Isbjørneprojekt: en oversigt

Betydelige mængder svært nedbrydelige organiske miljøgifte, som for eksempel PCBer og DDTer, er på grund af deres fedtop­løselige egenskaber ophobet i arktiske havpat­tedyr – og i særdeleshed den østgrønlandske isbjørn (Ursus maritimus) – siden 1960erne. Mange af disse stoffer efterligner kroppens naturlige steroid- og peptidhormoner, hvorved de - gennem påvirkning af den normale fysiologiske homeo­stase - kan forstyrre hormonsystemer, forplantningsevne og immunologiske funktioner. Selvom disse biolo­giske effekter er blevet studeret i isbjørne på Sval­bard de sidste 10 år, er der stadig man­ge uafkla­rede spørgsmål, og på det seneste er der fra norsk og canadisk side foku­seret på effekstu­dier af kønshormoner, cortisol, vitamin A og skjoldbruskkirtelhormon samt immu­nolo­giske, repro­duk­tionsmæssige og overlevelsesrelaterede parametre. I forbindelse med disse un­dersøgelser er der meget som peger på, at specielt PCBer virker im­munsuppremerende, udover at de også ændrer de normale hor­monniveauer. Det er dog umuligt at afgøre, om disse resultater er et ud­tryk for virkelige årsagssam­menhænge. Til at afklare dette, er kon­trollerede studier af arktiske top­predatorer som f.eks. polarræv (Alopex lago­pus) og slæ­dehund (Canis familiaris) velegnede. Sådan­ne studier er sat i gang i Norge og på Grønland.

For at afdække ikke tidligere undersøgte biologiske parametre i isbjørne i relation til organiske mil­jøgifte, startede vi en indsamling af prøver fra subkutant fedtvæv, indre organer og kranier fra mere end 100 østgrønlandske isbjørne (69?00’N til 74?00’N) via lokale fang­ere bosiddende i Scoresby­sund i perioden 1999-2002. Nærværende afhandling afrapporterer de før­ste resultater af studiet som søger at afdække, om de rela­tivt høje niveauer af organohalogener opkoncentreret i fedtvævet har påvirket skeletsystemet (kra­nier) og indre organer.

Niveauer

“Sea­sonal and temporal trends in Polychlorinated biphenyls and Organochlorine Pesticides in East Greenland polar bears (Ursus maritimus), 1990-2001” behandler analyseresultaterne af organokloriner (PCB, DDT, chlordaner, dieldrin, HCH og HCB) i subkutant fedtvæv fra 92 individer indsamlet fra 1999 til 2001. Generelt udviste koncentra­tion­er­ne køns- og aldersafhængighed, ligesom der var sæsonmæssige variationer for alle alders­grupper. Disse nye prøver blev sammenlignet med tidligere analyser af bjørne ind­sam­let i 1990, hvilket viste et fald på mellem 20% og 70% afhængig af hvilken kontaminantgruppe man kigger på. Dog skal man passe på med endeligt at konkludere hvor stort faldet er, idet beregninger­ne kun bygger på to ind­samlingsår (nor­malt kræver sådanne beregninger mindst 3 indsamlingsår over en 10-årig peri­ode). Beregningerne viste desuden, at halveringstiderne for organokloriner i subkutant fedtvæv for Østgrønlandske isbjørne baseret på indsamlingerne i 1990 og 1999-2001 var fra 4 til 20 år, og dermed afspejler de svært biologisk ned­brydelige kontaminanter. Sammenlignet med tidligere stu­dier af vilde pattedyr og fund i forbindelse med laboratorieforsøg, svarer ni­veau­erne til, hvad man tidligere har benyttet som ef­fektkoncentra­ti­oner for mange af de undersøgte para­metre i nærvæ­ren­de afhandling.

