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Evaluierung subakuter Effekte von Ozon und Formaldehyd auf Funktion und Zytokinfreisetzung kultivierter humaner Atemwegsschleimhaut

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Beschreibung

Im Rahmen dieses Projektes wurde untersucht, welchen Einfluß Ozon und Formaldehyd auf gesunde bzw. chronisch entzündete Atemwegsschleimhaut der oberen Atemwege des Menschen ausüben. Hierfür wurden funktionelle und metabolische Effekte der nasalen respiratorischen Epithelien untersucht, indem die ziliaren Schlagfrequenz (CBF) sowie die Freisetzung von Interleukin-8 (IL-8), Interleukin-4 und gamma-Interferon bestimmt wurden.

Die vierwöchige Exposition der primären humanen Zellkulturen erfolgte an einer Gas-/Flüssigkeits-Grenzschicht auf Polycarbonatmembranen gegenüber synthetischer Luft oder Ozon und Formaldehyd in den Konzentrationen 100, 500 und 1000 µg/m³. Wöchentlich wurde die Zytokin-Freisetzung mittels 'enzyme-immuno-assays' und die CBF unter Anwendung der Video-Interferenzkontrastmikroskopie bestimmt. Die Vitalitäts- und Zytotoxizitätskontrollen der Zellkulturen erfolgten durch Bestimmung der zytosolischen Esteraseaktivität, DNA-Färbbarkeit und LDH-Aktivität.

Synthetische Luft veränderte die CBF während der vierwöchigen Exposition nicht. Die IL-8 Freisetzung unauffälliger und chronisch entzündeter Mucosa nahm während dieses Expositionszeitraumes stetig ab. Ozon beeinflußte weder die CBF noch die IL-8 Freisetzung nach der ersten Expositionswoche bei unauffälliger oder chronisch entzündeter Mucosa. Ab der zweiten Expositionswoche verminderte Ozon die CBF für beide Gewebe. Ab der zweiten Expositionswoche verursachte Ozon bei unauffälliger und chronisch entzündeter Mucosa eine verminderte IL-8 Freisetzung. Zudem wurde bei den höheren Ozon-Konzentrationen auch eine erhöhte Zytotoxizität gemessen, die für chronisch entzündete höher lag, als für unauffällige Mucosa. Formaldehyd verminderte die CBF unauffälliger und chronisch entzündete Mucosa konzentrations- und zeitabhängig. Hohe Formaldehyd-Konzentrationen führten bei unauffälliger Mucosa nach der ersten und zweiten Expositionswoche, bei chronisch entzündeter nur nach der ersten Expositionswoche zu eine erhöhten IL-8 Freisetzung. Mittlere und hohe Formaldehyd-Konzentrationen verursachten nach der dritten und vierten Expositionswoche eine verminderte IL-8 Freisetzung bei unauffälliger und entzündeter Mucosa gemessen. Formaldehyd verursachte weder bei unauffälligen noch bei chronisch entzündlichen Mucosaproben eine erhöhte Zytotoxizität. Die Interleukin-4 und gamma-Interferon Freisetzung lag sowohl nach Formaldehyd- als auch nach Ozon-Exposition unterhalb der Nachweisgrenze.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß Ozon in vitro nach einwöchiger Exposition keinen Einfluß auf die Schleimhautfunktion ausübte, Formaldehyd jedoch bereits ab der ersten Woche eine Beeinträchtigung der Funktion und für die erste Woche eine erhöhte metabolische Aktivität verursachte. Entzündete Atemwegsschleimhaut zeigte unter den hier gewählten in vitro Bedingungen, insbesondere bei mittleren und hohen Konzentrationen eine, wenn auch nicht signifikante, erhöhte Sukzeptibilität gegenüber Ozon und Formaldehyd. Die Übertragbarkeit dieser in vitro Daten auf die in vivo Situation und die Beurteilung des Einflusses der Luftschadstoffe werden im Kontext publizierter Arbeiten zu diesem Themenkomplex diskutiert.

Metadaten

TitelEvaluierung subakuter Effekte von Ozon und Formaldehyd auf Funktion und Zytokinfreisetzung kultivierter humaner Atemwegsschleimhaut 
Stand 1999 
Seitenzahl46 
Förderkennzeichen PUGL96002

 

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