Kunskapssammanställning av hormonrelaterade effekter i människa och miljö i Sverige

Transkript

1 PM 16/12 Kunskapssammanställning av hormonrelaterade effekter i människa och miljö i Sverige Kemikalieinspektionen

2

3 Kunskapssammanställning av hormonrelaterade effekter i människa och miljö i Sverige

4 Best.nr Sundbyberg, december 2012 Utgivare: Kemikalieinspektionen Beställningsadress: CM Gruppen, Box 11063, Bromma Tel: , fax , e-post: Rapporten finns som nedladdningsbar pdf på

5 Förord Kemikalieinspektionen har på uppdrag av regeringen tagit fram en handlingsplan, Handlingsplan för en giftfri vardag Skydda barnen bättre. Insatser sker nu på flera områden både nationellt, inom EU och internationellt och ofta i samarbete med andra myndigheter. Att minska kemiska risker i vardagen är ett steg på vägen att nå riksdagens miljökvalitetsmål Giftfri miljö det mål Kemikalieinspektionen ansvarar för. Inom ramen för handlingsplanen tar Kemikalieinspektionen fram kunskapssammanställningar, som publiceras i vår rapport- eller PM-serie. Bakom publikationerna står egna medarbetare, forskare eller konsulter. Kemikalieinspektionen vill på detta sätt dela med sig av ny och angelägen kunskap. Publikationerna, som är kostnadsfria, finns på webbplatsen Hormonstörande ämnen är ett av de områden som prioriterats i handlingsplanen. Sverige har höga ambitioner att aktivt bidra till de processer som pågår både inom EU och internationellt på området. Kunskapsläget om hormonrelaterade effekter hos människa och i miljö i Sverige är viktig information för Kemikalieinspektionens prioriteringsarbete och för att öka våra möjligheter att bidra på ett konstruktivt sätt till pågående processer, samt för att identifiera områden där det behövs ytterligare forskningsinsatser. Kemikalieinspektionen har för att kartlägga vad som är känt om effekter av hormonstörande ämnen i Sverige uppdragit åt AdvocoTox Consultings att ta fram en kunskapssammanställning. Syftet med uppdraget är att sammanställa kunskapsläget i Sverige om hormonrelaterade effekter på människors hälsa och miljö som i vetenskaplig litteratur framförts kunna bero på hormonstörande ämnen, samt eventuella trender för dessa effekter. I uppdraget ingår också att lämna förslag på områden där det behövs ytterligare forskning, uppföljning eller andra insatser för att klargöra läget i Sverige. Kunskapssammanställningen har tagits fram av Cecilia Clemedson och Barbro Ingemarsson. AdvocoTox Consultings. De åsikter som uttrycks i denna rapport är författarnas egna och speglar inte nödvändigtvis Kemikalieinspektions uppfattning.

6

7 Innehåll Sammanfattning... 7 Summary Bakgrund Inledning Uppdragets omfattning Uppdragets genomförande och avgränsning Hälsa Effekter på fortplantningen Manlig fortplantning Kvinnlig fortplantning Effekter på den tidiga utvecklingen Störningar av nervsystemets utveckling Störningar på immunsystemet Uppkomst av hormonell cancer Bröstcancer Livmodercancer Prostatacancer Testikelcancer Sköldkörtelcancer Andra cancerformer Andra effekter Metabolt syndrom Diabetes Fetma Hjärt-kärlsjukdomar Benskörhet Förekomsten av hormonstörande ämnen i modersmjölk, blod och serum Modersmjölk Blod och serum Sammanfattning av hälsoeffekter och trender i Sverige Kunskapsluckor och forskningsbehov Generellt behov av mer forskning om hormonstörande effekter Motstridiga resultat och specifikt behov av mer forskning Svenska studier saknas Användning av registerdata Standardiserade diagnoskriterier behövs Vidta åtgärder... 53

8 3 Miljö Bakgrund Hormonella effekter av miljögifter Halter av hormonstörande ämnen i den svenska miljön Evertebrater Fiskar Amfibier Reptiler Fåglar Däggdjur Sammanfattning av miljöeffekter och trender i Sverige Kunskapsluckor och forskningsbehov Biomarkörer och bioindikatorer Miljöövervakning och bedömningsgrunder Svenska studier saknas Användning av miljöövervakningsdata Vidta åtgärder Litteraturförteckning Ordförklaringar Förkortningar

