Hvordan påvirker kemiske stoffer vores lunger? Forsker Jorid Birkelund Sørli

Allerede som niårig var Jorid Birkelund Sørli i gang med at udforske naturvidenskaben. På det lokale bibliotek lånte hun bøger om forsøg, man selv kan foretage derhjemme. I en lille bygd i Norge et godt stykke nord for polarcirklen og cirka 100 kilometer fra Tromsø fulgte hun bogens instruktioner og hældte vand og olie sammen i en skål og undrede sig over, hvorfor det ikke blandede sig sammen, og hvorfor det så gjorde, når hun tilsatte sæbe.  

I dag er det ikke vand, olie og sæbe, Jorid Birkelund Sørli gennemfører forsøg med, men en kunstig lunge i laboratorium 2.23 på Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø, NFA. For det blotte øje ligner lungen mere en masse ledninger, nogle glaskolber, en plastboks og et kamera, men apparatet er avanceret og efterligner meget præcist vores vejrtrækning. Med den kunstige lunge måler Jorid Birkelund Sørli, om et kemisk stof eller produkt er farligt at indånde og fører til akutte reaktioner som hoste og åndenød. Hun tester også, om den kunstige lunge kan forudsige giftigheden af produkter og kemikalier lige så godt som eller bedre, end hvis de bliver testet på forsøgsdyr. Som det er nu, bliver kemikalier nemlig i høj grad testet på mus og rotter.

– I bund og grund er det uetisk, men det er også virkelig dyrt og besværligt. Og fordi det er så dyrt, tester vi utrolig få af de stoffer, vi omgiver os med. Prisen sætter simpelthen en begrænsning på, hvor mange stoffer vi kan teste, og det er et problem, for vi kan blive syge af at indånde farlige kemiske stoffer, siger biolog og seniorforsker på NFA Jorid Birkelund Sørli. Hun håber derfor, at hendes forskning kan bidrage til at finde en alternativ metode til dyreforsøg, så flere stoffer på sigt kan blive testet:

– Hvis vi vidste mere om, hvilke stoffer der gør os syge, kunne vi undgå de stoffer og dermed få et mere sikkert kemisk arbejdsmiljø. I virkeligheden er den største udfordring i forhold til at forebygge, at farlige kemiske stoffer havner i lungerne, at vi ikke tester mere. Der findes millioner af kemiske stoffer, og vi har kun grænseværdier i arbejdsmiljøet for 670 stoffer, siger hun.

Svært at lave kunstige lunger

Jorid Birkelund Sørli har testet omkring 100 stoffer og produkter. Mange af dem er sprayprodukter for eksempel til imprægnering eller rengøring, eller det er pesticider til landbruget eller rense- og smøremidler til motorbranchen. Eller stoffer i ny medicin til lungepatienter, som skal testes, før det kommer på markedet.

– Kommer produkterne op i luften, kan vi indånde dem, og bittesmå partikler kan havne dybt nede i lungerne. Derfor er sprayprodukter særlig slemme, siger Jorid Birkelund Sørli. Til hud og øjne er der allerede udviklet gode alternativer til dyreforsøg, og forsøg på dyr er nu forbudt i kosmetikindustrien. Men når det kommer til lungerne, er det mere kompliceret, og der findes ikke alternative metoder:

– Lungerne er meget mere komplicerede at genskabe end for eksempel hud. Der kan du smøre kemikalier på hudceller i en petriskål. Men lungerne er svære at efterligne, fordi de bevæger sig hele tiden, når vi trækker vejret. Desuden afhænger forholdene i lungerne meget af, hvor i lungen man kigger, siger Jorid Birkelund Sørli. Hendes forskning har blandt andet ført til, at nogle imprægneringsprodukter ikke må sælges til private, fordi de kan føre til akutte lungeskader.

– Jeg har et tæt samarbejde med Miljøstyrelsen, som også finansierer noget af min forskning. Det var Miljøstyrelsen, som gik ind i sagen og gik til EU’s kemikalieagentur, der forbød produkterne, fortæller hun. I dag er de stoffer, som bliver testet på dyr, de stoffer, som bliver solgt i store mængder.  

– Man tester det rene stof. Men når man blander et stof med et andet, kan stoffet blive mere giftigt end i den rene form. Så det er vigtigt, at vi også begynder at teste produkter og ikke bare rene stoffer, siger hun.

Et giga benarbejde

Bag Jorid Birkelund Sørlis arbejde ligger et stort benarbejde, millioner af sort-hvide fotos af dråber og udregninger af overfladespændinger. Den kunstige lunge efterligner nemlig den proces, der sker dybt nede i lungerne i de såkaldte lungeblærer eller alveoler, som de også hedder. Lungeblærerne ligner små balloner, og hver af dem er beklædt med et tyndt lag væske, der regulerer overfladespændingen og sørger for, at lungerne ikke klapper sammen.

I hver lunge er der cirka 300 millioner lungeblærer, og der er nok at holde styr på for lungevæsken eller den såkaldte lungesurfaktant. For lungernes overfladeareal er på størrelse med en tennisbane. En tennisbane, som ikke må falde sammen. Klapper lungeblærerne sammen, får man svært ved at trække vejret, og man begynder at hoste og får trykken for brystet. Det er netop de akutte reaktioner som hoste og åndedrætsbesvær, Jorid Birkelund Sørli måler. For de kan føre mere med sig:  

– Har man mange akutte gener hver dag i en længere periode, kan det føre til lungesygdomme som astma, KOL, fibrose eller kræft i lungerne, siger hun. I laboratorium 2.23 fungerer den kunstige lunge ved, at en dråbe lungesurfaktant bliver større og mindre, mens den bliver udsat for testkemikaliet. For ligesom i vores lunger bliver en dråbe lungesurfaktant nemlig større i den kunstige lunge, når den trækker vejret ind, og mindre, når den ånder ud. Det ændrer overfladespændingen.

