Estrogenic activity of commercial milk as revealed in immature hamster uterotrophic assay – pilot study

• Autorzy: Radko L. , Minta M. , Stypula-Trebas S.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. The risk for public health posed by endocrine disruptors present in food is relatively new issue. Our current understanding of human exposure is mainly based on the residue analysis of selected compounds. With such approach potential, effects of mixtures, including so-far unidentified compounds are not taken into consideration. Therefore, the knowledge of overall hormonal activity in food samples is of big importance. Objective. Milk and dairy products are a rich source of estrogens but very rarely undergo testing for estrogenic activity. For this reason the rodent uterotrophic bioassay is one of the most useful tool. This preliminary study was conducted in immature hamsters to assess commercially available milk. The endpoint measured was uterine weight increase. Material and methods. Fifteen-day old females received ad libitum throughout 7 days commercially available milk i.e. raw goat’s, raw cow’s, processed 3.2% UHT, and for comparison soy milk. The animals of negative control group received water but positive control group got 17β - estradiol (E2) at the concentration of 100 ng/ml. Results. All samples of milk showed estrogenic activity as follow: goat’s >cow’s >soy >processed milk. Significant increase of uteri weights were recorded in goat’s (p<0.001) and cow’s milk (p<0.01). However, the activity was approximately 5-fold lower than induced by 17β-estradiol. The ratio uterine weight/body weight (%) in negative control was 0.096%, in milk experimental groups ranged from 0.112% to 0.153% and in positive control this value was 0.493%. Conclusion. The results suggest that commercially available milk has a weak uterotrophic activity. Further in vivo and in vitro studies are warranted to gain more insight into the estrogenic risk from milk and other dairy products.

PL

Wprowadzenie. Zagrożenie ze strony związków hormonalnie aktywnych pobieranych z żywnością jest nowym wyzwaniem w ochronie zdrowia publicznego. Jak dotąd ocena narażenia ludzi opiera się na podstawie analizy pozostałości wybranych związków. Takie podejście nie pozwala na przewidywanie efektów oddziaływania związków niezidentyfikowanych oraz ich mieszanin. Dlatego też znajomość ogólnej aktywności hormonalnej w próbkach żywności ma duże znaczenie. Cel pracy. Mleko i jego produkty są obfitym zewnętrznym źródłem estrogenów lecz rzadko podlegają badaniu w kierunku aktywności estrogennej. Jednym z bardziej przydatnych biotestów umożliwiających taką ocenę jest test wzrostu macicy wykonywany na gryzoniach. Celem pracy była wstępna ocena aktywności estrogennej mleka dostępnego na rynku krajowym z wykorzystaniem niedojrzałych płciowo samic chomika złocistego. Materiał i metody. Samicom w wieku 15 dni podawano ad libitum przez 7 dni mleko surowe kozie, krowie, przetworzone 3,2% UHT i dla porównania mleko sojowe. Zwierzęta kontroli negatywnej i pozytywnej otrzymywały odpowiednio wodę lub 17β- estradiol (E2) w stężeniu 100 ng/ml. Wyniki. Wszystkie rodzaje badanego mleka wykazywały aktywność estrogenną (mleko kozie>krowie>sojowe>3,2% UHT). Statystycznie istotny wzrost masy macicy zanotowano dla mleka koziego (p<0,001) i krowiego (p<0,01). Jednakże wartości te był około 5-krotmie mniejsze niż w kontroli pozytywnej. Stosunek masy macicy/masy ciała (%) w grupie kontroli negatywnej wynosił 0,096%, grupach otrzymujących mleko zawierał się w zakresie 0,112% -0,153%, a kontroli pozytywnej – 0,493%. Wniosek. Uzyskane wyniki wskazują, że mleko dostępne w sprzedaży wykazuje aktywność biologiczną w teście wzrostu macicy. Aby uzyskać więcej informacji o potencjalnym ryzyku niezbędne są dalsze badania nad oceną aktywności estrogennej mleka z uwzględnieniem także przetworów mlecznych.

Słowa kluczowe

EN

public health; human exposure; estrogenic activity; commercial food; milk; immature animal; hamster; uterotrophic activity

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2017
• Tom: 68
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.303-307,ref.

Twórcy

autor

Radko L.

• Department of Pharmacology and Toxicology, National Veterinary Research Institute, Partyzantow 57, 24-100 Pulawy, Poland

autor

Minta M.

• Department of Pharmacology and Toxicology, National Veterinary Research Institute, Partyzantow 57, 24-100 Pulawy, Poland

autor

Stypula-Trebas S.