9 Sammanfattning Denna rapport avser att ge en sammanfattning av det nuvarande kunskapsläget när det gäller hormonrelaterade effekter på människa och miljö i Sverige. Olika typer av hormonstörande effekter har identifierats och jämförts med vad man finner i andra länder samt i laboratorieförsök. Trender i Sverige, när det gäller förekomst av olika typer av hormonrelaterade effekter, samt halter av hormonstörande ämnen i blod, urin och modersmjölk, har också, där det varit möjligt, jämförts med information från andra länder. Förekomsten av effekter på hälsa och miljö, som relateras till hormonstörande ämnen ökar. Antalet substanser som antas kunna påverka hormonsystemet och därmed störa fortplantning och utveckling, samt leda till hormonrelaterade sjukdomar ökar också. Att det föreligger ett samband mellan exponering för vissa kemikalier och förekomsten av fortplantningsstörningar hos människor och djur har visats i flera studier. Förutom störningar på manlig och kvinnlig fortplantning, har även effekter som t.ex. diabetes, fetma, hjärtkärlsjukdomar, benskörhet, samt skador på nerv- och immunsystemet, kunnat relateras till kemikaliers påverkan på hormonsystemet. I miljön har effekter på reproduktion, tillväxt och utveckling samt beteende hos många arter inom de flesta trofinivåerna, kunnat relateras till exponering av miljögifter och påverkan på hormonsystemen. Trots detta är kunskapen om mekanismer för hur hormonstörande ämnen verkar fortfarande dåligt utredda. Mer kunskap behövs för att kunna utveckla tillförlitliga testmetoder, och för att identifiera känsliga biomarkörer som kan användas för att studera effekter hos människa och i miljön. Bättre kriterier, för att bedöma om en substans är hormonstörande eller inte, måste också tas fram för att vi i framtiden ska kunna göra säkrare bedömningar. För att detta ska vara möjligt behövs först en inventering av vilka hormonrelaterade effekter som förekommer hos människa och i miljön. Inom ramen för denna rapport har vetenskaplig litteratur och rapporter gåtts igenom och forskare inom relevanta områden har kontaktats, med fokus på vad som är känt om hormonrelaterade effekter på människa och miljö i Sverige. Resultat Hälsa När det gäller negativa effekter av kemikalier på den manliga fortplantningen finns det endast ett fåtal rapporter från Sverige. Det är främst effekter på spermiemotilitet och könskvot hos fiskare från svenska östkusten som har undersökts. Minskat spermieantal har rapporterats från flera länder, bl.a. Danmark. I Sverige verkar dock varken spermieantal eller -kvalité hos unga män förändrats signifikant sedan mitten av 1980-talet. För andra effekter, som kryptorkidism och hypospadi, finns det endast ett fåtal studier från Sverige där förekomst och orsaker till dessa har studerats. Dock tycks det som förekomsten av kryptorkidism har minskat sedan 1980-talet, medan hypospadi har ökat något i Sverige. Att kemikalier kan påverka den kvinnliga puberteten har rapporterats från andra länder, t.ex. USA och Kanada och även påvisats i experimentella studier. Dock finns inga publicerade studier identifierade för svenska förhållanden. När det gäller kvinnlig fortplantning är det i huvudsak effekter på fruktsamheten och graviditetskomplikationer som har studerats i Sverige. Det har konstaterats att det föreligger en ökad risk för att föda barn med låg födelsevikt hos kvinnor som konsumerar stora mängder fet fisk från Östersjön, dock utan att 7

10 det leder till en försämrad tillväxt efter födseln. Svenska studier av hur miljöföroreningar påverkar tiden till graviditet (TTP) har gett motstridiga resultat. Det kan dock konstateras att tiden till graviditet hos svenska kvinnor minskat mellan åren 1983 och 2002, vilket kan ha flera olika förklaringar. I ett antal studier noterades också att en hög konsumtion av fisk snarast har en skyddande effekt på fostret. Eventuellt samband mellan endometrios, polycystiskt ovariesyndrom respektive livmoderfibroid och miljögifter har inte undersökts i Sverige. Det har över huvudtaget gjorts ytterst få studier för att undersöka om några sådana samband existerar. Effekter av miljögifter på hjärnans och nervsystemets utveckling är svåra att studera hos människa. Istället används ofta djur- och cellmodeller för dessa studier. Ytterst få substanser har dock klart kunnat kopplas till effekter på hjärna och nervsystemets utveckling. Psykisk ohälsa hos barn ökar bl.a. i USA där man uppskattar att cirka 17 procent av skolbarnen har olika funktionshinder relaterat till detta. I Sverige har en ökad incidens av ADHD noterats, vilket dock kan bero på att diagnoskriterierna för ADHD har ändrats genom åren. Förekomsten av allergi och astma har ökat kraftigt under de senaste tre decennierna hos barn och vuxna i såväl Sverige som i övriga världen. Epidemiologiska data från både Sverige och andra länder visar att bl.a. ftalater, som används i mjuka PVC-material och i många konsumentprodukter, kan ge upphov till allergier och astma. Incidensen av många typer av cancer, som t.ex. bröst-, prostata-, testikel- och sköldkörtelcancer, ökar i Sverige liksom i många andra länder. Livmoderhalscancer är en cancerform som har minskat i incidens sedan 1970, vilket antas bero på den organiserade cellprovtagningen som startade i slutet av 1960-talet. Även om det finns en hel rad studier som visar att österogenbehandling ökar risken för livmoderscancer, finns väldigt få (inga svenska) studier där sambandet mellan miljögifter och livmodercancer har studerats. En svensk studie visade att bröstcancer frekvensen var högre hos fiskarhustrur på östkusten än på västkusten, vilket stödjer hypotesen att exponering för persistenta klororganiska föreningar genom fiskkonsumtion kan öka risken för bröstcancer. Det finns även djurstudier publicerade som stärker hypotesen att vissa hormonstörande ämnen kan orsaka bröstcancer. Att risken för prostatacancer ökar vid exponering för bekämpningsmedel, vissa klororganiska ämnen och tungmetaller som t.ex. kadmium och arsenik har visats i epidemiologiska studier. Man har också i ett fåtal studier av svenska patienter med prostatacancer funnit signifikant förhöjda halter av vissa miljögifter. En svensk studie indikerar att exponering för POP under fosterstadiet kan leda till testikelcancer senare i livet. Resultat från andra svenska studier tyder inte på ökad risk för testikelcancer hos män som exponeras som vuxna, men motstridiga resultat förekommer också. Trots en ökad förekomst av sköldkörtelcancer har få epidemiologiska studier utförts för att undersöka om hormonstörande ämnen kan vara orsaken till den ökade incidensen av denna cancerform. Det finns dock ett antal svenska studier som har undersökt sambandet mellan yrkesmässig exponering för kemikalier och uppkomsten av sköldkörtelcancer. Från dessa studier dras slutsatsen att inom yrkesgrupper som t.ex. skomakare, målare, snickare, och jordbrukare finns det en ökad risk för att utveckla sköldkörtelcancer. Förekomsten av diabetes och fetma har under de senare åren ökat i Sverige liksom i många andra länder. Sverige har en av de högsta förekomsterna av diabetes i världen. Varken de senaste årens försämrade livsstil eller genetiska orsaker kan förklara den snabba ökningen av diabetes och fetma globalt. Ett flertal studier världen över, inklusive svenska studier, har rapporterat ett samband mellan exponering för POP och utveckling av typ 2-diabetes. En ökande mängd bevis har presenterats de senaste år för att lågdosexponering för olika kända 8

