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Bestimmung des Risikopotentials bodengebundener Schadstoffe für den Menschen im Minischwein-Modell mit Cytochrom P450-Enzymen als Effektbiomarker

Volltext

Beschreibung

Nach oraler Exposition gegenüber PAK-belasteten Böden haben wir den Effektbiomarker CYP1A1, ein fremdstoffmetabolisierendes Cytochrom P450, enzymatisch und immunchemisch in verschiedenen Geweben von Minischweinen bestimmt. Parallel wurde eine nicht-exponierte Kontrollgruppe untersucht. Zudem wurden die im Minischwein gemessenen Effekte mit denen entsprechender Versuche im Rattenmodell verglichen. Als wesentliche Ergebnisse der Studie sind hervorzuheben: (1) Die deutliche Induktion von CYP1A1 durch orale PAK-Dosen, die im realistischen Bereich der Aufnahme durch Menschen insbesondere von Kindern liegen. (2) Die Induktion von CYP1A1 nicht nur im primär resorbierenden Organ, dem Duodenum, sondern auch in Leber, Niere, Lunge und Milz. (3) Der gravierende Unterschied im organspezifischen Antwort-Profil der CYP1A1-Induktion zwischen Minischwein und Ratte. Im Detail wurden die folgendenden Ergebnisse erzielt: - CYP1A1 wird konstitutiv in Leber, Niere und Duodenum von Minischweinen nicht oder in nicht nennenswertem Umfang exprimiert. - Nach oraler Aufnahme PAK-kontaminierter Böden kommt es zu einer dosisabhängigen CYP1A1-Induktion in Duodenum, Leber und Niere. - Niedrig-belastete Böden, die nur geringe Effekte in der Leber hervorrufen, können eine deutliche CYP1A1-Induktion im Duodenum bewirken. - In Leukozyten von Minischweinen konnte eine Induktion von CYP1A1 auf Proteinebene nach Aufnahme kontaminierter Böden nachgewiesen werden. - Exemplarisch wurde an einer Expositionsgruppe von Minischweinen gezeigt, dass eine orale PAK-Aufnahme zu deutlichen Induktionseffekten selbst in Lunge und Milz führen kann. - Hinsichtlich der Induktion von CYP1A1 in verschiedenen Organen zeigen Ratten und Minischweine unterschiedliche Antwortprofile. Während oral aufgenommene PAK beim Minischwein zu einer deutlichen CYP1A1-Induktion im Dünndarm führen, wird die Expression von CYP1A1 im Darm von Ratten nur geringfügig erhöht. Umgekehrt kommt es aber in der Leber von Ratten zu einer stärkeren Induktionsantwort als in der Leber von Minischweinen. - Im Rattenmodell konnten wir zeigen, dass sich die Art und Weise der täglichen oralen PAK-Aufnahme deutlich auf das Ausmaß der CYP1A1-Induktion auswirkt.

Schlußfolgerungen: Da die von uns eingesetzten Bodendosierungen im Bereich möglicher Aufnahmemengen für im Freien spielende Kinder liegen und zudem deutliche Induktionseffekte in verschiedenen Organen hervorrufen, haben die Untersuchungsergebnisse Bedeutung für Abschätzungen des Humanrisikos und sollten deshalb Anstoß zur Entwicklung entsprechender in vitro-Testmethoden sein. Die Unterschiede in den Induktionsantworten zwischen Minischwein und Ratte verdeutlichen die Problematik der Identifizierung eines geeigneten Tiermodells für den Menschen im Hinblick auf Schadstoffexpositionen. Hier ist noch Grundlagenarbeit nötig

Metadaten

TitelBestimmung des Risikopotentials bodengebundener Schadstoffe für den Menschen im Minischwein-Modell mit Cytochrom P450-Enzymen als Effektbiomarker 
Stand 2001 
Seitenzahl36 
Förderkennzeichen BWB99004

 

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