Können Umweltchemikalien durch Interferenz mit endokrinen Funktionen (endocrine disruptors) zur Verweiblichung führen? - Ökotoxikologische Untersuchungen von Wasserproben aus Baden-Württemberg auf Amphibien

Umweltchemikalien, die nach ökotoxikologischen Gesichtspunkten bisher als unbedenklich galten, können hormonähnliche Wirkungen entfalten. Diese sogenannten "endocrine disruptors" stören die normalen hormongesteuerten Abläufe im Körper und da ihre bisher beobachteten Effekte in den verschiedenen Vertebratenklassen hauptsächlich auf östrogenartigen Wirkungen beruhten, wurden all diese Phänomene unter dem Begriff der "Verweiblichung" zusammengefaßt. Ziel des hier vorgestellten Forschungsvorhabens ist es mit Amphibien als Studienmodell zu klären, ob in Baden-Württemberg die Gewässerbelastung mit Umweltchemikalien zum Phänomen der Verweiblichung führen kann, was auch ein Indikator für eine potentielle Gefährdung des Menschen wäre. Die Untersuchungen hierzu umfassen bei Xenopus laevis verschiedene Nachweisebenen zur östrogenen Potenz von Umweltchemikalien: (1) Nachweis der Bindung an den Östrogenrezeptor in der Leber, was die Voraussetzung für eine hormonähnliche Wirkung darstellt, (2) biologische Wirkung auf zellulärer Ebene durch Bestimmung der Vitellogeninsynthese in Hepatocyten-Primärzellkulturen, die durch Östrogene spezifisch induziert wird, und (3) Wirkung in vivo auf das Gesamttier mit Experimenten zum Nachweis der Induktion der Vitellogeninsynthese bei adulten Tieren und der Beeinflussung der Geschlechtsdifferenzierung bei der Kaulquappenentwicklung. Die Ergebnisse belegen mit Amphibien als Studienmodell die verschieden gute Eignung der 3 Nachweisebenen zur Bestimmung östrogenartiger Wirkungen. Recently several studies showed that environmental chemicals without toxical risks exhibit humoral effects. These so called "endocrine disruptors" disturb normal endocrine feed back mechanisms and mainly estrogenic effects were observed in all classes of vertebrates causing "feminization" phenomena. The aim of our present research using amphibians as a model is to study if environmental water pollution in Baden-Württemberg is able to cause feminization phenomena, which would also indicate a potential risk for humans. The assessment of estrogenic potencies of environmental chemicals includes several levels of investigation using the amphib Xenopus laevis: (1) binding of environmental chemicals to liver estrogen receptor, (2) biological significance at cellular level by assaying vitellogenin synthesis in primary cultured hepatocytes, and (3) in vivo effects on intact animals by experiments determining induction of vitellogenin synthesis in adult animals and influences of sexual determination during larval development. Our results indicate several suitabilities of all 3 levels of investigation for assessment of estrogenic effects using amphibs as model