11 eller misstänkt hormonstörande ämnen, kan vara en viktig orsak till dagens fetmaepidemi. Även i svenska studier har en korrelation mellan POP och fettmassa observerats. Hjärtkärlsjukdomar orsakar merparten av dödsfallen i västvärlden. Trots att man har observerat en ökning av hjärt-kärlsjukdomar vid exponering för höga halter av POP i arbetsmiljön är det fortfarande oklart om låga halter organiska miljögifter i vår miljö kan leda till hjärtkärlsjukdomar. Bland annat svensk forskning har visat att exponering för hormonstörande ämnen, t.ex. bisfenol A, kan inducera fetma och uppkomst av hjärt-kärlsjukdom hos människa. Incidens av benskörhet hos kvinnor i världen ökar kraftigt, men det finns stora skillnader mellan olika länder. Sverige är ett av de länder som har högst incidens. Redan låga halter av kadmium och bly har associerats med effekter på skelettet, men resultaten från olika studier är motstridiga. I vissa svenska studier observeras en svag tendens till ökad incidens av benfrakturer hos kvinnor som konsumerade stora mängder fisk. Halterna av många hormonstörande ämnen i blod och modersmjölk har minskat under de senaste åren i Sverige. Halterna av PFOS och PFOA i bröstmjölk hos svenska kvinnor ökade signifikant mellan 1972 och 1990-talet, men har minskat igen under 2000-talet. Halten PBDE, ökade kraftigt (50 ggr) i bröstmjölk mellan åren 1972 och 1997, varefter den har minskat något. Även halterna av bromerade flamskyddsmedel i blod har varit höga, men blodkoncentrationerna av de flesta PBDE-kongener har minskade under åren Också halterna av PCBer och DDE i modersmjölk och serum och halten av bly i blod har minskat i Sverige. Resultat Miljö Spridning av miljögifter till miljön sker bl.a. genom mänsklig användning av olika varor. Många av dessa ämnen hamnar i reningsverkens recipienter och recipienter för dagvatten. Ftalater, bisfenol A, parabener, läkemedel (p-piller, antidepressiva), flamskyddsmedel, rengöringsmedel, är några av de ämnen som kan orsaka hormonella effekter i miljön. Andra mänskliga aktiviteter som sprider potentiellt hormonstörande ämnen är t.ex. industriell verksamhet, förbränning, lakvatten från deponier samt användning av båtbottenfärger och växtskyddsmedel. I Sverige finns en omfattande nationell och regional miljöövervakning i sötvatten, marina och terrestra miljöer. Naturvårdsverket samordnar den nationella miljöövervakningen som syftar till att följa tillståndet i vår miljö. De data som sammanställts för svensk miljö baserar sig i stort sett enbart på miljöövervakningsdata samt data som tagits fram inom inom ramen för SLU:s arbete inom fortlöpande miljöanalys (FoMA) med att vidareutveckla övervakningsmetoder, och ta fram nya bedömningsgrunder för kvaliteten på miljö. Med fem års mellanrum har nu två undersökningar gjorts på sedimenten i Sveriges öppna havsområden, 2003 och Vid en jämförelse mellan dessa mätningar, kan man notera att halterna generellt har blivit lägre för en del bekämpningsmedel (DDT, HCH, HCB, TBT) och mjukgörare, medan halten av klordaner, PCB och vissa flamskyddsmedel har ökat (Cato 2010). Dioxinerna minskade tidigare, men inte nu längre. Evertebrater Andelen missbildade ägg hos vitmärla har visat sig korrelera till exponering för olika miljögifter. En dramatisk populationsnedgång observerades 1999, men efter 2004 har antalet missbildade embryon sjunkit från 7-10 procent i Egentliga Östersjön och 4-5 procent i Bottenhavet till cirka 2 procent år 2010 i bägge lokalerna. Effekterna har kunnat kopplas till förhöjda halter av PCB och PAH i sedimenten och metaller i vitmärlorna. 9

12 Förekomsten av imposex i nätsnäcka har undersökts i Brofjorden utanför Lysekil och på olika platser i Göteborgs hamn. Förekomsten av imposex i Brofjorden har minskat sedan 2003, från 3-4 VDSI till cirka 0,1-1 VDSI, Samtidigt har halterna av tributyltenn (TBT) i vävnaden sjunkit från omkring 50 μg/kg torrsubstans till cirka 2-4 μg/kg torrsubstans. På flera platser i Östersjön (Stockholm, Oxelösund, Blankaholm, Sölvesborg, Trelleborg) har provtagning och analys av imposex hos slamsnäckor (Peringia ulvae) gjorts i hamnar och i naturhamnar. Resultaten visar att 2010 låg imposex-frekvensen på cirka 0,5-1,0 VDSI i hamnarna och cirka 0,1-0,5 VDSI i naturhamnarna. Fisk Hittills syns inga stora, negativa förändringar av fiskpopulationer i referensområdena som verkar bero på miljögifter, men däremot finns tecken på en ökad påverkan på fiskens hälsa som troligen orsakas av en ökad belastning av en eller flera kemikalier som inte mäts idag. Effekter som har noterats är att storleken på abborrhonornas könskörtlar/kroppsvikt (GSI) har minskat successivt och de är nu drygt 30 procent mindre än i början av 1990-talet vid referensområdena Kvädöfjärden i Östergötland och Holmöarna utanför Umeå. Mindre könskörtlar kan vara en indikation på en försenad årlig könsmognad eller hämmad gonadutveckling, och en allvarlig varningssignal om att fortplantningsförmågan kan vara försämrad. Under senare år har undersökningar av hälsotillståndet hos fisk i de opåverkade referensområdena signalerat att kustfisken kan vara utsatt för föroreningar som påverkar biokemiska och fysiologiska funktioner. EROD-aktiviteten i abborre har ökat stadigt sedan slutet på 1980-talet i Kvädöfjärden, Östergötland. Idag är aktiviteten fem gånger högre än när undersökningarna inleddes. En ökning av EROD-aktiviteten i denna storleksordning var vanlig i recipienter för massafabriker med klorblekning på 1980-talet. Enligt Naturvårdsverket så har de flesta hormonella effekterna i recipienter från skogsindustrierna minskat kraftigt eller försvunnit, men fortfarande finns tecken på hormonella störningar på fisk av ämnen som finns i avloppsvattnet. Vatten som släpps ut från avloppsreningsverk har visat sig ha östrogena effekter på fisk och kan ge en feminisering. Amfibier Hos groddjur är metamorfosen, processen då grodan utvecklas från vattenlevande till ett liv både på land och i vatten, mycket känslig. Metamorfosen regleras av tyroxin, vilket betyder att groddjur är särskilt känsliga för exponering av tyroxin-agonister eller -antagonister som påverkar tyriod-hormonsystemet. I undersökningar av grodyngel i lokaler i Uppsala län där reproduktion sker, har man hittills inte sett tecken på störningar i sköldkörtelns funktion. Eftersom de flesta grodarter lägger sina ägg i vattensamlingar exponeras de dock för vattenburna föroreningar under den känsliga tid då embryot och ynglet utvecklas. Dessutom har man visat att blandningar av pesticider i vissa fall ger en kraftigare effekt, än om exponering sker med endast ett aktivt ämne. Det finns alltså anledning att misstänka att den cocktail av låga halter av t.ex. aktiva ämnen i växtskyddsmedel eller östrogenlika ämnen i utsläppsvatten från avloppsreningsverk och industrier som grodan i många fall exponeras för under de livsstadier då de är som mest känsliga för hormonell påverkan, kan ha negativa effekter på reproduktion och metamorfos. Reptiler Reptiler ingår inte i det nationella övervakningsprogrammet och inga studier av hormonella effekter orsakade av miljöstörande ämnen i Sverige har hittats inom ramen för denna litteraturgenomgång. Kunskapen om vilka variationer som är naturliga hos reptiler och vilka som är orsakade av antropogena aktiviteter är dålig. För att kunna bedöma omfattningen av 10

