Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Fiskars proteiner är snarlika människans vilket gör att de i många fall kan påverkas av samma ämnen som oss. Hormonpreparat, naturliga östrogener och östrogena nedbrytningsprodukter passerar genom reningsverken och hamnar slutligen i vattenmiljön där fiskar exponeras för ämnena. De naturliga östrogenerna bryts ner snabbare i miljön och är mindre potenta än det syntetiska östrogenet etinylöstradiol som används i de flesta kombinerade hormonella preventivmedlen. Samtliga östrogena ämnen påverkar dock kroppen via gemensamma verkningsmekanismer och deras effekter adderas samman till en total östrogen påverkan hos fisken. Denna litteraturstudie syftar till att sammanställa information kring hur fiskar påverkas av östrogena ämnen i vattenmiljön med fokus kring påverkan på fysiologiska funktioner, beteende samt populations- och ekosystemeffekter.

Förekomst av vitellogenin i blodet på hanar och ungfisk används som indikation på förekomst av östrogena ämnen i vattenmiljön, eftersom vitellogeninsyntes induceras av östrogen som normalt finns i mycket låga halter hos dessa fiskgrupper. Vid exponering för östrogena ämnen ses utöver vitellogeninsyntes hos hanar och ungfisk även ökad andel hanfiskar med intersex och störningar i gonadutvecklingen, samt skev könsfördelning till följd av att genetiska hanar utvecklas till fenotypiska honor. Hanar med intersex kan ha försämrad spermiekvalitet och spermiedensitet, vilket kan ge nedsatt fertilitet som följd. Vitellogenin bryts till slut ner i levern, vilket gör att det är en övergående effekt av exogena östrogena ämnen. Intersex tar längre tid att utveckla och uppkommer av en längre tids exponering eller en exponering under fiskens tidiga levnadsstadier. Alltså bör dessa två parametrar kunna avslöja ungefärligt något om när eller hur länge fisken varit exponerad.

Beteende förknippat med ångest hos fisk kan påverkas av exogena östrogena ämnen, men hur det påverkas varierar mellan studier då både minskning och ökning av ångestbeteende har setts. Skillnaderna kan möjligen bero på artskillnader eller på när i livscykeln fiskarna exponeras, men fler studier på olika arter behövs för att säkert kunna dra några slutsatser.

Fiskar kan påverkas av östrogena ämnen i vattenmiljön på flera sätt men den kanske allvarligaste effekten är risken för nedsatt fertilitet. Reproduktionsstörningar till följd av intersex och störd gonadutveckling av östrogenexponering har setts kunna leda till kraftiga populationsminskningar. Det kan i sin tur ge indirekta effekter på andra arter i ekosystemet på grund av minskad predation eller minskad tillgång på bytesdjur. Exakt vilka effekter som kan ses på ekosystem är svårt att förutspå på grund av komplexiteten hos dessa.

Proteins of fish are similar to the ones in humans which means that they in many cases can be affected by the same substances as us humans. Synthetic and natural estrogens and degradation products with estrogenic properties pass through water treatment plans and ends up in the aquatic environment where fish can get exposed. The natural estrogens get degraded quicker and are less potent than the synthetic estrogen ethinylestradiol, which is used in the majority of combined contraceptives. All estrogenic substances affect the body by the same mechanisms of action and their individual effects are added together to make up the total estrogenic effect on the fish. This study aims to put together information about how fish get affected by estrogenic substances in the aquatic environment, with the focus being on physiological functions, behavior and effects on populations and ecosystems.

The presence of vitellogenin in the blood of male and juvenile fish is used as an indication of the presence of estrogenic substances in the aquatic environment, as vitellogenin synthesis is induced by estrogen which is normally found in very low levels in these groups. When exposed to estrogenic substances, in addition to synthesis of vitellogenin in males and juveniles, an increased proportion of male fish with intersex and disturbances in gonadal development are observed, as well as skewed gender distribution as a result of genetic males developing into phenotypical females. Males with intersex may have impaired sperm quality and sperm density, which may result in impaired fertility. Vitellogenin is eventually degraded in the liver, making it a transient effect of exogenous estrogenic substances. Intersex takes longer to develop and arises from a longer-term exposure or an exposure during the fish's early stages of life, thus these two parameters should be able to reveal approximately when or how long the fish has been exposed.

Behavior associated with anxiety in fish can be affected by exposure to estrogenic substances, but how it is affected varies between studies. Both reduction and increase in anxiety behavior have been seen. The differences may possibly be due to differences between species or when in the life cycle the fish are exposed, but more studies on different species are needed to safely draw any conclusions.

Fish can be affected by estrogenic substances in the aquatic environment in several ways, but perhaps the most serious effect is the risk of impaired fertility. Reproductive disorders due to intersex and disturbed gonadal development because of estrogen exposure have been seen to lead to sharp population reductions. This, in turn, may have indirect effects on other species in the ecosystem due to reduced predation or reduced access to prey. Exactly what effects can be seen on ecosystems is difficult to predict due to their complexity.