Overvåkingsmetoder - Prosjekt tittel
	Miljøovervåking av det marine miljø - utvikling av en kostnadseffektiv og rask "screening"-metode for miljøgifter.
Koordinerende institusjon
	Norwegian Institute for Air Research
Sluttrapport
	Finnes kun på engelsk - her
Sammendrag og resultater
	Prosjektsammendrag (kun på engelsk) The necessity to quantify and understand the impact of chemical pollution on the ecosystem has resulted in an increased interest in diagnostic and predictive biomarkers. However, the successful use of biomarkers depends on a fundamental characterization and understanding of the mechanisms involved. Based on this background the project has been focused on two subgoals: 1. Evaluate the usefulness of CYP-enzymes as a biomarker for contaminants exposure in glaucous gull and 2. Establish a system based on tissue slices for testing of "new" contaminants. The CYP-activity of the glaucous gull is low. Likely, the high PCB concentration in the gulls are not due to a contaminant "hot spot", but due to a low metabolism. These enzymes are probably less informative as biomarkers for contaminant exposure in glaucous gulls as compared to seals, where CYP-enzymes have been shown to be a very useful instrument to signal contamination with chlorinated compounds. A test system to assess the response of potential biomarkers (i.e. CYP) using slices of organs was successfully developed and established. In this first phase of the project mainly methodological aspects were targeted, i.e slice methodology, slice survival as well as slice cryopreservation. In 2001 some peliminary tests using these preserved slices will be performed and used as a basis to continu these studies. The biochemical response in the slices following contaminant exposure is thought to be representative for the response in the complete animal, and has the enormous advantage to reduce the need to do animal experimental studies. Oppnådde faglige resultater Prosjektets delmål har vært som følger: Vurdere CYP-enzymenes potensiale som biomarkør ved miljøgiftovervåking av polarmåke, samt hvordan tilstedeværelse av "nye" miljøgifter best kan overvåkes hos polarmåke. Etablere et testsystem (basert på bruk av vevssnitt og biomarkørrespons) for generering av forvaltningsrelevant informasjon om "nye" miljøgifter som toksafen og bromerte flammehemmere. Begge målsettingene ved prosjektet er oppnådd. For beskrivelse av resultater og konklusjoner vises det til vedlagte rapport. Resultatene fra del 2 vil bli videreført i rammen av Økotoksikologiprogrammet ved Polarmiljøsenteret, med finansiering fra NFR og MD. Konkret vil ulike blandinger av miljøgifter bli testet på vevsnitt fra både polarmåke og sel i neste feltsesong. Relevans for overvåking Prosjektresultatenes relevans for miljøovervåkingen er knyttet til følgende forhold: 1. Styrket kunnskap om biomarkører er en nødvendig forutsetning for en eventuell implementering i overvåkingsprogram. Prosjektet har avdekket sterke og svake sider ved bruk av CYP-enzymene som biomarkører for eksponering overfor organiske miljøgifter. Biomarkørresponsen er sterkt artsavhengig, noe som må tas hensyn til ved anvendelse. 2. Testsystemet som er etablert for undersøkelse av biomarkørresponser, vil gi relevant informasjon for komponentutvelgelse og vurdering av betydningen av eventuelle metabolitter i fremtidige overvåkingsprogram. Videre kan vevsnittsystemet benyttes til vurdering av potensielle effekter (effektovervåking) av aktuelle miljøgiftkonsentrasjoner.
Prosjektbeskrivelse (English summary here.)