13 hormonella störningar hos de svenska reptilerna måste man alltså ha mer kunskap om vad som är normala variationer och vad som styr svenska reptilers reproduktion, tillväxt och utveckling samt beteende. Fåglar Tunnskaliga ägg från svenska pilgrimsfalkar har hittats i museimaterial från så långt tillbaka i tiden som Undersökningar visar att en skalförtunning på procent ledde till försämrad ungproduktion, vilket i sin tur ledde till en minskning av den svenska populationen. Analyser av ägg insamlade från Sverige under perioden visade att halterna av DDE, PCB och kvicksilver var bland de högsta uppmätta i Europa. Skaltjockleken för pilgrimsfalksägg mätta under 2000-talet är cirka 7-10 procent tunnare än normalt vilket indikerar att pilgrimsfalkarna fortfarande är påverkade av DDE och/eller PCB. Genom sin position högst upp i näringskedjorna är havsörn en viktig miljöindikator. Reproduktion och beståndsutveckling hos havsörn i Bottniska viken, Egentliga Östersjön och Kattegatt-Skagerrak har övervakats sedan I undersökningar där man jämförde produktiviteten hos sex olika havsörnspopulationer fann man att produktiviteten var lägst i de populationer där koncentrationerna av DDE och PCB var som högst. Från början av talet och in på 1990-talet har detta stadigt förbättrats och planat ut, men är fortfarande något sämre än före Bedömningen är att PCB inte längre påverkar reproduktionen. En population havsörnar i södra Bottenhavet reproducerar sig dock dåligt och man misstänker att några andra miljögifter kan vara orsaken till detta. Inom miljöövervakningen mäts också skaltjockleken hos sillgrissleägg från Stora Karlsö. Efter en ökande trend sedan början av 1980-talet ligger nu skaltjockleken ungefär på bakgrundsnivån. Att DDT och DDE har orsakat försämrad skalkvalité hos flera arter stöds både av fältdata och av experimentella studier. Nuvarande DDT-halter i äggen är dock jämförbara med de som i experimentella studier, med hönor, har negativa effekter på reproduktionen. Observera då att hönor dessutom bedöms ha låg känslighet för DDT jämfört med andra fåglar. Bevakning av häckningsframgången hos staren visar att den genomsnittliga äggkullstorleken var hög 2010, liksom andelen ägg som resulterade i flygfärdiga ungar. Långsiktigt över hela bevakningsperioden sedan början av 1980-talet är trenderna svagt positiva. Resultaten föranleder inga misstankar om att det i de terrestra miljöerna skulle finnas någon väsentlig negativ faktor som involverar miljögifter. Däggdjur Tidiga studier av sälar i områden med stora föroreningar i Östersjön och i Nordsjön, visade på höga nivåer av missbildningar i reproduktionsorgan. På och 70-talen, noterade man att över 40 procent av vikarehonor från Bottenviken hade skador på livmodern, främst förträngningar i livmoderhornen. Förträngningar förekommer fortfarande hos vikare och antalet vikare ökar långsammare än väntat, vilket tyder på att problem med dålig fruktsamhet består. Vissa sjukliga förändringar har minskat bland sälarna, till exempel förändringar som påverkar möjligheten att fortplanta sig. Andelen dräktiga gråsälshonor har ökat från 9 procent i början av 1980-talet till 78 procent år Andelen honor med tillslutande skador på livmodern har minskat, från 42 procent till 11 procent Efter 1993 har man inte funnit något fall av denna typ av livmoderskada. Effekterna av miljögifterna PCB och DDT anses vara viktiga orsaker till att gråsälsbestånden i Östersjön minskade kraftigt fram till mitten av 1980-talet. Forskarna bedömer att den reproduktiva hälsan hos gråsälar är god i dagsläget. Mellan 2005 och 2010 undersöktes förekomsten av cystor på sädesledaren hos uttrar. Cystorna antas vara rudimentära kvarlevor från Müllerian ducts som finns i fostret, men som 11

