Einführung
Die emittierten Verbindungen von Industrie, Transport und Baumaterialien können auf die Atemwege von Menschen und anderen Organismen wirken. In der Forchungsliteratur existiert ein Informations Defizit in Bezug auf die Wirkung von flüchtigen organischen Verbindungen (Volatile Organic Compounds - VOCs) auf den Menschen und die Umwelt. Besonders mangelt es an Informationen über die Verbindungen, die von Baumaterialen und Möbeln emittiert werden. Dasselbe betrifft die Umwelt. Die toxische Wirkung auf Boden und Wasser kann in Ökotests (zB. Ostracodtoxkit, Phytotoxkit, Daphtoxkit) geprüft sein. Leider sind diese Toxizitätsstudien nur für wässrige Lösungen und chemische Verbindungen, die im Boden adsorbiert werden, beschrieben. Heutzutage sind keine kommerziellen Toxizitätstests für die Abschätzung der Giftigkeit von zumeist lipophilen flüchtigen organischen Verbindungen verfügbar. Zur experimentellen Bewertung des Einflusses von flüchtigen organischen Verbindungen auf die Atemwege können Air-Liquid-Interface (ALI) Zellkulturen und Lungenzelllinien (wie Atemwege Modell) angewendet werden. In den ALI Systemen werden Zellkulturen unter Bedingungen exponiert, die denen der Atemwege in vivo ähnlich sind. Die ALI Systeme ermöglichen, dass die Zellen basal mit dem Nährmedium versorgt werden und mit der Gasphase von der apikalen Seite in Kontakt stehen.

Ziel
Das Hauptziel ist den Einfluss flüchtiger organischer Verbindungen auf den Menschen und die Umwelt mit Hilfe des ALI Systems und den Lungenzelllinien zu erforschen.

Methoden
Die Lungenzellen (A549 Zelllinie) wurden mit den flüchtigen organischen Verbindungen im ALI P.R.I.T.®ExpoCube® System exponiert. Nach der Exposition wurde die Toxizität der Verbindungen gemessen (die Aktivität der Mitochondrien, Schädigung der Membranen, Glutathion, IL-8).

Ergebnisse
Expositionen mit den flüchtigen organischen Verbindungen zeigen, dass Formaldehyde und Tertbutyl-Hydroxy-Peroxid die mitochondriale Aktivität verringert. Diese Verbindungen können auch in hohen Konzentrationen die Zellen töten.

Fazit
Die Literaturstudie zeigen, dass das Zellmodell der Lunge bei Umwelt bedingtem Stress viele Störungen in den Zellfunktionen aufweisen kann. Der Nachweis einer schädlichen Wirkung von flüchtigen organischen Verbindungen auf die Zellen kann mit anderen Tests zur biologischen Aktivität zB. (LDH, TBARS Test etc.) erfolgen.
Die genannten Tests werden universell für viele Zellen auch aus verschiedenen Organismen angewandt. ALI Systemen können ein gutes Instrument für die Abschätzung des Einflusses von flüchtigen organischen Verbindungen auf die Atmungsorgane sein. Sie können den ersten Schritt in Richtung neuer biologischer Tests für die Umwelttoxizität von Gasen sein.