En overfladespænding, som surfaktanten regulerer, og som er afgørende for at holde lungen udfoldet. Ved at analysere dråbens overfladespænding kan Jorid Birkelund Sørli teste, om et kemisk stof påvirker lungesurfaktantens funktion, og om stoffet dermed vil føre til hoste og besvær med at trække vejret, hvis vi indånder det. Analysearbejdet foregår foran computeren. Et kamera tager fem sort-hvide fotos af dråben i sekundet i den kunstige lunge. Bagefter regner et computerprogram overfladespændingen ud på baggrund af fotoet, som Jorid Birkelund Sørli kigger på:

– Med mange forsøg på typisk ti minutter gennem de seneste ti år er det blevet til virkelig meget analysearbejde. Jeg har analyseret millioner af fotos.

Men Jorid Birkelund Sørli stopper ikke ved analysen. Resultaterne fra forsøgene har hun kædet sammen med andres studier i en såkaldt ’Adverse Outcome Pathway’, AOP. Det er en model, der trin for trin beskriver, hvad der sker i kroppen, når vi bliver udsat for giftige kemiske stoffer eller produkter. Modellen bliver brugt af den vestlige verdens økonomiske samarbejdsorganisation, OECD, og den bliver brugt blandt andet i EU’s kemikalieagentur til at vurdere farligheden af kemiske stoffer.

Giftige produkter i bagagen

Den kunstige lunge, som Jorid Birkelund Sørli bruger i sine forsøg, er købt på Hawaii. Ikke over nettet eller engros, men af Jorid Birkelund Sørli selv. Hun tog nemlig til Hawaii og testede apparatet:

– Jeg ville være helt sikker på, at apparatet var det rigtige for mig. Med i den sorte kuffert var ikke bare en solcreme, en bog og en kasket, men også en række forskellige imprægneringsprodukter, som man ved er giftige.

– Fordi de er giftige, vidste jeg, hvad resultatet af forsøget skulle være. Apparatet virkede, så jeg købte det, siger Jorid Birkelund Sørli. Dog manglede der et eksponeringskammer, så hun kan tilføre de stoffer, hun vil. Det udviklede hun selv.

– Eksponeringskammeret er nok en af mine største bedrifter sammen med udviklingen af AOP’en. Det betyder nemlig, at jeg har et apparat, der fungerer, og at resultaterne er tilgængelige for dem, som står for regulering af kemikalier i arbejdsmiljøet, siger hun.  

At teste et stof ved dyreforsøg koster ifølge Jorid Birkelund Sørli minimum 500.000 kroner og varer typisk et års tid. Med den kunstige lunge kan hun teste for påvirkningen af lungesurfaktanten på to uger for et par hundrede kroner. Men metoden dækker kun en del af det, der sker i lungerne, når vi indånder et kemisk stof eller produkt. Og derfor skal der flere typer test til:

– Vil man teste, om et stof kan give astma, skal man undersøge, om det påvirker immunsystemet. Er det kræft, man vil undersøge for, kigger man på, om det påvirker DNA’et i cellerne. Ved fibrose er det betændelsestilstande i lungerne, man kigger efter. Derfor kræver det, at man har metoder, der kan genskabe alle de her forskellige sygdomme i lungerne, hvis man skal erstatte dyreforsøg. Min metode er et skridt på vejen, forklarer Jorid Birkelund Sørli.

Derfor er det også svært at sige, hvad det præcis vil koste at teste et stof ved hjælp af andre metoder end dyreforsøg:

– Vi er ikke nået dertil endnu, men det vil med meget høj sandsynlighed være billigere og tage kortere tid, siger Jorid Birkelund Sørli. Hun drømmer om at sammensætte det batteri af test, der gør, at man ikke længere behøver at teste på dyr, når man undersøger, hvordan et stof påvirker lungerne:

– Det er mit drømmeforskningsprojekt.  

Brug for bedre mærkning

Hjemme i privaten på Vesterbro i København holder Jorid Birkelund Sørli også godt styr på de kemiske stoffer. Parfume er no go, for det er helt unødvendigt at udsætte børnene og sig selv for, synes hun. Hun kommer heller aldrig til at imprægnere møbler:

– Jeg har simpelthen set for mange beskrivelser af folk, der er blevet syge af det. Men det er svært at undgå sprayprodukter fuldstændig, synes hun, selvom hun ikke er begejstret for dem.

Skal hun en sjælden gang imprægnere børnenes sko, sker det udendørs og så hurtigt som muligt. Og hun sprayer altid ned i en klud for at undgå, at sprayproduktet kommer op i luften og ned i lungerne. I supermarkedet forsøger hun også at undgå farlige produkter, men det er svært. Både fordi vi mangler viden om mange kemikalier, og fordi mange nødvendige produkter er potentielt farlige. Men også fordi der mangler information på produkterne:

– Som forbruger er det rigtig svært at finde rundt i. Vi har brug for en bedre mærkning. For som det er nu, er det kun de produkter, som vi ved er testet farlige, der er mærket. Har et produkt ikke noget mærke, ved vi som forbrugere ikke, om det er, fordi produktet ikke er testet, eller om det er, fordi det er testet og er ufarligt. Det gør det svært at beskytte sig selv som forbruger, siger Jorid Birkelund Sørli.

Er et produkt testet og er farligt, har det for eksempel mærkatet ’sundhedsskadelig’ eller ’ætsende’ eller et mærkat med et udråbstegn. Det advarer om, at produktet er farligt for eksempel for øjnene eller farligt at få på huden.