Sædceller. Foto: Colourbox

Sædkvaliteten hos mus ser ikke ud til at være påvirket af nanopartikler i lungerne

Oprettet den 11. dec 2018 - Af Rasmus Kragh Jakobsen - Foto: Colourbox

Nanopartikler af kulstof påvirkede ikke sædkvaliteten hos mus, der fik partiklerne ned i lungerne. Det viser resultaterne fra en undersøgelse fra Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA). Det strider mod resultater fra andre undersøgelser i forsøgsdyr. NFA gennemførte undersøgelserne for at vurdere, om udsættelse for disse partikler i arbejdsmiljøet kan give problemer for mænds fertilitet.

Det har tilsyneladende ingen effekt på sædkvaliteten hos mus, at de bliver udsat for høje koncentrationer af forskellige typer af kulstofnanopartikler i lungerne. Det viser resultaterne fra et nyt studie, som er offentliggjort i det velanskrevne videnskabelige tidsskrift Particle and Fibre Toxicology.

Tidligere studier med forsøgsdyr har ellers vist en sammenhæng mellem udsættelse for partikler via luftvejene fra fx luftforurening og en sænkning af sædkvalitet. Desuden har epidemiologiske studier af voksne mænd fundet nogen sammenhæng mellem dårlig sædkvalitet og høj luftforurening, som kan indikere, at partiklerne også kan skade mænds sædkvalitet. Forskningsmæssigt er det derfor interessant at undersøge, om danske arbejdstagere, der bliver udsat for lignende partikler i arbejdsmiljøet, fx fra dieseludstødning, kunne være i risiko for nedsat fertilitet.

- Resultaterne fra denne undersøgelse er derfor beroligende. Man kan sige, at vi er mindre bekymrede, end vi var før. Men studiet kan ikke stå alene, og der er behov for flere studier – gerne epidemiologiske studier af mennesker der fx er udsat for partikler fra dieseludstødning, siger seniorforsker Karin Sørig Hougaard ved Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA), som har deltaget i forskningen.

Kan nanopartikler i lungerne påvirke testiklerne?

Umiddelbart lyder det ikke så oplagt med en sammenhæng mellem sædkvalitet og indånding af partikler. Luftforening er da også primært kendt for at kunne skade helbredet ved at øge risikoen for lungekræft og hjertekarsygdomme. Men flere studier på dyr har vist, at sædkvaliteten kan forringes, når høje koncentrationer af nanopartikler kommer ned i lungerne.

Mulige mekanismer bag

Hvordan nanopartikler måske kan påvirke sædkvaliteten hos mus er ikke afklaret, men specielt på to mekanismer er i spil:

  • Måske kan nanopartikler ’vandre’ fra lungerne over i blodbanen og på den måde blive transporteret med blodet ned i testiklerne. Der kan de muligvis give ophav til en betændelseslignende tilstand (inflammation) – og det er sædceller særligt sårbare overfor.
  • Måske kan den inflammation, som nanopartikler udløser i lungerne, indirekte ramme testiklerne. Når partiklerne kommer ned i lungerne, udløser de nemlig en serie af alarmsignaler, så immunforsvaret begynder at nedkæmpe og fjerne partiklerne. Alarmsystemet er dog et tveægget sværd, fordi signalmolekylerne - cytokiner og akutfaseproteiner – kan hensætte kroppen i en kronisk inflammationstilstand, som kan skade hjertekarsystemet og måske også produktionen af sædceller i testiklerne.

- Vi satte os for at undersøge, om der kunne være noget om det her med, at partikler kan påvirke sædkvaliteten, siger Karin Sørig Hougaard.

I de fleste tidligere studier af sammenhængen mellem nanopartikler og sædkvalitet, er rotter eller mus blevet udsat for nanopartikler gennem kosten eller ved injektion. De resultater er svære at overføre til indånding af partikler, som er den måde, mennesker typisk kan blive udsat for nanopartikler i arbejdsmiljøet. Derfor ville Karin Sørig Hougaard og hendes kolleger specifikt undersøge effekten på sædceller ved udsættelse via luftvejene.

Puster nanopartikler i lungerne på mus

Forskerne udsatte derfor grupper af voksne hanmus for hver sin type kulstofnanopartikel, som varierede i form, størrelse og overflade. En gang om ugen fik musene pustet en dråbe med en høj koncentration af nanopartikler ned i lungerne. Hos mus tager produktionen af sædceller 6-7 uger, så efter 8 uger blev musene aflivet og testikler og sædledere undersøgt.

Forskerne målte derefter en række parametre, som fortæller noget om fertilitet:

  • Antal sædceller
  • sædcellernes bevægelighed
  • om de så normale ud
  • blodets indhold af det mandlige kønshormon testosteron.

Da resultaterne var gjort op, var der ingen forskelle i sædkvaliteten hos mus, der havde fået nanopartikler ned i lungerne og mus, som blot havde fået en smule vand i lungerne eller slet ikke var blevet behandlet.

Stik mod tidligere studie

Resultaterne står i kontrast til et tidligere japansk studie, som viste, at hanmus producerede væsentlig færre sædceller og havde skader i testikelvævet efter at have været udsat for partikler i lungerne.

Men forskerne er sikre på de nye resultater.

- Vores studie er rigtig godt - det er veludført, vi har tilstrækkeligt med hanmus i hver gruppe, og vi bruger de korrekte metoder. Der er intet som tyder på, at vi ville finde en effekt, selv om vi havde endnu flere dyr med, siger Karin Sørig Hougaard.

Den overraskende uoverensstemmelse mellem de to studier har forskerne ikke umiddelbart en klar forklaring på, men én af forskellene på studierne er forsøgsmusene.

- Vi har brugt en anden muse-stamme end i det japanske studie. Den har måske været mindre følsom, siger Karin Sørig Hougaard.

Godt nyt men brug for flere studier

Umiddelbart er det nye studie beroligende, men Karin Sørig Hougaard understreger, at andre studier skal bekræfte de nye fund, før man kan være sikker. Det nye studie undersøger udelukkende kulstofnanopartikler. Andre typer partikler som fx siliciumdioxid eller titaniumoxid kan have en anden effekt. Endelig er der stor forskel på forsøgsmus og mennesker, og hvordan det forholder sig hos mænd, ved man ikke ret meget om.

- Der mangler i den grad studier i mennesker på det her område, siger Karin Sørig Hougaard. Hun peger på, at et første trin kunne være at følge en stor gruppe mænd på arbejdsplader med en høj udsættelse for dieselpartikler. Det kunne fx være tunnelarbejdere, som ofte er udsat for en meget høj koncentration af partikler.

Disse partikler blev testet

Forskerne undersøgte effekten af fire typer kulstofnanopartikler:

  • Grafenoxid (18 μg/mus) - bruges fx i elektronik
  • Flammruss 101 (100 μg/mus) - et sort pigment (farvestof) fx i tryksværte og maling
  • Printex 90 (100 μg/mus) - et sort pigment fx i tryksværte og maling
  • SRM1650b (100 μg/mus) - en partikel fra dieseludstødning.

Læs artiklen

Artiklen er frit tilgængelig (open access).

Yderligere oplysninger

Seniorforsker Karin Sørig Hougaard, NFA