Das Projekt "Fate of 17-ethinylestradiol in the aqueous environment and the associated effects on organisms" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Introduction: In aquatic systems, the bioavailability of a compound is dependent on numerous factors such as partitioning between water, different organisms and solids, biotransformation and food web transfer. This project dealt with the fate of an important environmental xeno-estrogen, 17-ethinylestradiol (EE2), in the aquatic environment. Therefore, the kinetics of EE2 in indicator species representing the different trophic levels of an ecosystem were assessed. As primary producers, green algae (Desmodesmus suspicatus) were selected. The water flea Daphnia magna and larvae of the midge Chironomus riparius were introduced as primary consumers of the water phase and the sediment, respectively. Finally, water as well as dietary uptake of EE2 were investigated in a target species and secondary consumer: zebrafish (Danio rerio). Methodology: In a first series of experiments, uptake of 14C-labelled EE2 (14C-EE2) from the water phase and elimination by the different organisms were investigated over time. In a second test series, both primary consumers were fed 14C-EE2 spiked algae in order to study bioaccumulation. Uptake of 14C-EE2 by chironomid larvae after water and sediment spiking was compared, including sediments of different composition. In a third series of experiments, male fish were short term (48 h) exposed to 14C-EE2 through different routes: by water exposure (WE) and by dietary exposure (DE) via both contaminated daphnids and chironomid larvae. Distribution of 14C-EE2 in the fish was studied by measuring the amount of radioactivity (RA) in the different fish tissues. Additionally, the effect of EE2 on the vitellogenin (Vtg) induction in male fish was compared after WE and DE in a long term (14 d) experiment. The RA in liquid samples was quantified by means of liquid scintillation counting (LSC). Solid samples were subjected to combustion in a biological oxidiser, trapping (14)CO2, measured with LSC. Water and organism extracts were analysed by means of HPLC with a radiodetector, except for algae extracts that were subjected to TLC. Metabolites were identified with GC-MS, high resolution LC-MS and enzymatic hydrolysis followed by HPLC with radiodetection. Metabolites, detected in the water phase, were tested for estrogenic activity by means of YES and ER-CALUX assays. Results: Accumulation and effects: Of the four organisms mentioned above, bioconcentration of 14C-EE2 was highest in the algae. Whereas the growth rate of D. subspicatus was significantly affected at high EE2 concentrations compared to unexposed algae, EE2 had no acute effects on D. magna and C. riparius. Daphnids showed a higher bioaccumulation potential after exposure via spiked algae. For chironomids, water exposure was the predominant uptake route. The presence of sediment lowered the bioavailability of 14C-EE2 to the larvae after both water and sediment spiking. Nevertheless, uptake was higher when the nutritional quality of the sediment was better. Etc.
Das Projekt "Mechanistische Modellierung des Krebsgeschehens im Südural" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) - Institut für Strahlenschutz (ISS) durchgeführt. Die Kohorten der Techafluss-Anwohner und der Majak-Arbeiter aus dem Gebiet des Südurals bieten die Möglichkeit, das Strahlenrisiko durch chronische externe Strahlenexposition und durch chronische Exposition durch inkorporiertes Plutonium zu untersuchen. Die Techafluss-Anwohner wurden Anfang der 50er Jahre durch flüssige Ableitungen aus der Produktion von Plutonium exponiert, während die Arbeiter der Majak Plutoniumproduktionsstätte bei ihrer Arbeit durch Inhalation von Plutonium und externer Strahlung exponiert wurden. Für jedes Mitglied der Kohorten konnte die Strahlenbelastung rekonstruiert werden. In diesem Projekt wurden Analysen sowohl mit biologisch motivierten Krebsentstehungsmodellen mit klonaler Expansion (two-stage clonal expansion, TSCE-Modelle) als auch mit empirischen Modellen durchgeführt, wobei die TSCE-Modelle eine bessere Beschreibung der Daten als die empirischen Modelle lieferten. Strahlenbiologische Effekte wie genomische Instabilität und Bystander-Effekt wurden in die TSCE-Modelle integriert. Drei-Stufen-Modelle, die eine verbesserte Zuordnung der Modellstufen an die Pathogenese erlauben, wurden entwickelt und angewandt. In der Techafluss-Kohorte wurden sowohl das zentrale Strahlenrisiko als auch der Zusammenhang zwischen Inzidenz- und Mortalitätsrisiko und das Verhalten des Risikos mit dem erreichten Alter und dem Alter bei Exposition untersucht. Analysen mit verschiedenen Modellen ergaben, dass sich das im Vergleich zu den Atombombenüberlebenden höhere zusätzliche relative Risiko nicht durch Modellunsicherheiten erklären lässt. TSCE-Modelle mit genomischer Instabilität führten zu der besten Beschreibung des Strahlenrisikos. Für die Majakarbeiter wurde das Lungenkrebsrisiko, basierend auf dem neuen Dosimetriesystem Doses 2005, durch interne Plutoniumexposition und externe Strahlung analysiert. Das zusätzliche relative Risiko bei externer Exposition stimmte gut mit dem für die männlichen Atombombenüberlebenden überein. Es wurde eine biologische Wirksamkeit von Plutonium von 10 (95 Prozent CI 5, 31) festgestellt, die mit dem von der ICRP empfohlenen Wert von 20 konsistent ist. Erstmals wurde ein Krebsentstehungsmodell mit Bystander-Effekt identifiziert, das nicht aus Gründen der Güte des Fits ausgeschlossen werden konnte.
Das Projekt "Contaminant mixtures and human reproductive health - novel strategies for health impact and risk assessment of endocrine disrupters (CONTAMED)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brunel University London, Institute for the Environment durchgeführt. Objective: Disruption of hormonal signalling in fetal life can irreversibly affect human development and reproductive health at a later age. Of considerable concern in Europe is a decline in male semen quality and a high prevalence of congenital malformations and hormone-dependent cancers. Although it appears plausible that environmental chemicals with endocrine activity may be involved in the causation of these disorders, there is no evidence for adverse effects of individual substances at relevant human exposure levels. However, there are indications that combinations of chemicals play a cumulative role. CONTAMED aims to explore the hypothesis that combined exposure to endocrine disrupting chemicals in fetal life may lead to adverse delayed impacts on human reproductive health. To achieve this goal, CONTAMED will combine epidemiological approaches with laboratory science. The work plan for CONTAMED is organised in three major strands focusing on human studies, animal models and in vitro assays including metabolomics.