StSP Chemikalienbewertung: Effekte von Umweltschadstoffen auf das Riechsystem des Zebrab\u00e4rblings<\/p>\n
Fische sind in hohem Ma\u00dfe von ihrem Geruchssinn abh\u00e4ngig, da \u00fcber ihn essenzielle Verhaltensweisenvermittelt werden. Das olfaktorische Epithel (OE), welches die f\u00fcr die Detektion von Geruchsstoffenverantwortlichen Riechneurone enth\u00e4lt, befindet sich in Riechgruben auf der dorsalen Seite des Kopfes.Dabei steht das OE in nahezu direktem Kontakt mit dem Umgebungswasser, wodurch es sowohl mitGeruchsstoffen als auch gel\u00f6sten Schadstoffe leicht in Kontakt kommen kann. In den letzten Jahrzehntenzeigten immer mehr Studien auf, dass zahlreiche Stoffe, darunter Metalle und Pestizide, in der Lage sinddas\u00a0 Riechsystem\u00a0 in\u00a0 umweltrelevanten\u00a0 Konzentrationen\u00a0 zu\u00a0 sch\u00e4digen\u00a0 und\u00a0 dadurch\u00a0 wesentlicheVerhaltensweisen zu beeintr\u00e4chtigen. Die zugrundeliegenden Mechanismen dieser Effekte sind jedochnoch\u00a0 weitgehend\u00a0 unbekannt\u00a0 und\u00a0 trotz\u00a0 der\u00a0 zentralen\u00a0 Bedeutung\u00a0 des\u00a0 Geruchssinns\u00a0 f\u00fcr\u00a0 Fische\u00a0 findenolfaktorische Endpunkte bisher keine Ber\u00fccksichtigung in der Risikobewertung von Chemikalien. \u00a0Ziel dieser Dissertation war es, den Einfluss dreier h\u00e4ufig verwendeter Pestizide (Chlorpyrifos, Linuronund\u00a0 Permethrin)\u00a0 sowie\u00a0 Cadmiums\u00a0 (Cd)\u00a0 auf\u00a0 das\u00a0 Riechsystem\u00a0 des\u00a0 Zebrab\u00e4rblings\u00a0 (Danio\u00a0 rerio)\u00a0 zuuntersuchen.\u00a0 Hierbei\u00a0 sollte\u00a0 ein\u00a0 Beitrag\u00a0 zur\u00a0 Etablierung\u00a0 des\u00a0 Zebrab\u00e4rblings\u00a0 als\u00a0 Modell\u00a0 f\u00fcr\u00a0 dieUntersuchung der olfaktorischen Toxizit\u00e4t geleistet werden. Um das Verst\u00e4ndnis der zugrundeliegendentoxischen Wirkungsweisen einer Riechst\u00f6rung zu erweitern, wurde der Einfluss von Schadstoffen aufdas Riechsystem auf verschiedenen biologischen Organisationsebenen untersucht. Mittels quantitativerreal-time\u00a0 Polymerasekettenreaktion\u00a0 wurde\u00a0 gezeigt,\u00a0 dass\u00a0 Cd,\u00a0 Chlorpyrifos\u00a0 und\u00a0 Permethrin\u00a0 aufunterschiedliche\u00a0 Weise\u00a0 die\u00a0 Expression\u00a0 olfaktorischer\u00a0 Markergenen\u00a0 im\u00a0 OE\u00a0 beeinflussen.\u00a0 Weiterhininduzierten\u00a0 Chlorpyrifos\u00a0 und\u00a0 Cd\u00a0 mit\u00a0 Stress\u00a0 assoziierte\u00a0 Gene\u00a0 im\u00a0 OE,\u00a0 w\u00e4hrend\u00a0 lediglich\u00a0 Cd\u00a0 derenExpression\u00a0 im\u00a0 Riechkolben\u00a0 steigerte.\u00a0 Die\u00a0 Analyse\u00a0 von\u00a0 Botenstoffen\u00a0 mit\u00a0 zentraler\u00a0 Rolle\u00a0 in\u00a0 derolfaktorischen\u00a0 Signaltransduktion\u00a0 ergab,\u00a0 dass\u00a0 Linuron\u00a0 die\u00a0 Konzentration\u00a0 von\u00a0 cyclischemAdenosinmonophosphat\u00a0 (cAMP)\u00a0 im\u00a0 OE\u00a0 verringerte.