• Department of Pharmacology and Toxicology, National Veterinary Research Institute, Partyzantow 57, 24-100 Pulawy, Poland

Bibliografia

• 1. Arrebola J.P., Fernandez M. F., Molina-Molina J. M., Martin-Olmedo P., Exposito J., Olea N.: Predictors of the total effective xenoestrogen burden (TEXB) in human adipose tissue. A pilot study. Reprod Toxicol 2012;33(1):45-52. doi: 10.1016/j.reprotox.2011.10.015.
• 2. Behr M., Oehlmann J., Wagner M.: Estrogens in the daily diet: In vitro analysis indicates that estrogenic activity is omnipresent in foodstuff and infant formula. Food Chem Toxicol 2011;49(10):2681-2688. doi: 10.1016/j.fct.2011.07.039.
• 3. Charles G.D., Linscombe V.A., Tornesi B., Mattson J.L., Gollapudi B.B.: An in vitro screening paradigm for extracts of whole foods for detection of potential toxicants, Food Chem Toxicol 2002;40(10):1391-1402.doi.org/10.1016/S0278-6915(02)00085-6.
• 4. Coecke S., Ahr H., Blaauboer B.J., Bremer S., Castell J., Combes R., Corvi R., Crespi C.L., Cunningham M.L., Elaut G., Eletti B., Freidiq A., Gennari A., Ghersi-Egea J.F., Guillouzo A., Hartung T., Hoet P., Ingelman- Sundberg M., Munn S., Janssens W., Ladstetter B., Leahy D., Long A., Meneguz A., Monshouwer M., Morath S., Nagelkerke F., Pelkonen O., Ponti J., Prieto P., Richert L., Sabbioni E., Schaack B., Steiling W., Testai E., Vericat J.A., Worth A.: Metabolism: a bottleneck in in vitro toxicological test development. The report and recommendations of ECVAM workshop 54. Altern Lab Anim 2006;34(1):49-84.
• 5. Courant F., Antignac J.P., Maume D., Monteau F., Andre F., Le Bizec B.: Determination of naturally occurring oestrogens and androgens in retail samples of milk and eggs. Food Addit Contam 2007;24(12):1358-1366. doi: 10.1080/02652030701329637.
• 6. Cwiek-Ludwicka K., Ludwicki J.K: Endocrine disruptors in food contact materials; is there a health threat? Rocz Panstw Zakl Hig 2014;65(3):169-177.
• 7. Diamanti-Kandarakis E., Bourguignon J-P, GiudiceL.C., Hauser R., Prins G. S., Soto A.M., Zoeller R.T., Gore A.C.: Endocrine-Disrupting Chemicals: An Endocrine Society Scientific Statement. Endocr Rev 2009;30(4):293-342. doi: 10.1210/er.2009-0002.
• 8. Farke C., Rattenberger E., Roiger S.U., Meyer H.H.D.: Bovine colostrum: determination of naturally occurring steroid hormones by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). J Agric Food Chem 2011;59(4):1423–1427. doi: 10.1021/jf103751z.
• 9. Farlow D.W., Xu X., Veenstra T.D.: Quantitative measurement of endogenous estrogen metabolites, risk-factors for development of breast cancer, in commercial milk products by LC-MS/MS. J Chromatogr B 2009;877(13):1327-1334. doi: 10.1016/j.jchromb.2009.01.032.
• 10. Farlow D.W., Xu X., Veenstra T.D.: Comparison of estrone and 17β-estradiol levels in commercial goat and cow milk. J Dairy Sci 2015;95(4):1699-1708. doi: 10.3168/jds.2011-5072.
• 11. Furnari C., Maroun D., Gyawall S., Snyder B.W., Davis A.M.: Lack of biologically active estrogens in commercial cow milk. J Dairy Sci 2012;95(1):9-14. doi: 10.3168/jds.2011-4365.
• 12. Ganmaa D., Tezuka H., Enkhamaa D., Hoshi K., Sato A.: Commercial cow’s milk has estrogenic activity as revealed by the hypertrophic effects on the uteri of young ovariectomized rats and immature rats. Int J Cancer 2006;118(9):2363-2365. doi: 10.1002/ijc.21659.
• 13. Hartmann S., Lacorn M., Steinhart H.: Natural occurrence of steroid hormones in food. Food Chem 1998;62(1):7-20. doi.org/10.1016/S0308-8146(97)00150-7.
• 14. Hotchkiss A.K., Rider C.V., Blystone C.R., Wilson V.S., Hartig P.C., Ankley G.T., Foster P.M., Gray C.L.: Fifteen years after “Wingspread” – Environmental endocrine disrupters and human and wildlife health where we are today and where we need to go. Toxicol Sci 2008;105(2):235-259. doi: 10.1093/toxsci/kfn030.
