Seit Jahrzehnten werden Studien über endokrine Disruptoren (EDs) haben traditionelle Konzepte in der Toxikologie in Frage gestellt, insbesondere das Dogma "die Dosis macht das Gift", da sie bei niedrigen Dosen Wirkungen haben können, die nicht durch Wirkungen bei höheren Dosen vorhergesagt werden. Anfang der 90er Jahre tauchte der Begriff "endokrine Störungen" zum ersten Mal in der wissenschaftlichen Literatur auf, und ein von der US-Umweltschutzbehörde (US EPA) gesponserter Workshop, an dem Experten zu diesem Thema teilnahmen, beschrieb einen endokrinen Disruptor (ED) als "ein exogenes Agens, das die Synthese, die Sekretion, den Transport, die Bindung, die Wirkung oder die Ausscheidung natürlicher Hormone im Körper stört, die für die Aufrechterhaltung der Homöostase, die Fortpflanzung, die Entwicklung und das Verhalten verantwortlich sind". (Kavlock et al., 1996).
Etwa zur gleichen Zeit wurde auf einem Workshop in Weybridge (Großbritannien) betont, dass Umwelthormone nur anhand ihrer Auswirkungen auf intakte lebende Organismen angemessen definiert werden können: "Ein endokriner Disruptor ist eine exogene Substanz, die in einem intakten Organismus oder dessen Nachkommenschaft gesundheitsschädliche Wirkungen hervorruft, die sekundär (als Folge) auf Veränderungen der endokrinen Funktion zurückzuführen sind" (Weltgesundheitsorganisation/Europäisches Zentrum für Umwelt und Gesundheit, 1996). Eine Definition, die später von der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) in einer allgemeineren Formulierung übernommen wurde: "Endokrine Disruptoren sind Chemikalien, die in das Hormonsystem eingreifen und dadurch schädliche Wirkungen sowohl beim Menschen als auch in der Tierwelt hervorrufen können. (ECHA, 2024).
Folglich muss zur Identifizierung eines ED Auf der Grundlage dieser Definitionen muss nachgewiesen werden, dass eine schädliche Wirkung in einem Versuchstiersystem, epidemiologisch oder klinisch auftritt, und es muss nachgewiesen werden, dass der Mechanismus, durch den der Stoff die schädliche Wirkung verursacht, endokrin ist, und es muss eine plausible Verbindung zwischen der schädlichen Wirkung und dem endokrinen Mechanismus hergestellt werden. Diese Definition und ihre Elemente wurden weitgehend akzeptiert und bildeten später die Grundlage für die ED von der Europäischen Union festgelegten Kriterien (Andersson et al., 2018). Da mehrere Elemente erforderlich sind, um die Definition und die daraus abgeleiteten Kriterien zu erfüllen, liefert ein isolierter Test nicht den endgültigen Beweis für eine endokrine Wirkung. Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass der Begriff "intakter Organismus" nicht unbedingt bedeutet, dass sowohl die schädliche Wirkung als auch der endokrine Mechanismus in einem Tierversuch nachgewiesen werden müssen. Angemessen validierte alternative Testsysteme, die für den Menschen prädiktiv sind, werden ebenfalls als akzeptabel angesehen. Da es jedoch an alternativen Testsystemen mangelt, die diese Kriterien erfüllen, sind in der Regel eine oder mehrere geeignete In-vivo-Studien erforderlich, um eine schädliche Wirkung angemessen zu charakterisieren. Im Gegensatz dazu kann der endokrine Mechanismus, der zu der unerwünschten Wirkung führt, in einem in vitro Test, wie z. B. einem Rezeptorbindungs- oder Transaktivierungstest untersucht werden.
Da es an regulatorischen Leitlinien für die Industrie und die Bewerter der zuständigen Regulierungsbehörden mangelt, haben Europäische Kommission, Chemikalienagentur (ECHA) und die Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) aufgefordert, mit Unterstützung des Joint Research Centre (JRC) einen Leitfaden für die Anwendung der gefahrenbasierten Kriterien zur Identifizierung endokriner Disruptoren zu entwickeln (Andersson et al., 2018). In dem daraus resultierenden Leitfaden wird beschrieben, wie alle relevanten Informationen für die Bewertung gesammelt, ausgewertet und berücksichtigt werden, wie eine Analyse der Wirkungsweise durchgeführt wird und wie der Ansatz der Beweiskraft der Daten (Weight of Evidence - WoE) angewendet wird, um festzustellen, ob ED Kriterien, die in der Delegierten Verordnung (EU) 2017/2100 der Kommission und der Verordnung (EU) 2018/605 der Kommission für Biozidprodukte und Pflanzenschutzmittel festgelegt sind (EU 2017/2100, 2017; EU 528/2021, 2012), erfüllt sind.
