Per- and polyfluoroalkyl substances effects on thyroid hormone homeostasis in plasma samples of grey seal (Halichoerus grypus) pups from Norway

Abstract

Havert (Halichoerus grypus) er et marint pattedyr som har kasteplass på Froan langs Norskekysten. De siste årene har antallet selunger født på disse øyene sunket. Siden havert er et rovdyr på toppen av næringskjeden, er det en større risiko for at akkumulering av persistente organiske miljøgifter kan påvirke dyrenes overlevelsesevne. Per- og polyflouroalkyl substanser (PFAS) er en gruppe miljøgifter som i senere tid har blitt mistenkt for å ha skadelige effekter på levende organismer, og en av de mistenkte mekanismene er hormonforstyrrelse. Skjoldbruskkjertelhormoner (TH), tyroksin (T4) og trijodtyronin (T3), er viktig for utviklingen til unge pattedyr, siden de regulerer vekst og utvikling. Akkumulering av forurensing i dyret mens det er i livmor, eller overførsel via morsmelk kan øke forurensningsbelastningen. Dersom PFAS kan påvirke hormonhomeostase, kan det derfor være en trussel for selunger. I denne studien ble det tatt prøver av 12 selunger fra Froan, og vekt, lengde og omkrets ble målt, samt at alder ble bestemt. Plasmaprøver ble tatt for å bestemme konsentrasjonen av 46 forskjellige PFAS, og konsentrasjonen av skjoldbruskkjertelhormoner (tT4, fT4, tT3 og fT3). I tillegg ble forholdet mellom tT4 og tT3 (tT4:tT3) og fT4 og fT3 (fT4:fT3) bestemt. Korrelasjonene mellom PFAS og TH, samt korrelasjonen mellom PFAS og biometriske variabler ble undersøkt. De biometriske variablene hadde signifikante positive korrelasjoner med PFOA, PFNA og PFDA, og signifikante negative korrelasjoner med PFHxS. Mellom TH og PFAS var det flere signifikante korrelasjoner som ble oppdaget, men siden korrelasjonen mellom hormoner og biometriske variabler var så tydelige, ble biometriske variabler ble brukt som en kovariat mellom PFAS og hormoner. Etter denne analysen var det bare en positive korrelasjon igjen, den positive sammenhengen mellom PFECHS og fT4:fT3, men korrelasjonen er antakelig drevet av en avvikende observasjon. Konklusjonen er at det ikke er mulig å bestemme om forurensninger fra PFAS har en viktig effekt på hormonhomeostase i havert. Korrelasjonene betyr ikke at PFAS direkte påvirker hormonene, og det kan være andre forurensninger til stede som ikke ble regnet med i denne studien. Flere forsøk bør bli gjennomført for å støtte eller motbevise gjeldene resultat, for å øke bevistyngden, og øke kunnskapen om mulige skadelige effekter fra PFAS.

Grey seal (Halichoerus grypus) is a marine mammal that has breeding grounds at Froan in Norway. The number of newborn pups each year has decreased during the past two decades in this area. As a marine top predator, the accumulation of persistent organic pollutants poses a potential threat to their health and fitness. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a group of contaminants that are recently suspected to have harmful effects on biota, and one of these suggested effects is endocrine disruption. Thyroid hormones (TH), that is thyroxine (T4) and triiodothyronine (T3), are important for development in young mammals, regulating growth and development. A pollutant accumulation in utero, or by transfer through mothers-milk can increase the pollutant burden. If PFAS alters hormone homeostasis, it can pose a threat to young grey seal pups. In this study plasma samples were obtained from 12 grey seal pups sampled at Froan to determine the concentration of 46 different PFAS, and the concentration of TH (tT4, fT4, tT3 and fT3). In addition, the relationship between tT4 and tT3 (tT4:tT3), and fT4 and fT3 (fT4:fT3) was determined. The correlations between the contaminants and the THs as well as the correlation between the biometric variables and the contaminants were determined. Biometric variables had significant positive correlations with PFOA, PFNA and PFDA, and significant negative correlations with PFHxS. There were significant negative correlations between biometric variables and THs. Thus, biometric variables were used as a covariate for correlation analysis between THs and contaminants. When this analysis was done, only one significant relationship was identified: a positive correlation between PFECHS and fT4:fT3. The support of these results is divided in literature. In conclusion, it is difficult to determine whether PFAS contamination profoundly affects thyroid homeostasis in grey seals. Since the identified PFECHS-fT4:fT3 correlation is not evidence of a causal relationship, the correlation found does not necessarily mean that the contaminants directly affect the hormones. There might be other co-occurring contaminants present in the seals that were not considered in this study. More research on the matter should be conducted to support or contradict the current result and increase the weight of evidence, improving the knowledge of the possible harmful effect of the contaminant.