Miljötoxikologi är tvärvetenskap. För att lyckas påvisa komplexa kemikaliehot behövs samordnade forskningsinsatser i ämnesövergripande projekt. Utvecklingen har i detta avseende varit gynnsam och möjligheterna att finansiera ämnesövergripande forskning har ökat under senare år, inte minst med stöd av Formas. Samtidigt, som detta ger anledning till belåtenhet, finns skäl att varna för den övertro på relevansstyrning och avnämarinflytande som nu vinner mark. Forskning är en kreativ process, som inte låter sig styras men väl stimuleras för att lyckas. Stora genombrott kan inte planeras fram, de är resultat av forskares fantasi, instinkt och förmåga att se mönster och avvikelser i data. En framgångsrik forskning domineras inte bara av de frågeställningar, som för tillfället är mest brännande. Utmaningen är också att söka förutse och identifiera morgondagens kemikaliehot.
Ingen dödsdal
Den svenska miljötoxikologin var tidigt ute. Redan 1954 presenterade Karl Borg experimentella bevis på att metylkvicksilverbetning av utsäde påverkar fågelfaunan. Sören Jensens upptäckt av PCB-problemet rapporterades 1966. Dessa och andra svenska originalobservationer stimulerade internationell forskning av en omfattning som långt överskrider våra nationella forskningsbudgetar.
En svensk miljötoxikologisk och miljökemisk forskning växte fram, den inomvetenskapliga utvecklingen tog fart och framsynta myndighetsbeslut kom ut i slutändan. Den samverkan mellan universitet och myndigheter som grundlades är fortfarande levande. Miljötoxikologiska och miljökemiska resultat har efterfrågats och kommit till användning i riskbedömningen och i det praktiska riskbegränsningsarbetet. Någon ”dödsdal” som isolerar forskning från praktik har aldrig existerat i detta område.
Testning ej tillräcklig
Med REACH, (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances) skärps kraven på testning och riskbedömning av kemikalier. Mycket återstår dock att göra. Den diskussion, som föregick REACH, betonade behovet av att stärka såväl forskning som utbildning inom området. Det är därför värt att påpeka att flertalet av dagens mest bekymmersamma miljötoxikologiska problem påvisats genom forskning. De har inte sitt ursprung i standardiserad testning. När REACH nu skall tillämpas finns anledning att reflektera över hur väl förberedda vi är för att påvisa nya kemikaliehot och förhindra att de växer ut till fullgångna hälsooch miljörisker.
Kemikaliehot undgår upptäckt
Det finns en utbredd föreställning om att kemikaliernas biologiska egenskaper är tillräckligt välkända för att adekvata riskbegränsningsåtgärder ska kunna vidtas. Detta är i vissa fall riktigt. I många fall är det ett felslut; kunskapsbristen är ett stort problem i riskbedömningen. I förarbetena till REACH påpekas den omfattande brist på data som föreligger. Den utveckling av nya och förbättrade testmetoder, som är på gång, kommer förhoppningsvis att möjliggöra en snabbare testning och resultera i förbättrade faro- och riskbedömningar. Underlagen för beslut blir förhoppningsvis bättre.
Det måste dock understrykas att flertalet guideline-baserade testsystem är förenklade modeller av en sammansatt biologisk och kemisk verklighet. Risken finns därför att många kemikaliehot kommer att undgå upptäckt. Detta gäller inte minst sådana ämnen som i tidiga, känsliga faser av en organisms liv ger upphov till allvarliga effekter som kommer att manifesteras först hos den vuxna individen. Det gäller också ämnen, som i miljön får en förändrad kemisk struktur och därmed förändrade biologiska egenskaper. I dessa situationer är det svårt att påvisa orsakssamband. Det är inte djärvt att påstå att många nu kända miljötoxikologiska problemsubstanser inte hade kunnat identifieras med hjälp av de befintliga standardiserade testsystemen. Det är forskningens uppgift att påvisa sådana biologiska effekter, som (när de väl är kända) inte går att reproducera med hjälp av standardiserade testprotokoll.
