Amphibien als Modell zum Nachweis endokrin wirksamer Stoffe (endocrine disruptors) mit Wirkungen auf die Reproduktionsbiologie

Description: Umweltrelevante Stoffe können mit den endokrinen Systemen von Tier und Mensch interagieren. Diese endokrin wirksamen Substanzen, auch 'endocrine disruptors (ED) genannt, beeinflussen hauptsächlich die Reproduktionsbiologie und das Schilddrüsensystem. Die klassischen Tiermodelle für diese endokrinen Systeme finden sich bei den Amphibien, die deshalb auch als sensitive Versuchsmodelle für den Nachweis der verschiedenen Wirkmechanismen (MOA) der ED dienen können. Amphibien werden gegenwärtig hinsichtlich ihrer Eignung, sowohl (anti)estrogene wie auch (anti)androgene MOA auf die Reproduktionsbiologie zu detektieren, geprüft. Die Reproduktionsbiologie kann auf verschiedenen endokrinen Ebenen gestört werden, wobei Einflüsse auf negative Feed-back-Mechanismen und die Konzentrationen der Sexsteroide, Androgene und Estrogene, zu Änderungen in der Genexpression spezifischer Biomarker führen. Zur Bestimmung aller 4 prinzipiell möglichen MOA der ED auf die Reproduktionsbiologie wurden adulte Xenopus laevis beiderlei Geschlechts in vivo exponiert mit dem Estrogen Ethinylestradiol (EE2), dem Antiestrogen Tamoxifen (TAM), dem Androgen Methyldihydrotestosteron (MDHT) und dem Antiandrogen Flutamide (FLU). Die Exposition mit diesen ED erfolgte bei einer Konzentration von 10-8 M über 4 Wochen und parallel dazu mit Wasser des anthropogen belasteten Flusses Lambro (Italien). Die Feed-back- Mechanismen der die Reproduktion regulierenden Hypothalamus- Hypophysen-Achse wurde untersucht anhand der Änderungen der Genexpression des Gonadotropin releasing Hormons (GnRH), des luteinisierenden Hormons (LH beta) und des Follikel stimulierenden Hormons (FSHß) im Gehirn und der Hypophyse mittels semi-quantitativer RT-PCR. Die Expression von LHß war in Männchen höher als in Weibchen, während für FSH beta und GnRH keine geschlechtsspezifischen Unterschiede festzustellen waren. EE2 and MDHT verminderten die LH alpha-mRNAExpression im Gehirn männlicher X. laevis, während in Weibchen nur EE2 die LH alpha-mRNA reduzierte. TAM steigerte LH alpha-mRNA und FSH alpha-mRNA in weiblichen X. laevis, während keinerlei andere Behandlung die FSH alpha- mRNA-Expression veränderte. Die GnRH-Expression wurde nicht beeinflußt und die Exposition mit Wasser des Lambro zeigte keinerlei signifikanten Effekt.

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Tags: Fluss ? Biomarker ? Amphibien ? Tracer ? Italien ? Schilddrüse ? Geschlechtshormon ? Östrogen wirksame Substanz ? Drüse ? Fortpflanzung ? Hormon ? Hormonsystem ? Endokrin aktive Substanz ? Lebewesen ? Endocrine disrupters ? Genexpression ? In-Vivo ? PCR-Technik ? RNA ? Reproductive biology ? Xenopus laevis ?

Region: Berlin

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei im Forschungsverbund Berlin e. V. (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2005-01-01 - 2007-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Amphibians as model for the study of endocrine disruptors affecting reproductive biology
  Description: Environmental compounds can interfere with endocrine systems of wildlife and humans. These so called endocrine disruptors (ED) are known to affect mainly reproductive biology and thyroid system. The classical model species for these endocrine systems are amphibians and therefore they can serve as sentinels for detection of the modes of action (MOA) of ED. Recently, amphibians are becoming reviewed as suitable models to assess (anti)estrogenic and (anti)androgenic MOA of ED influencing reproductive biology. The endocrine system regulating reproductive biology can be disrupted at several levels including negative feed-back mechanisms and concentrations of the sex steroids, androgens and estrogens, leading to altered gene expression specific biomarkers. In order to assess the potential impact of all 4 principle MOA of ED on reproductive biology, adult Xenopus laevis of both sexes were exposed in vivo to ethinylestradiol (EE2), tamoxifen (TAM), methylydihydrotestosterone (MDHT) and flutamide (FLU) as (anti)estrogenic and (anti)androgenic compounds, respectively, in a four week exposure at a concentration of 10-8M and to Lambro river water, a polluted river from Italy. Feed-back mechanisms on the hypothalamuspituitary- gonad axis, regulating reproduction, were investigated by determining their potential impact on gene expression of gonadotropin releasing hormone (GnRH), luteinizing hormone (LH alpha) and folliclestimulating hormone (FSH alpha) in brain and pituitary using semi-quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Concerning feedback mechanisms, males had always higher LH alpha mRNA levels compared to females, while the mRNA expression of FSH alpha and GnRH did not differ between both sexes. EE2 and MDHT treatment decreased LH alpha mRNA expression in the brain of male X. laevis, while only EE2 but not MDHT reduced LH alpha mRNA in females. TAM increased LH alpha mRNA and FSH alpha mRNA expression in female X. laevis while none of the other treatments showed any effect on FSH alpha mRNA expression. GnRH expression was not changed by any treatment and exposure of X. laevis to Lambro river water caused no significant effect on any of the genes examined. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1014472

Status

Aktiv

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