• 15. Kang K.S., Kim H.S., Ryu D.Y., Che J.H., Lee Y.S.: Immature uterotrophic assay is more sensitive than ovariectomized uterotrophic assay for the detection of estrogenicity of p-nonylphenol in Sprague-Dawley rats. Toxicol Lett 2000;118(1-2):109–115. doi.org/10.1016/S0378-4274(00)00272-1.
• 16. LaKind J.S., Wilkins A.A., Berlin C.M.: Environmental chemicals in human milk: a review of levels, infant exposures and health, and guidance for future research. Toxicol Appl Pharmacol 2004;198(2):184-208. doi: 10.1016/j.taap.2003.08.021.
• 17. Malekinejad H., Scherpenisse P., Bergwerff A.A.: Naturally occurring estrogens in processed milk and in raw milk (from gestated cows). J Agric Food Chem 2006; 54(26):9785-9791. doi: 10.1021/jf061972e.
• 18. Marty M.S., O’Connor J.C.: Key learnings from the endocrine disruptor screening program (EDSP) Tier 1 Rodent uterotrophic and Hershberger assays. Birth Defects Res (Part B) 2014;101(1):63-69. doi: 10.1002/bdrb.21098.
• 19. Mendes J.J.A.: The endocrine disrupters: a major medical challenge. Food Chem Toxicol 2002;40(6);781-788. doi.org/10.1016/S0278-6915(02)00018-2.
• 20. Minta M., Radko L., Stypuła-Trębas S., Woźniak B., Żmudzki J.: Influence of dietary soy isoflavones on immature hamster uterotrophic and Hershberger assays. Bull Vet Inst Pulawy 2013;57(4):579-585. doi.org/10.2478/bvip-2013-0099.
• 21. Nielsen T.S., Nǿrgaad J.V., Purup S., Frette X.C. Bonefeld-Jǿrgensen E.C.: Estrogenic activity of bovine milk high or low in equol using immature mouse uterotrophic responses and an estrogen receptor transactivation assay. Cancer Epidemiol 2009;33(1):61-68. doi:10.1016/j.canep.2009.04.003.
• 22. Organization for Economic Co-operation and Development (OECD) Test Guideline 440 “Uterotrophic Bioassay in Rodents: a short-term screening test for oestrogenic properties”. 2007.
• 23. Padilla-Banks E., Jefferson W.N., Newbold R.R.: The immature mouse is a suitable model for detection of estrogenicity in the uterotrophic bioassay. Environ Health Perspect 2001;109(8):821-826.
• 24. Radko L., Minta M., Jasik A., Stypuła-Trębas S., Żmudzki J.: The usefulness of immature golden hamster (Mesocricetus auratus) as a model for uterotrophic assay. Bull Vet Inst Pulawy 2015;59(4):533-539. doi.org/10.1515/bvip-2015-0080.
• 25. Safe S.H.: Environmental and dietary estrogens and human health: is there a problem? Environ Health Persp 1995;103(4): 346-351.
• 26. Socas-Rodriguez B., Asensio-Ramos M., Hernandez-Borges J., Herrera-Herrera A.V., Rodriguez-Delgado M.A.: Chromatographic analysis of natural and synthetic estrogens in milk and dairy products. Trends Anal Chem 2013;44:58-77. doi.org/10.1016/j.trac.2012.10.013.
• 27. Stypuła-Trębas S., Minta M., Radko L., Żmudzki J.: Application of the yeast-based reporter gene bioassay for the assessment of estrogenic activity in cow’s milk from Poland. Environ Toxicol Pharmacol 2015;40(3):876-885. doi: 10.1016/j.etap.2015.09.022.
• 28. Tinwell H., Joiner R., Pate I., Soames A., Foster J., Ashby J.: Uterotrophic activity of bisphenol A in the immature mouse. Regul Toxicol Pharmacol 2000;32(1):118-126. doi: 10.1006/rtph.2000.1412.
• 29. vom Saal F.S., Richter C.A., Ruhlen R.R., Nagel S.C., Timms B.G., Welshons W.V.: The importance of appropriate controls, animal feed, and animal models in interpreting results from low-dose studies of bisphenol A. Birth Defects Res (Part A) 2005;73(3): 140-145. doi: 10.1002/bdra.20120.
• 30. Wagner M., Oehlmann J.: Endocrine disruptors in bottled mineral water: total estrogenic burden and migration from plastic bottles. Environ Sci Pollut Res 2009;16(3) :278–286. doi: 10.1007/s11356-009-0107-7.
• 31. Zhou H., Qin L.Q., Ma D.F., Wang Y., Wang P.Y.: Uterotrophic effects of cow milk in immature ovariectomised Sprague-Dawley rats. Environ Health Prev Med 2010;15(3):162-168. doi: 10.1007/s12199-009-0123-8.