Målsökande robotar
Kemikalier i miljön kan ibland utlösa toxicitet via sofistikerade verkningsmekanismer. Vi har under åren påvisat en rad ämnen som likt målsökande robotar styrs mot specifika celltyper eller vävnader, och som genom sin kemiska reaktivitet skadar eller dödar dessa celler. Sådana ämnen byter ofta skepnad under sin resa genom kroppen eller genom näringskedjorna. De omvandlas till nya kemiska strukturer med förändrade biologiska egenskaper. I ett nu löpande Formas-projekt studerar vi hur en sådan substans, den långlivade DDT-metaboliten MeSO2-DDE, påverkar binjurar och testiklar hos foster och nyfödda individer. Denna metabolit bildas mycket långsamt genom en sekvens enzymatiska omvandlingsreaktioner, som äger rum på olika platser i kroppen.
Hos djur och människor, som diar eller ammar sin avkomma, utsöndras det upplagrade ämnet synnerligen effektivt i mjölken, vilket resulterar i att avkomman exponeras för betydligt högre halter än den mjölkgivande honan. Moderns kropp kommer således att avgiftas genom att exportera ämnet via mjölken till ungen. Väl inne i ungens kropp kan MeSO2-DDE attackera och skada/döda de hormonproducerande cellerna i binjure och testikel. Detta är ett drastiskt exempel på en komplex verkningsmekanism, som inte skulle gå att fånga upp i de standardiserade testsystem som står till buds.
Alternativa testmetoder
Det finns i REACH en inbyggd målkonflikt mellan behovet av utökad testning och ambitionen att begränsa djurförsöken. Därmed ökar trycket att ta fram alternativa testmetoder. De djurbaserade testmetoderna kommer samtidigt att förbättras avseende principen om de tre R:en (Replace- djurantalet minimeras genom att djurförsök ersätts med alternativa metoder. Reduce – antalet djur i testerna minskas. Refine – testerna förfinas) Det är självfallet inte acceptabelt om lagstiftningen leder till en ökad djurtestning av tveksamt värde för den toxikologiska riskbedömningen.
Kvar står det övergripande målet att nå en tillämpning av REACH, som ger möjlighet att genomföra högkvalitativa och verklighetsförankrade riskbedömningar. Stor förhoppning knyts till förbättrade alternativa testmetoder. Skapandet av genetiskt modifierade cellinjer har gett ökade möjligheter att komma vidare. Utnyttjandet av gensekvenserade testorganismer (exempelvis zebrafisk) erbjuder nya alternativ att under etiskt acceptabla former genomföra mekanistiskt orienterade undersökningar av generellt värde för farobedömningen, såväl vad avser human hälsa som miljö. Riskbedömningen står dock inför en rad problem som antingen är nya eller tidigare otillräckligt beaktade. Ett sådant problem rör frågan om hur samverkanseffekter av komplexa exponeringar (blandningar) skall hanteras. Ett annat handlar om hur persistenta metaboliter och nedbrytningsprodukter av kemikalier, som bildats genom solljus, ska studeras. Lösningarna lär inte finnas under gatlyktan. Till stöd för fortsatt metodutveckling, testning och riskbedömning krävs en vital forskning som ger beredskap att möta kommande utmaningar. Utan en solid vetenskaplig bas riskerar riskbedömningsarbetet att politiseras. Om så skulle ske kommer förtroendet för kemikaliekontrollen att eroderas.
Författare
:
Ingvar Brandt
är professor i ekotoxikologi vid Uppsala universitet. Han har lång erfarenhet av toxikologisk/ekotoxikologisk forskning och studerar särskilt mekanismer för miljögifters negativa hälsoeffekter och utvecklingstoxicitet hos däggdjur, fåglar och fiskar.
E-post:
Ingvar Brandt@ebc.uu.se