14 normalt tillbakabildas i hanliga foster. Forskarna drar slutsatsen att fostren sannolikt exponerats för förhöjda halter av östrogenlika ämnen. Mink har stor geografisk spridning i Sverige och befinner sig högt upp i näringskedjan. Vid undersökningar av fortplantningssystemet hos minkar har man i flera fall sett en minskad testikelstorlek hos hanarna, vilket innebär att färre spermier produceras. I ett projekt om brunbjörnar har forskare tittat på fortplantningsorganen från ett stort antal björnar. Hos hanarna har flera olika skador hittats, den vanligaste är cystor vid sidan av sädesledaren. Bedömningen är att dessa cystor inte påverkar björnens fertilitet. Bland honorna har det hittills inte hittats några skador. Slutsatser Både när det gäller effekter på hälsan och i miljön finns det generellt ett stort behov av ökad forskning inom området hormonrelaterade effekter i Sverige. Incidens av olika hormonrelaterade symptom hos människor och djur varierar ofta mellan olika länder och även mellan olika regioner inom ett land. Det är därför svårt eller i den närmaste omöjligt att använda data från andra länder för att dra slutsatser om situationen i Sverige, varför det är måste satsas mer forskningspengar för att utreda vad som gäller för svenska förhållanden. Studier av sambandet mellan vissa typer av hormonrelaterade effekter som t.ex. endometrios, benskörhet och olika typer av hormonell cancer och exponering för kemiska ämnen har gett motstridiga eller svårtolkade resultat, varför det finns ett behov av ytterligare studier inom dessa specifika områden. Detta gäller även olika miljöföroreningars effekt på tiden till graviditet, där nuvarande studier har gett olika resultat. För vissa typer av hormonrelaterade effekter, som t.ex. kryptorkidism, hypospadi, polycystiskt ovariesyndrom, livmoderfibroid finns få eller inga undersökningar alls från Sverige, där sambandet med hormonstörande ämnen har studerats. Även svenska studier för att utreda om hormonstörande ämnen kan påverka pubertetsdebuten saknas. Samlad statistik på förekomsten av ADHD och andra störningar på nervsystemets utveckling finns inte tillgänglig i Sverige eller andra länder. Här finns det också ett stort behov av ytterligare forskning när det gäller hormonstörande ämnens roll för den ökande förekomsten av ADHD och andra neurospykiatriska tillstånd, som t.ex. autism. Vidare finns i dagsläget inga klara bevis för att den ökande förekomsten av fetma, diabetes, hjärtkärlsjukdomar och benskörhet beror på ökad exponering för hormonstörande ämnen. Den metodik som finns tillgänglig idag för att studera hormonrelaterade effekter är inte optimal t.ex. missas ofta effekter vid låga doser när man använder dagens metoder. Dessa metoder är inte heller anpassade för testning av kombinationseffekter av flera substanser. För att bättre kunna bedöma vilka ämnen som har hormonstörande effekter behövs mer tillförlitliga testmetoder och standardiserade bedömningskriterier. För att i möjligaste mån undvika djurtestning bör olika typer av cellbaserade tester utvecklas. Bedömning av trender för olika hormonrelaterade effekter är svåra eftersom olika diagnoskriterier används när missbildningar konstaterats. Det är därför viktigt att ta fram standardiserade diagnoskriterier t.ex. för kryptorkidism och hypospadi. I Sverige finns flera register, t.ex. cancerregistret, medicinskt födelseregister, och registret för övervakning av fosterskador och kromosomavvikelser, diabetesregistret och tvillingregistret, som kan vara användbara vid undersökningar av sambandet mellan olika kemiska ämnen och hormonrelaterade effekter. Dessa register bör kunna användas i större utsträckning än vad som görs idag. 12

15 I Sverige har fokus på möjliga exponeringsvägar för POP nästan helt legat på Östersjön. I framtiden bör detta utvidgas till flera svenska sjöar. Det kan också finnas anledning att se över de kostråd som idag finns när det gäller konsumtion av insjöfisk och fisk från Östersjön. För vissa hormonstörande ämnen, t.ex. ftalater, finns så mycket data på effekter på människa och miljö, att det bör göras överväganden om att eventuellt vidta åtgärder och fasa ut dessa substanser. När det gäller miljön saknas effektstudier av kräldjur helt och effektstudier på evertebrater och amfibier är mycket sparsamma. Behovet av sådana studier bör utredas. Det finns ett behov av forskning för att utveckla nya biomarkörer och för att ge kunskap om vad en effekt på biomarkörnivå betyder för individens hälsa och vilken effekt som kan förväntas på populationsnivån. Med biomarkörer kan man tidigt upptäcka effekter av miljöfarliga ämnen hos t.ex. fisk innan skadorna visar sig på populationsnivå. Ofta är det svårt att uttala sig om hormonella effekter som man kan se i naturen är orsakade av någon yttre faktor eller om det är inom naturliga variationer. Långtidsövervakningen av olika representativa arter, vilka kan fungera som baslinje, behöver därför utökas. Det är svårt att med någorlunda säkerhet dra slutsatsen att miljögifter har orsakat effekter på populationsnivå. Det är också oftast svårt att peka ut ett enskilt ämne som orsak till de observerade effekterna. Det är mer troligt att det är blandningar av ett stort antal giftiga ämnen som gemensamt leder till de effekter som man kan se. Kunskapen om hur ständig exponering av låga halter av östrogenlika ämnen, t.ex. utsläpp från avloppsreningsverk och industrier, påverkar evertebrater och fisk i det långa perspektivet, behöver förbättras. Forskning krävs för att finna orsakerna till de oförklarade effekter som har påvisats inom miljöövervakningen, som förändringar i gonadstorlek och ökade EROD-aktiviteter hos kustfisk i Östersjön, dålig havsörnsreproduktion i södra Bottenhavet och hög frekvens tarmsår och minskad späcktjocklek hos Östersjöns gråsälar. Provtagningar, metoder, analyser och redovisning av resultat från miljöövervakningen bör samordnas så mycket som möjligt, för att få en mer heltäckande och jämförbar bild av miljögiftsbelastningen och vilka effekter som kan förväntas. De miljöövervakningsdata som samlas in under Naturvårdsverkets Miljöövervakningsprogram (även regionala program), borde kunna utnyttjas bättre. Genom att titta på vilka halter som förekommer i olika delar av de svenska vattnen och jämföra dessa med vilka effekter man kan se i lab-försök vid samma koncentrationer, kan man få indikationer om vilka risker som föreligger. Alternativa metoder och nya tekniker behövs, för att kunna undvika djurstudier. Försök med att utveckla alternativa tester med cellkulturer och hudbiopsier pågår, vilket kan ge svar på många frågor. Detta är särskilt angeläget när det gäller däggdjur, då dessa ofta är stora och lever länge, vilket gör att studier och försök tar lång tid och är opraktiska. 13