Wenn beispielsweise in einer Studie zur oralen Toxizität bei Nagetieren mit einer wiederholter Verabreichung an 28 Tagen eine absolute und relative Zunahme des Schilddrüsengewichts beobachtet wird (OECD TG 407, 2008), sollte das potentiell endokrine Nebenwirkung der untersuchten Substanz gemäß den EU-Leitlinien für die Identifizierung von endokrinen Disruptoren weiter untersucht werden (Andersson et al., 2018). Im Jahr 2008 wurden die OECD-Leitlinien für die 28-tägige orale Toxizitätsstudie an Nagetieren überarbeitet, um Parameter aufzunehmen, die für den Nachweis der endokrinen Aktivität von Prüfsubstanzen geeignet sind. Da Schilddrüsenhormone an zahlreichen physiologischen Prozessen beteiligt sind, z. B. an der Regulierung des Grundumsatzes, an der Förderung des adrenergen Nervensystems zur Erzeugung von Wärme als Reaktion auf Kälteexposition, an der Stimulierung der Gluconeogenese sowie der Lipolyse und Lipogenese, deutet die Gewichtsveränderung der Schilddrüse in der 28-tägigen oralen Toxizitätsstudie auf eine potenzielle endogen störend Wirkung der untersuchten Substanz (Liu & Brent, 2010). Es ist jedoch zu bedenken, dass aufgrund der geringen statistischen Aussagekraft der Studie (5 Tiere/Gruppe), des Expositionszeitraums und der getesteten Parameter die Gewichtszunahme der Schilddrüse nur als Hinweis interpretiert werden kann, während ein negatives Ergebnis kein Beweis für das Fehlen endokriner Wirkungen wäre.
Der konzeptionelle Rahmen der OECD für die Prüfung und Bewertung von Endokrine Disruptoren (OECD GD 150, 2018) gibt Hinweise zur Identifizierung und Charakterisierung der Wirkungsweise eines potenziellen endogen störend Substanz weiter. Die Wirkung auf das Schilddrüsengewicht in der 28-tägigen Studie an Nagetieren mit wiederholter Verabreichung deutet auf ein mögliches Schilddrüsenmedikament hin. endokrine Disruption. Bei der Planung weiterer experimenteller Studien sollte jedoch die Möglichkeit mehrerer endokriner Wirkmechanismen berücksichtigt werden. Neben einer schilddrüsenvermittelten endokrine DisruptionÖstrogen/Androgen-vermittelt endokrine Disruption und eine Interferenz mit der Steroidogenese sollte in Betracht gezogen werden. Im Allgemeinen liefert kein einziger Test endgültige Beweise für endokrine DisruptionVielmehr ist bei der weiteren Charakterisierung ein "Beweiskraft der Daten"-Ansatz erforderlich. Vor weiteren Tests sollten alle vorhandenen Daten, wie z. B. strukturelle Informationen über den untersuchten Stoff, berücksichtigt werden. Unter QSAR Analysen könnten strukturelle Einheiten identifiziert werden, die weitere Hinweise auf die Art und Weise der endogene Zersetzung oder ein Potenzial für Querlesen mit anderen ähnlichen Stoffen angezeigt sein kann. In einem ersten Schritt sollten die in den OECD-Leitlinien in Abschnitt B.1.2. aufgeführten In-vitro-Tests durchgeführt werden, um den/die potenziellen endokrinen Mechanismus/Pfad(e) weiter zu charakterisieren: Der hER-Bindungstest (OECD TG 493) und der Östrogenrezeptor-Transaktivierungstest (OECD TG 455). Diese Tests können zur Identifizierung möglicher Mechanismen und MOAs, zur Vorhersage von unerwünschten Wirkungspfaden (AOPs), zur Prioritätensetzung und zu WOE-basierten Beurteilungen für die tiefer gehende Teststrategie beitragen.