Fluktuerende asymmetri

“Trends in fluctuating asymmetry in East Greenland polar bears (Ursus mariti­mus) from 1892 to 2002 in relation to organohalogen pollution”analyserer fluktuerende asymmetri (FA) i 283 isbjørnekranier ind­samlet i pe­rioden fra 1892 til 2002. FA udtrykker højre-venstresidig forskel for bilaterale mål, og denne for­skel er positivt korreleret til, hvor stresset dyret er. Undersøgelsen koncentrerede sig omkring to for­mål, nemlig en tidstrend analyse og en analyse mellem FA og individuelle koncentrationer af orga­nohalogener. To forskellige analyser viste, at der ikke var nogen tidsmæssig forskel i 10 for­skellige bilaterale mål, mens der for fire bilaterale mål var en tidsmæssig forskel, idet den formodede ikke-forurenede peri­ode fra 1892 til 1960 udviste den største FA. Herudover viste analyserne også, at FA var højere i køns­modne dyr sammenlignet med unge dyr. En korrelation mellem FA og individuelle koncentra­tioner af organohalogener i 94 individer viste ikke nogle klare tendenser. Resultatet var sandsynlig­vis på­virket af andre faktorer end organohalogener såsom genetisk variation (metabolis­me), temperatur­sving­ninger og indsamlings-frekvenser, som vi ikke var istand til at korrigere for. Det kunne også tænkes, at ni­veauerne af organohalogener ikke var tilstrækkeligt høje til at overdøve den støj som kom fra før­nævnte fak­to­rer, og at kontaminantniveauerne var lavere end den biologis­ke tærskelvær­di for FA. Herudover kender vi ikke eksponeringen in utero og neonatalt, som er kendt for at være de kritiske stadier med hensyn til udviklingen af FA.

Mineraltæthed i kranier (BMD)

“Is bone mineral composition disrupted by organo­chlorines in East Greenland polar bears (Ursus mari­timus)?” behandler analyser af mineraltætheden (hydroxyapatit, BMD) i 139 kranier ved hjælp af DXA (røntgen) skanning. Det primære mål var at under­sø­ge om de relativt høje niveauer af organohalogener i isbjørnene havde affødt en ændring i knogle­sam­mensæt­ningen (mineraltætheden) via en hormonforstyrrende virkning af f.eks. kønshormoner. De første analyser viste, at der var en fin sammenhæng mellem BMD i kraniet og i hhv. femur og ryg­søjle­hvirvler - som er de skeletdele der normalt undersøges på mennesker – og derfor kunne kra­niet bru­ges som et generelt udtryk for skelettets mineraltæthed. Resultaterne viste en klart for­skel i BMD mht. alder og køn (knogletætheden steg som følgende: unge hunner<unge> </unge>

Leverforandringer

“Organohalogen Contaminants Contribute to Changes in Liver Morphology of Free-Ranging East Greenland Polar Bears (Ursus maritimus)”   beskriver leverhistologien hos 79 isbjørne (34 unge dyr, 29 kønsmodne hun­ner og 25 kønsmodne hanner) indsamlet i perioden 1999-2002. I næsten alle dyrene fandt vi tegn på kernedislokation sandsynligvis som følge af det høje vitamin A indhold, lipidakkumulering og/eller organohalogen eksponering. Herudover var der varierende grader af mononukleære celleinfiltra­tio­ner (hovedsa­geligt omkring portalområderne), lipidgranulomer, galdegangsproliferationer, portal fi­brosering samt lipidakkumu­lering dels i hepatocytter (mikro- og makrovesikulært) og dels i Ito-cel­ler. Enkelte signifikante relationer blev fundet mel­lem grader af his­tologiske forandringer og individuelle niveauer af kontaminanter i sub­kutant fedt­væv, og ydermere var flere af de histologiske forandrin­ger sam­men­lignelige med fund i dyreforsøg med PCB, DDT og dieldrin. Vi kan derfor konkludere, at de morfologiske forandringer var et resultat af infektiøse mikroorganismer samt organohalogen kontaminanter.

Nyreskader

“Environmental organohalogen contaminants as a co-factor in the development of renal lesions in East Green­land polar bears (Ursus maritimus)” afrapporterer nyrehistologi i 75 isbjørne indsamlet i pe­rioden 1999-2002. Vi fandt varierende grader af fortykkelser i den glomerulære basal membran, aflejringer i mesangiet, hyperplasia, hyalinisering, atrofi og nekrose af det tubulære epithel samt mononukleære celleinfiltrationer, medullære hyalin ansamlinger i tubuli og interstitiel fibrose. Samtlige forandringer, pånær celleinfiltrationerne, var aldersrelaterede, mens vi ikke fandt nogen kønsforskel i frekvensen af forandringer. I subadulte bjørne, var der en significant sammenhæng mellem stigende niveauer af ?PBDE og glo­me­rulære mesan­giale aflejringer samt interstitial fibrose. I kønsmodne hanner fandt vi tilsvarende sammenhænge for cellehyperplasi og dieldrin; fortykkelser af den glomerulære basalmembran og ?CHL samt medullære hyalin ansamlinger og ?CHL, ?PBDE, ?PCB og ?HCH. De læsioner vi har påvist svarer til tidligere nyreskader hos OHC belasted sæler i Østersøen og kontrollerede laboratorieforsøg. Vi foreslår derfor, at nyreskaderne i isbjørnene var et resultater af alder samt eksponering for OHCs. Disse fund vil i fremtiden kunne benyttes som nye biomarkører i forbindelse med evaluering af kronisk laveksponering for OHC i mennesker og pattedyr.