16 14

17 Summary This report aims to provide a summary of the current state of knowledge with regard to effects of endocrine disrupters on humans and the environment in Sweden. Different types of endocrine disrupting effects have been identified and compared with what is found in other countries, as well as in laboratory experiments. Trends in Sweden of the incidence of different types of endocrine disrupting effects, as well as, levels of endocrine disruptors in blood, urine and breast milk, have also, when possible, been compared with data from other countries. The occurrence of effects on health and environment, which is related to endocrine disrupters are increasing. The number of substances believed to affect the endocrine system, and thereby leading to disrupted reproduction and development or to hormone-related diseases, is also increasing. A connection between exposure to certain chemicals and the occurrence of reproductive disorders in humans and animals has been shown in several studies. Except for disruption on male and female reproduction, also effects such as diabetes, obesity, cardiovascular disease, osteoporosis, and effects of the nervous and immune systems, have been related to effects of chemicals on the hormonal system. In the environment, effects on reproduction, growth and development, and behavior in many species across most trophic levels, could be related to exposure to environmental pollutants and effects on hormone systems. Despite this, the mechanisms of endocrine disruptors are still poorly understood. More knowledge is needed to develop reliable testing methods, and to identify sensitive biomarkers that can be used to study effects in humans and the environment. Better criteria for assessing whether a substance is endocrine disruptors or not, must be developed in order to make more reliable assessments in the future. For this to be possible an inventory of hormonal effects in humans and the environment is first needed. As basis for this report, scientific literature and reports have been screened, and researchers in relevant fields have been contacted, with a focus on what is known about the endocrine disrupting effects on humans and the environment in Sweden Results Health Few studies on adverse effects of endocrine disruptors on the male reproductive have been performed in Sweden. It is mainly the effects on sperm counts and sex ratio among fishermen from the Swedish east coast that have been investigated. Reduced sperm counts have been reported from several countries, including Denmark. In Sweden, however, neither sperm count nor sperm quality in young men has changed significantly since the mid 1980s. For other effects, such as cryptorchidism and hypospadias, there are only a few studies from Sweden, where the incidence and causes of these malformations have been studied. However, it seems that the presence of cryptorchidism has declined since the 1980s, while hypospadias has increased slightly. That chemicals can affect the female puberty has been reported from other countries, such as U.S. and Canada, and has also been demonstrated in experimental studies. However, to our knowledge there are no Swedish studies published. When it comes to female reproduction, it is mainly the effects on fertility and pregnancy complications that have been studied in Sweden. An increased risk of having a baby with low birth weight has be noted for women who consume large amounts of fatty fish from the Baltic Sea, but without leading to an impaired growth after birth. Swedish studies of how environmental pollutants affect time to pregnancy (TTP) have produced conflicting results. However, it can be noted that the time to pregnancy among Swedish women declined between 1983 and 2002, which may have several 15

18 explanations. Several studies have concluded that a high consumption of fish rather have a protective effect on the fetus. The possible relationship between endometriosis, polycystic ovarian syndrome and uterine fibroids and environmental pollutants has not been studied in Sweden. In general very few studies have been conducted to examine whether any such relationship exists. Effects of environmental pollutants on the development of the brain and nervous system are difficult to study in humans. Instead, often animal and cell models are used for these studies. Very few substances have clearly been linked to effects on the brain and nervous system development. Mental illness among children is increasing for example in the U.S., where it is estimated that approximately 17 percent of school children have disabilities related to it. In Sweden, an increased incidence of ADHD has been observed, however the reason for this could be that diagnostic criteria for ADHD have changed over the years. The incidence of allergy and asthma has increased dramatically over the past three decades in children and adults in Sweden as well as elsewhere in the world. Epidemiological data from Sweden and other countries shows that for example phthalates, which are used in soft PVC material and in many consumer products, can give rise to allergies and asthma. The incidence of many types of cancer, such as breast, prostate, testicular and thyroid cancers, is increasing in Sweden as in many other countries. Uterine cancer is a cancer that has declined in incidence since 1970, probably because of the organized gynaecological smear testing that started in the late 1960s. Although several studies show that estrogen therapy increases the risk of uterine cancer, there are very few (no Swedish) studies investigating the link between environmental toxins and uterine cancer. A Swedish study showed that breast cancer incidence was higher in fishermen's wives on the east coast than on the west coast, supporting the hypothesis that exposure to persistent organochlorine compounds through fish consumption may increase risk of breast cancer. There are also animal studies reported that strengthens the hypothesis that some endocrine disruptors can cause breast cancer. That the risk of prostate cancer increases with exposure to pesticides, certain chlorinated organic chemicals and heavy metals such as cadmium and arsenic has been shown in epidemiological studies. Swedish patients with prostate cancer have been shown to have significantly elevated blood levels of certain pollutants. Results from a Swedish study indicate that exposure to POPs in utero can cause testicular cancer later in life. Other Swedish studies indicated no increased risk of testicular cancer in men exposed to POPsas adults, but conflicting results do exist. Despite the increased incidence of thyroid cancer few epidemiological studies have been conducted to investigate whether endocrine disruptors may be responsible for the increased incidence of this cancer type. However, there are a number of Swedish studies that have examined the relationship between occupational exposure to chemicals and the occurrence of thyroid cancer. From these studies it is concluded that in professions such as shoemakers, painters, carpenters, and farmers there is an increased risk of developing thyroid cancer. The incidence of diabetes and obesity has in recent years increased in Sweden as in many other countries. Sweden has the highest occurrences of diabetes in the world. Neither the recent deterioration in lifestyle nor genetic factors may explain the rapid increase in diabetes and obesity worldwide. Numerous studies worldwide, including Swedish studies have reported an association between exposure to POPs and the development of type 2 diabetes. A growing body of evidence has been presented in recent years that low-dose exposure to various known or suspected endocrine disruptors may be an important cause of today's obesity epidemic. Also in Swedish studies, a correlation between POP and fat mass has been 16

