruptor s hormonem jednoduše „splete". PFAS jsou příkladem endokrinních disruptorů, které hormony neimitují. Zasahují do produkce bílkovin receptorových molekul, na něž se hormony vážou a jejichž prostřednictvím pak působí na životní procesy v buňkách. Například u samic vyvolávají některé PFAS úbytek receptorů klíčových pro spuštění procesů řízených estrogeny. Tyto steroidní hormony sehrávají klíčovou roli v řízení pohlavního cyklu samic. Estrogenové receptory v hypotalamu mají například za úkol zprostředkovat reakci na růst folikulů a spustit produkci gonadotropin-releasing hormonu tak, aby byl z hypofýzy ve velkém množství uvolněn luteinizační hormon v tzv. předovulačním vrcholu sekrece. Tento tzv. LH-peak startuje finální dozrávání folikulu a je nezbytný pro ovulaci dozrálého oocytu připraveného k oplození.
|
Obr. 1: U samců vyvolávají PFAS pokles hladin testosteronu a snížení hmotnosti varlat a nadvarlat. U samic dochází k narušení procesů vedoucích k ovulací |
Hrozby pro reprodukci skotu
Z hlediska reprodukce skotu přinesla důležité výsledky studie švédských vědců, kteří zkoumali působení jednoho typu PFAS - kyseliny perfluorohexansulfonové - na oocyty skotu. Tato látka se používá v ochranných povlacích na povrchu nejrůznějších materiálů včetně textilií, je součástí hasicí pěny, nachází uplatnění i při pokovování a vyskytuje se v lešticích prostředcích. Vědci využili systém laboratorní kultivace oocytů s chemikálií a následně tyto oocyty oplodnili „ve zkumavce". Detailním analýzám pak podrobili vzniklá embrya ve stadiu blastocysty. Embrya z oocytů vystavených kyselině perfluorohexansulfonové měla narušený vývoj a stadia blastocysty jich dosáhlo jen málo. Blastocysty navíc vykazovaly širokou škálu defektů na molekulární úrovni včetně poruch metabolismu lipidů nebo výrazných epigenetických změn, jež mají vliv na aktivitu genů. To jsou skutečně alarmující zjištění, která indikují, že plodnost skotu může být kontaminací kyselinou perfluorohexansulfonovou vážně narušena. Podobně ale mohou oocyty a embrya skotu reagovat i na další PFAS.
|
Obr. 2: Kyselina perjluorohexansulfonová - prostorový model |
Je důležité si uvědomit, že se v životním prostředí nachází pestrá směsice PFAS a dalších polutantů. Výsledné efekty jejich společného působení nedokážeme ani odhadnout. A to i proto, že nevíme, které PFAS se v životním prostředí vyskytují. Každá lokalita má skladbu PFAS jinou, poplatnou místním zdrojům znečištění i podmínkám pro přenos znečištění z jiných lokalit.
Poměry, za jakých se můžou PFAS dostávat do organismu skotu v konkrétních podmínkách farmy, popsali australští vědci. Sledovali osudy PFAS, které se dostaly do jediného zdroje vody nejspíše z hasicí pěny použité při likvidaci požáru. Voda obsahovala hned několik těchto sloučenin, a jak se dalo předpokládat s ohledem na jejich vysokou stabilitu, ani po roce nevykazovaly koncentrace PFAS ve zdroji známky poklesu. Několik z nich proniklo do okolní půdy, kde jejich koncentrace odpovídaly 1 % koncentrací ve vodě. Do travin rostoucích v okolí nádrže se jich ale dostalo jen neměřitelné množství. Přestože byla voda z nádrže jediným zdrojem pro napájení zvířat, při vyšetření krve chovaného skotu byly v měřitelných koncentracích zjištěny jen dva PFAS. Ty se však vyskytovaly v krevním séru ve značném množství, což odpovídá známé schopnosti bioakumulace těchto látek.
Obejdeme se bez PFAS?
Země Evropské unie zveřejnily v únoru loňského roku plán na zastavení produkce velkého počtu PFAS. To je jistě bohulibý záměr, ale odborníci pochybují o reálnosti této vize. PFAS nacházejí v současném světě neuvěřitelně široké uplatnění. Najdeme je v automobilech, v displejích mobilů, nepromokavém oblečení, bateriích, chladicích zařízeních. Chrání kovy před korozí a tepelným poškozením a textilie před ušpiněním. S přechodem od automobilů se spalovacími motory k elektromobilům potřeba PFAS neklesá, ale naopak roste. Bez PFAS zatím není možná „zelená" produkce vodíku elektrolýzou vody nebo provoz systémů pro klimatizaci budov. Neobejdeme se bez nich při výrobě počítačových čipů.
Za žádný z těchto široce používaných PFAS nemáme „nefluorovou" náhradu. Ne proto, že by to nešlo, ale protože PFAS slouží tak dobře, že o jejich náhradu nikdo neusiluje, dokud k tomu není donucen. Příkladem jsou „nefluorové" hasicí pěny, které byly vyvinuty až poté, co jejich výrobci čelili hromadným žalobám a byli donuceni k platbě vysokých částek na kompenzace za znečištění zdrojů pitné vody. S PFAS se budeme ještě dlouho střetávat i díky „ věčné" povaze jejich molekul. Měli bychom vědět nejen to, co způsobují v lidském organismu, ale také v organismu hospodářských zvířat. Už proto, že maso, mléko nebo vejce mohou být jedním ze zdrojů, z kterých se PFAS do lidského organismu dostávají.
Literatura:
DREW, R., et al. (2021). Accumulation of PFAS by livestock-determination of transfer factors from water to serum for cattle and sheep in Australia. Food Additives & Contaminants: Part A, 38(11), 1897-1913.
EVICH, M. G., et al. (2022). Per-and polyfluoroalkyl substances inthe environment. Science 375(6580), eabg9065.
HALLBERG, I., et al. (2022). Bovine oocyte exposure to perfluorohexane sulfonate (PFHxS) induces phenotypic, transcriptomic, and DNA methylation changes in resulting embryos in vitro. Reproductive Toxicology, 109, 19-30.
CHAMBERS, W. S., et al. (2021). A review of perand polyfluorinated alkyl substance impairment of reproduction. Frontier.; in Toxicology, 3, 732436.
LIM, X. (2023) Can the world leave „forever chemicals" behind? Nature 620, 24-27
PERITORE, A. F., et al. (2023). Current Review of lncreasing Animal Health Threat of Perand Polyfluoroalkyl Substances (PFAS): Harms, Limitations, and Alternatives to Manage Their Toxicity. lnternational Journal of Molecular Sciences, 24(14), 11707.
Pro článek byly využity poznatky získané v rámci řešení výzkumného projektu MZe QL24010123.
