Entwicklung verhaltensphysiologischer Methoden als nicht-invasive Biomarker zur Detektion endokrin wirksamer Umweltstoffe

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Frauke Hoffmann

Über die Nahrungskette, Luft und Wasser, ebenso wie bei der fötalen Entwicklung, sind Menschen und Tiere vielen natürlichen, sowie anthropogenen Substanzen ausgesetzt, die mit dem endokrinen System interagieren können (Lintelmann et al. 2003). Solche Substanzen werden endokrine Disruptoren (ED) genannt. ED werden als exogene Substanzen definiert, die sich nachteilig auf die Gesundheit eines intakten Organismus oder die seiner Nachkommen auswirken, da sie endokrine Funktionen modulierend beeinflussen können (European Workshop on the Impact of Endocrine Disruptors on Human Health and Wildlife, 1996). Zu den ED gehören natürliche Stoffe wie Phytoöstrogene (Miksicek 1993), aber auch pharmazeutische und industrielle Produkte, die auf unterschiedlichen Wegen in die Umwelt gelangen können (Chia 2000). Gerade das aquatische System stellt eine Senke für antropogene Stoffe, z.B. durch Kläranlagenausläufe oder andere gewässerverschmutzende Abwässer dar. ED wirken auf das Wachstum und die Entwicklung von Organismen, können jedoch auch einen karzinogenen Einfluss ausüben. Vor allem ihre adverse Wirkung auf die Reproduktion ist von Bedeutung. Diese Effekte wurden weltweit bei Säugern, Vögeln, Reptilien, Fischen, Amphibien und Mollusken, vor allem in aquatischen Ökosystemen beobachtet (CSTEE Report 1999) und waren meist mit einer drastischen Dezimierung der jeweiligen Population verbunden (Houlahan et al. 2000; Stuart et al. 2004; Kloas et al. 2006; IPCS Report 2008). Die eingesetzten molekularbiologischen und biochemischen Testverfahren um die Wirkungen von ED nachzuweisen, erfordern das Töten der Versuchstiere. Dementsprechend sollen im Rahmen dieses Projektes nicht-invasive Testverfahren (Biomarker) für die Detektion von ED entwickelt werden. Hierfür wird von mir untersucht, ob das Reproduktionsverhalten von südafrikanischen Krallenfröschen durch kurzzeitige Expositionen gegenüber verschiedenen ED beeinflusst wird. Um die Validität und Sensitivität der neuen Methoden sicherzustellen, werden zu Vergleichszwecken, aber auch zur Ergänzung, die derzeit bekannten invasiven, molekularbiologischen und biochemischen Biomarker herangezogen. Bisherige Ergebnisse zeigen, dass das Reproduktionsverhalten durch östrogene, (anti)androgene und gestagene ED stark beeinflusst wird. Diese Effekte traten schon bei Konzentrationen auf, die als umweltrelevant angesehen werden müssen (bis zu 0,3ng/l). Bei derartigen Konzentrationen versagen die bisher eingesetzten invasiven Biomarker.

Förderzeitraum:
01.04.2009 - 31.03.2012

Institut:
Humboldt-Universität zu Berlin
Humboldt-Universität zu Berlin

Betreuer:
Prof. Dr. Werner Kloas

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