19 observed. Cardiovascular diseases cause the majority of death in the western countries. Although an increase in cardiovascular disease related to exposure to high concentrations of POPs in the workplace have been observed, it is still unclear whether low levels of organic pollutants in the environment can lead to cardiovascular disease. Among others Swedish researchers have shown that exposure to endocrine disruptors, such as bisphenol A, can induce the formation of obesity and cardiovascular diseases in humans. Incidence of osteoporosis in women in the world is increasing rapidly, but there are large differences between countries. Sweden is one of the countries with the highest incidence. Even low levels of cadmium and lead have been associated with effects on the skeleton, but the results from different studies are conflicting. In some Swedish studies a slight trend to increased incidence of bone fractures in women who consumed large amounts of fish have been observed. Concentrations of many endocrine disruptors in blood and breast milk have declined in recent years in Sweden. Concentrations of PFOS and PFOA in breast milk of Swedish women increased significantly between 1972 and 1990's but have declined again in the 2000s. The level of PBDEs, increased significantly (50 times) in breast milk between the years 1972 and 1997, after that it has decreased slightly. Although the levels of brominated flame retardants in blood have been high, blood concentrations of most PBDE congeners have decreased during the years Also, the levels of PCBs and DDE in human breast milk and serum, and the concentration of lead in blood have decreased in Sweden. Results Environmental The spreading of contaminants to the environment is related to human use of various products. Many of these substances end up in sewage treatment plants, receiving waters and receiving waters for stormwater. Phthalates, bisphenol-a, parabens, pharmaceuticals (contraceptives, antidepressants), flame retardants and detergents are some of the substances that can cause hormonal effects in the environment. Other human activities that spread potential endocrine disruptors include industrial activities, combustion, landfill leachate and the use of antifouling paints and pesticides. Sweden has extensive national and regional environmental monitoring of surface and marine and terrestrial environments. Naturvårdsverket (Swedish EPA) is coordinating the national environmental monitoring program designed to monitor the state of our environment. The data for the Swedish environment put together in this report is mainly based on data from the national environmental monitoring program and data from SLU (Swedish University of Agricultural Sciences) work to develop new sensitive indicators to monitor the status of the Swedish environment. Two studies have been done on the sediments in Swedish waters, 2003 and When comparing these measurements, one can notice that the levels have generally decreased for some pesticides (DDT, HCH, HCB, TBT) and plasticizers, while levels of PCBs and some flame retardants have increased. The levels of dioxins decreased in the past, but not anymore. Invertebrates The proportion of malformed eggs in Monoporeia affinis has been found to correlate with exposure to various environmental toxins. A dramatic population decline was observed in 1999, but after 2004 the number of malformed embryos dropped from 7-10 percent in the Baltic Proper, and 4-5 percent in the Bothnian Sea to about 2 percent in 2010 in both locations. The effects have been linked to elevated levels of PCBs and PAHs in sediments and metals in Monoporeia affinis. 17

20 The occurrence of imposex in Nassarius nitidus has been investigated in Brofjorden outside Lysekil and in different places in Gothenburg harbor. The occurrence of imposex in Brofjorden has decreased since 2003, from 3-4 to about VDSI in Meanwhile, the concentrations of tributyltin (TBT) in the tissue declined from about 50 μg/kg dry matter of about 2-4 μg/kg dry matter. At several places in the Baltic Sea (Stockholm, Oxelösund Blankaholm, Sölvesborg, Trelleborg), sampling and analysis of imposex in mud snails (Peringia ulvae) was made in ports and harbors. The results show that in 2010 the imposex frequency was about VDSI in the ports and about VDSI in natural harbors. Fish So far seen no major, adverse changes in fish populations in reference areas can be seen that seem to be due to environmental toxins, but there is evidence of an increased impact on fish health, probably caused by an increased load of one or more chemicals that are not measured today. Effects that have been noted is that the size of gonads / bodyweight (GSI) in female perch has gradually declined and they are now just over 30 percent less than at the beginning of the 1990s in the reference areas Kvädöfjärden in Östergötland and Holmöarna outside Umeå. Smaller sex glands may be an indication of a delayed annual sexual maturation and a serious warning sign that fertility may be impaired. In recent years, studies of the health of fish in the undisturbed reference areas signaled that coastal fish may be exposed to pollutants that affect the biochemical and physiological functions. EROD activity in perch has increased steadily since the late 1980s in Kvädöfjärden. The activity today is five times higher than when the surveys began. An increase in the EROD activity of this size, were common in the recipients for the pulp mills using chlorine bleaching in the 1980s. According to Naturvårdsverket, most hormonal effects in receiving waters from forest industries, have fallen sharply or disappeared, but there are still signs of hormonal disturbances in fish, caused by substances found in wastewater. Water discharged from sewage treatment plants have been shown to have estrogenic effects on fish and may cause feminization. Amphibians Metamorphosis is the process in which the frog develops from aquatic to a life on land and in water. Metamorphosis is regulated by thyroxine, which means that amphibians are particularly sensitive to exposure of thyroxine agonists or antagonists acting on the tyriod hormone system. Studies of tadpoles in premises in the countryside, where reproduction takes place, show no signs of disturbance in thyroid function. Since most amphibians lay their eggs in ponds of water, they are exposed to water borne contaminants during the critical period when the embryo and the frog develop. It has also been found that mixtures of pesticides may produce a stronger effect than if they are exposed to only one active substance at the time. So there is reason to suspect that the cocktail of low levels of active substances in plant protection or estrogen-like substances in the discharge of water from sewage treatment plants and industries may have adverse effects on reproduction and metamorphosis. Reptiles Reptiles are not included in the national monitoring program, and no studies of hormonal effects caused by EDC in Sweden have been found within this literature review. Knowledge of natural variations in reptiles and those that are caused by anthropogenic activities is poor. In order to assess the magnitude of hormonal disturbances in nature, we must therefore have 18