	Prosjektteam Ivan C. Burkow (NILU) og Hans Wolkers (APN) Bakgrunn Tradisjonelle overvåkingsmetoder der nivå av utvalgte forbindelser (PCB og standard pesticider) benyttes som indikatorter, er ufullstendige grunnet flere forhold: Miljøgiftnivåene som som måles er en funksjon av eksponering og metabolisering. Det er derfor ikke mulig å bestemme eksponering på grunnlag av akkumulerte nivå av utgangsstoffene alene. I tillegg påvirkes nivåene av prøvetakingsprosedyre, der kjønn, utviklingsstadium, ernæringstilstand, vevstype, årstid og analysemetodikk påvirker resultatet. I slike tilfeller kan bruk av biomarkører, som cytokrom P450 (CYP)-enzymsystemene, gi verdifull informasjon. En god overvåkingsstrategi synes derfor å inkludere bruk av biomarkører i tillegg til kvalitetssikret kjemisk nivåbestemmelse av utvalgte miljøgifter. Hvilke miljøgifter som dokumenteres i en miljøprøve er bestemt av hvilke komponentgrupper det analyseres for. Det finnes flere eksempler på at betydelig kontaminering i utgangspunktet ble oversett ved at gjeldende stoffklasse ikke var ansett som relevant, og at denne kontamineringen først ble påvist etter at de samme prøvene ble funnet å ha sterkt forhøyde CYP-verdier. De høye nivåene av toksafen i Grønlandsel fra området øst for Svalbard ble påvist på denne måten. Eksponering overfor miljøgifter fører til økt CYP-aktivitet. Denne induksjonen er imidlertid arts- og miljøavhengig. Det er kun få eksempler på en direkte kobling mellom kontamineringsnivå og påviste biologiske effekter. I mange tilfeller er det metabolittene som har skadelig effekt (eks. kreftfremkallende, mutagene eller hormonelle virkninger). Videre er det vist en direkte kobling mellom CYP-aktivitet, metabolittdannelse og effekter. Det betyr at dersom et overvåkingsprogram skal gi informasjon om ekponering og mulige konsekvenser av eksponeringen, er det nødvendig å kjenne til både tilstedeværelse av utgangsstoffene (akkumuleringsprofiler) og artens metabolske kapasitet. Denne essensielle informasjonen mangler for de fleste fugle- og pattedyrarter i Arktis. Dagens overvåking av miljøgifter i biota er kostbar og tidkrevende. Overvåkingen gir også bare delinformasjon om den faktiske eksponeringen. Det er vist at i visse områder er det sterkt forhøyde verdier av miljøgifter som det rutinemessig ikke analyseres for. I tillegg har man ikke noe godt apparat for å fange opp forekomsten av stadig "nye" miljøgifter som f. eks. bromerte flammehemmere og PCB-erstatningsstoffer. Bruk av biomarkører kan derfor være en kostnadseffektiv metode for å påvise forekomsten av "ukjente" miljøforurensninger. Målsetting Dette prosjektet er en del av arbeidet med å utvikle en kostnadseffektiv, rask og artsuavhengig metode for miljøovervåking av biota i det marine miljø. Konseptet inkluderer bruk av biomarkører (CYP-enzymer) i tillegg til kjemisk bestemmelse av utvalgte markørkomponenter fra viktige forurensningsgrupper. Prosjektets delmål er som følger: 1.Vurdere CYP-enzymenes potensiale som biomarkør ved miljøgiftovervåking av polarmåke, samt hvordan tilstedeværelse av "nye" miljøgifter best kan overvåkes hos polarmåke. 2. Etablere et testsystem (basert på bruk av vevssnitt og biomarkørrespons) for generering av forvaltningsrelevant informasjon om "nye" miljøgifter som toksafen og bromerte flammehemmere. Gjennomføring For maksimal ressursutnyttelse vil utviklingsarbeidet bli samordet med polarmåkeprosjektet som allerede er finansiert av Transport- og effektprogrammet, samt pågående virksomhet i rammen av økotoksikologiprogrammet ved Polarmiljøsenteret. Anvendbarheten av biomarkørresponsene (CYP-enzymene) vil bli undersøkt ved laboratorieforsøk, hvor vevsnitt tilsettes både velkjente og "nye" miljøgifter. Arbeidet vil ta utgangspunkt i etablert metodikk som tilpasses arktiske dyrearter. Av miljøgiftene vil det bli spesielt fokusert på toksafen og PCB. I tillegg til en skriftlig rapport til oppdragsgiver, vil prosjektresultatene bli offentliggjort ved fagpresentasjoner og publisering. Tidsplan og budsjett Prosjektet vil bli gjennomført i perioden november 1999 til sommeren 2000. Deler av prosjektet vil bli utført i samarbeid med University of Groningen, Nederland. Kostnad for prosjektet er beregnet til kr 100 000,- som inkluderer kjøp av utstyr (samfinansiert med pågående prosjekt bevilget av Forskningsrådet) og timekostnader. Forskningsrådsprosjektet benytter deler av samme type metodikk som beskrevet for dette prosjektet, men har fokus på andre problemstillinger (hormonmetabolisme). Analyse av bromerte flammehemmere i polarmåke vil bli dekket av et tilgrensende prosjekt finansiert av SFT.