Forstørret clitoris

“Enlarged clitoris in wild polar bears (Ursus maritimus) can be misdiagnosed as pseudohermaphroditism” handler om de hunlige kønsorganer. Tidligere observationer af kønsmodne hunner (og unger) på Svalbared i 1990erne indikerede, at der kunne være en sammenhæng mellem relativt høje niveau­er af organohalogen eksponering henholdsvis in utero og postnatalt, og forstør­ret klitoris og placering af urinrørsåbninger. Den 9. juli 1999 blev der skudt en 23-årig is­bjørnehun udenfor Scoresbysund med forstørret klitoris. Prøver blev udtaget fra denne bjørn og gjorde det mu­ligt for første gang nogensinde at undersøge en forstørret klitoris og tilhørende køns­organer (ydre som in­dre) hos vilde isbjørne udsat for organiske miljøgifte. Den histologiske under­søgelse kunne tydeligt fastslå, at der var ikke var tale om pseudohermafroditisme, men derimod intens kronisk kli­torisbetændelse som sandsyn­lig­vis er opstået under par­ring (traume) og senere er blevet forværret som følge af automotilitet (slik og bid). Den forstør­rede klitoris – og resten af kønsorganerne samt kranie-BMD -  blev sammenlig­net med et re­ference ma­teriale på 23 makroskopisk normale køns­modne hunbjørne fra Østgrønland indsamlet i perioden 1999-2002. Denne sammenligning viste at hunbjørnen var normal og sandsyn­ligvis dræg­tig. Her­udover viste analyser, at hunbjørnen var geno­typisk normal, og at koncen­tration­erne af orga­nohalo­gener i subkutant fedtvæv var op til 3 gange la­vere sammenlignet med reference­gruppen, sandsyn­lig­vis som følge af mange drægtigheder og lak­tationsperioder. Det blev derfor konkluderet, at den for­stør­rede klitoris var opstået som følge af in­flammation (betændelse), og at der dermed ikke var en relation til organohalogen ekspone­ring som først an­ta­get. På baggrund af dette er det tænkeligt, at ihvertfald nogle af de voksne hun­bjørne med for­størret kli­toris man har fundet på Svalbard, ikke har været pseudohermafroditter.

Lymphoide organer

“Histology of selected immunological organs in polar bear (Ursus maritimus) from East Greenland in relation to levels of organohalogens“ beskriver morfologien (kimcentre) af milt og lymfeknuder i østgrønlandske isbjørne i relation til organohalogen kontaminanter. Det viste sig, at for både milt og lymfeknuder var der et højere antal kimcentre i unge dyr i forhold til kønsmodne dyr, samtidig med, at der i milten var en relation mellem antallet af kimcentre og specifikke grupper af organohalogen kontaminanter (tilsvarende færre for lymfeknuderne). reIn both spleen and lymph nodes, a higher secondary follicle count was found in subadults when compared to adults. Det viser, at der muligvis kan være en sammenhæng mellem organohalogen kontaminanter og antallet af kimcentre, men hvorvidt det har en indflydelse på funktionen af immunsystemet, og dermed isbjørnenes sundhedstilstand, er ikke til at afgøre.

Således viste vore studier i nærværende afhandling tegn på, at der er sket et fald i koncentrationen af organohalogener i subkutant fedtvæv hos østgrønlandske isbjørne fra 1990 til 1999-2001. To af vores undersøgelsesparametre (FA og forstørret klitoris) viste ikke umiddelbart tegn på relationer til de relativt høje niveauer af organohalogener hos bjørnene. Til gengæld var der tydelige tegn på ne­gative relationer mellem organohalogener og mineraltæthed i skeletsystemet (kranier), mens der i lever- og nyrevæv blev fundet forandringer som kunne relateres til alder, infektiøse agens, årstid samt organohalogener. 

For yderligere information om interveiwundersøgelsens rapporter om isbjørnefangst og -anomalier se Grønlands Naturinstitut (www.natur.gl)