\u00a0 Die\u00a0 Auswirkung\u00a0 von\u00a0 Xenobiotika\u00a0 auf\u00a0 dieriechvermittelte\u00a0 Hormonantwort\u00a0 m\u00e4nnlicher\u00a0 Zebrab\u00e4rblinge\u00a0 auf\u00a0 das\u00a0 Pheromon\u00a0 Prostaglandin\u00a0 F2\u03b1(PGF2\u03b1) wurde anhand des Plasmaspiegels von 11-Ketotestosteron (11-KT) bestimmt. W\u00e4hrend sich imHinblick auf die Pestizide kein signifikanter Einfluss zeigte, wurde in zuvor mit Cd belasteten M\u00e4nncheneine sinkende Tendenz der 11-KT Konzentration festgestellt. Die Untersuchung der Schreckreaktion imAnschluss an die\u00a0 Belastung gegen\u00fcber\u00a0 dem\u00a0 jeweiligen\u00a0 Schadstoff\u00a0 ergab,\u00a0 dass Cd\u00a0 und\u00a0 Chlorpyrifosdieses\u00a0 essenzielle\u00a0 Verhalten\u00a0 signifikant\u00a0 beeintr\u00e4chtigten.\u00a0 W\u00e4hrend\u00a0 es\u00a0 in\u00a0 zuvor\u00a0 mit\u00a0 Chlorpyrifosbelasteten Fischen nach 48 h Erholung wiederhergestellt war, war dies in gegen\u00fcber Cd exponiertenTieren nicht der Fall. Die Eignung der fr\u00fchen Lebensstadien des Zebrab\u00e4rblings als Alternativmodellef\u00fcr\u00a0 die\u00a0 Studie\u00a0 der\u00a0 olfaktorischen\u00a0 Toxizit\u00e4t\u00a0 wurde\u00a0 anhand\u00a0 der\u00a0 schadstoffbedingten\u00a0 Effekte\u00a0 auf\u00a0 dieExpression\u00a0 olfaktorischer\u00a0 Markergene,\u00a0 den\u00a0 Zelltod\u00a0 in\u00a0 der\u00a0 Riechplakode\u00a0 sowie\u00a0 die\u00a0 riechvermittelteSchwimmaktivit\u00e4t beurteilt. Dabei wurden keinerlei signifikanten Ver\u00e4nderungen detektiert. Da bekanntist, dass sich die Wasserchemie erheblichen auf die akute Toxizit\u00e4t von Metallen auswirkt, wurde ihrEinfluss auf die durch Cd induzierte Inhibierung des Riechsystems \u00fcberpr\u00fcft. Dabei wurde ersichtlich,dass die Wasserh\u00e4rte, der pH und gel\u00f6ster Kohlenstoff diese ma\u00dfgeblich beeinflussen.Die in dieser Doktorarbeit vorgestellte Forschung zeigte, dass Chlorpyrifos und Cd die Schreckreaktion,ein f\u00fcr Fische \u00fcberlebenswichtiges Verhalten, st\u00f6ren. Die Ergebnisse der Genexpressionsstudie bekr\u00e4fti-gen die Annahme, dass Cd in das OE und den Riechkolben aufgenommen wird und dort oxidativenStress verursacht. Dahingegen scheint letzterer kein vorherrschender Faktor bei der von Chlorpyrifosverursachten Riechst\u00f6ung zu sein. Der nach Belastung mit Cd beobachte Abw\u00e4rtstrend der Hormonant-wort auf PGF2\u03b1 k\u00f6nnte dar\u00fcber hinaus auf eine m\u00f6gliche Beeintr\u00e4chtigung der Fortpflanzung hinweisenund sollte k\u00fcnftig weiter untersucht werden. Insgesamt stellte sich der Zebrab\u00e4rbling als ausgezeichneterModellorganismus f\u00fcr die Studie der olfaktorischen Toxizit\u00e4t, insbesondere hinsichtlich der Analyse derihr zugrundeliegenden Mechanismen, heraus. Allerdings konnte die Eignung der fr\u00fchen Lebensstadienals alternative Testmodelle f\u00fcr die olfaktorische Toxizit\u00e4t anhand der erhobenen Daten nicht best\u00e4tigtwerden.\u00a0 Die\u00a0 vorliegende\u00a0 Dissertation\u00a0 leistete\u00a0 einen\u00a0 wichtigen\u00a0 Beitrag\u00a0 zur\u00a0 Etablierung\u00a0 desZebrab\u00e4rblings als Modell f\u00fcr die Studie der olfatorischen Toxizit\u00e4t und verdeutlichte die Dringlichkeitder Implementierung olfaktorischer Endpunkte in die Umweltrisikobewertung von Chemikalien.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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