21 more knowledge about what are normal variations and what controls the reproduction, growth, development and behavior of the Swedish reptiles. Birds Thin eggshells of Swedish peregrine falcons have been found in museum material from as far back as Surveys show that a shell thinning of percent led to a deterioration of chicks, which in turn led to a reduction of the Swedish population. Analyses of eggs collected in Sweden during the period showed that levels of DDE, PCBs and mercury were among the highest recorded in Europe. Egg shell thickness of peregrine falcons measured in the 2000s was about 7-10 percent thinner than normal, indicating that the peregrine falcons are still affected by DDE and / or PCBs. Through its position at the top of the food chain, eagles are important environmental indicators. Reproduction and population dynamics of sea eagles in the Gulf of Bothnia, the Baltic Proper and the Kattegat-Skagerrak has been monitored since Studies that compared the productivity in six different sea eagle populations, found that productivity was lowest in populations where the concentrations of DDE and PCBs was highest. From the beginning of the 1980s and into the 1990s, the productivity has improved steadily and leveled off, but is still slightly lower than before The assessment is that PCBs are no longer affecting reproduction. However, a population of sea eagles in the southern Gulf of Bothnia reproduces badly and it is suspected that other environmental toxins may be causing this. Within the environmental monitoring, shell thickness of guillemot eggs from Stora Karlsö is also measured. Following an increasing trend since the beginning of the 1980s, the shell thickness is now approximately at the background level. The fact that DDT and DDE impaired shell quality in several species is supported by both field data and experimental studies. Current DDT levels in eggs are similar to those seen in experimental studies with chickens, which have negative effects on reproduction. Note then that chickens are considered to have low sensitivity to DDT compared with other birds. Monitoring of breeding success of starlings showed that the average number of eggs and the proportion of eggs resulting in fledged young birds were high in Long-term trends, over the surveillance period since the beginning of the 1980s, are weakly positive. The results give rise to no suspicion that the terrestrial environment is exposed to environmental toxins. Mammals Early studies of seals in areas of high pollution in the Baltic and North Sea, showed high levels of deformities in the reproductive organs. In the 1960s and 70s, it was noted that over 40 percent of ring seal females from the Bothnian Bay had damage to the uterus, especially stenosis in the uterine horns. Narrowing of the uterine horns is still found in ringed seals and the number of ringed seals is increasing more slowly than expected, suggesting that problems with poor fertility consists. Some lesions have decreased among the investigated seals, such as changes that affect the ability to reproduce. The proportion of pregnant gray seal females has increased from 9 percent in the early 1980s to 78 percent in The proportion of females with occlusive lesions of the uterus has fallen, from 42 percent in to 11 percent in After 1993, no cases of this type of injury have been found. The effects of environmental toxins such as PCB and DDT are considered important causes to that the gray seal populations in the Baltic Sea decreased sharply until the mid-1980s. Today, the grey seals are considered to have satisfactory reproductive health. Between 2005 and 2010 the prevalence of cysts in the vas deferens of otters were examined. The cysts are believed to be vestigial remnants of the Müllerian ducts present in the fetus that 19

22 normally regresses in male fetuses. The researchers conclude that it is likely that the fetuses are exposed to elevated levels of estrogen-like substances. Mink are widely distributed in Sweden and is high up the food chain. The reproductive system of the mink has been examined and in several cases, a reduction in testis size in males has been seen, resulting in that fewer sperms are produced. Researchers have also investigated the reproductive organs from a number of brown bears. In males, the most common defects are cysts at the side of the vas deferens. This change was found in 14% of the surveyed bears. These cysts do probably not affect fertility. Among females, so far, no damages have been found. Conclusions Both in terms of impact on health and the environment, there is generally a great need for more research in the field of hormone-related effects in Sweden. The incidence of various hormone-related symptoms in humans and animals often vary between different countries and even between regions within a country. It is therefore difficult, sometimes impossible, to use data from other countries to draw conclusions on the situation in Sweden. More research relevant for Swedish conditions is therefore needed. Studies of the relationship between certain types of hormone-related effects such as endometriosis, osteoporosis and various types of hormonal cancer have produced conflicting results or data that are difficult to interpret hence there is a need for further studies in these specific areas. This also applies to the impact of various environmental pollutants on time to pregnancy (TTP), for which existing studies have yielded conflicting results. In Sweden very few or no studies at all are available on the relationship between endocrine disruptors and hormone-related effects, such as cryptorchidism, hypospadias, polycystic ovarian syndrome, uterine fibroids. Also Swedish studies to determine whether endocrine disruptors can affect the onset of puberty are missing. Comprehensive statistics on the prevalence of ADHD and other disorders of the nervous system is not available in Sweden or other countries. There is also a great need for further research into the hormone-disrupting substances role in the increasing prevalence of ADHD and other mental illnesses, such as autism. Furthermore, at present no clear evidence exists on what are the causes for the increasing prevalence of obesity, diabetes, heart diseases and osteoporosis in the world and the role of endocrine disruptors in the development of these diseases. The methodology available today for studying hormone-related effects is not optimal. It often misses effects at low doses and combined effects of several compounds are difficult to study. To better assess which substances have endocrine disrupting effects more reliable testing methods and standardized assessment criteria are needed. In order to minimize animal testing, new cell-based tests need to be developed. Assessment of the incidence of different hormonerelated effects over several years have been difficult because the use of different diagnostic criteria. To be able to identify trends in the incidence of for example cryptorchidism, and hypospadias standardized criteria for diagnoses must be established. Sweden have several medical registers, such as the cancer registry, medical birth the registry, and the registry for surveillance of birth defects and chromosomal abnormalities, diabetes registry and the twin registry, which may be useful when investigating the relationship between chemical and hormone-related effects. These records probably could be used more extensively than is done today. 20