Kombinationswirkungen ausgewählter (Tri)Azol-Fungizide in vivo und in vitro

Media type: E-Book; Thesis

Title: Kombinationswirkungen ausgewählter (Tri)Azol-Fungizide in vivo und in vitro

Contributor: Schmidt, Flavia [VerfasserIn]; Steinberg, Pablo [AkademischeR BetreuerIn]

imprint: Hannover, 2018

Extent: 1 Online-Ressource (154, LXXXI Seiten, 27.413 KB)

Language: German

Identifier:

Keywords: Triazole > Imidazol > Fungizid > Hepatotoxizität > Ratte

Origination:

University thesis: Dissertation, Tierärztliche Hochschule Hannover, 2018

Footnote: Zusammenfassungen in deutscher und englischer Sprache

Description: Durch den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln (PSM) in der Landwirtschaft können Lebensmittel mit verschiedenen Wirkstoffrückständen belastet sein. Verbraucher werden demnach über den Verzehr von belasteten Lebensmitteln mit einem variablen Cocktail an PSM-Rückständen unterhalb ihrer jeweiligen Grenzwerte exponiert. Die Risikobewertung im Rahmen des PSM-Zulassungsverfahrens erfolgt gegenwärtig separat für jedes einzelne PSM-Produkt. Hierbei werden zwar alle in diesem Produkt enthaltenen Inhaltsstoffe und deren potenzielle Wechselwirkungen bei der Abschätzung des Risikos miteinbezogen, unberücksichtigt bleiben jedoch die Wechselwirkungen mit anderen bereits zugelassenen PSM. Aufgrund einer Forderung der Europäischen Kommission arbeiten seit mehr als einem Jahrzehnt europäische und nationale Behörden sowie wissenschaftliche Institute an der Entwicklung geeigneter kumulativer Bewertungsmethoden und ihrer Implementierung in die regulatorische Praxis. Umfassende Daten zur Toxikologie und Exposition sind Voraussetzung für eine kumulative Risikobewertung von definierten Mischungen. Des Weiteren können experimentelle Arbeiten zur Mischungstoxizität von Wirkstoffgruppen dazu beitragen, die Eignung von computergestützten Verfahren zur kumulativen Risikobewertung zu testen. Für eine in der Landwirtschaft routinemäßig eingesetzte Fungizid-Klasse, die Triazole, sind Kombinationswirkungen in Hinblick auf ihren Einfluss auf das Hormonsystem sowie auf die Induktion von entwicklungs- und reproduktionstoxischen Effekten beschrieben. Potenzielle hepatotoxische Kombinationseffekte wurden bisher jedoch weitestgehend nicht untersucht. Des Weiteren ist unklar, inwieweit die in Nagetieren gut untersuchten hepatotoxischen Effekte der Triazole auch für den Menschen relevant sind. Vor diesem Hintergrund wurden im Rahmen dieser Dissertation ausgewählte Triazol-Fungizide und ein Imidazol-Fungizid, einzeln und in Kombination, in einer 28-Tage-Fütterungsstudie mit männlichen Ratten und in zwei Leberzelllinien (Ratte: H4IIE; Human: HepaRG®) hinsichtlich hepatotoxischer Kombinationseffekte auf transkriptioneller Ebene, unter Verwendung des Molecular Toxicology PathwayFinder PCR Array, untersucht und die Daten miteinander verglichen. Da zwar zahlreiche Studien zur Genexpression auf mRNA-Ebene nach Exposition gegenüber einzelnen Triazol-Vertretern vorliegen, potenzielle Effekte auf der Proteinebene jedoch nur unzureichend untersucht sind, wurde im Rahmen dieser Dissertation zusätzlich eine Proteomanalyse durchgeführt und die Ergebnisse mit den mRNA-Daten verglichen. Nach Exposition der Ratten gegenüber der NOAELx10-Dosis wurde eine Lebergewichtserhöhung, eine zentrilobuläre Hypertrophie, Anisonukleose und eine verstärkte Vakuolisierung in den Hepatozyten sowie eine Abnahme der Cholesterol-Konzentration im Blut beobachtet. Die Effekte auf molekularer Ebene, wie z.B. eine Induktion von zahlreichen Cytochrom-P-450-Enzymen und Veränderungen im Fettsäure-, Steroid- und Lipid-Metabolismus, korrelieren mit den oben genannten klassischen Toxizitätsparametern. Ein Vergleich der mRNA- und Protein-Expressionsdaten zeigt zudem Überlappungen für einzelne spezifische Pathways (Fremdstoff-, Fettsäure-, Steroid- und Lipidmetabolismus). Zusätzliche Pathways wurden jedoch anhand der 2D-Gelelektrophorese-Daten identifiziert (Aminosäuremetabolismus, Gluconeogenese). Der In-vivo-, In-vitro- und Spezies-Vergleich auf Basis der Array-Daten macht deutlich, dass die Triazole Epoxiconazol > Cyproconazol in den Rattenlebern einen stärkeren Einfluss auf die Anzahl deregulierter Gene hatten als das Imidazol Prochloraz. Im Gegensatz dazu veränderte Prochloraz in beiden Zelllinien die höchste Anzahl an Genen. Eine funktionale Analyse der deregulierten Gene offenbarte, dass in allen drei Studienobjekten (Rattenleber, H4IIE- und HepaRG®-Zellen) zahlreiche Gene verändert waren, die dem Fremdstoffwechsel oder der Leberspeicherstörung Phospholipidose zugeordnet werden können. Zudem waren einzelne Gene betroffen, die mit Steatose, Cholestase oder Fettsäuremetabolismus assoziiert sind. Es ist anzumerken, dass die Effekt-Richtung für alle deregulierten Gene in der Rattenleber und Rattenleberzelllinie übereinstimmte. Im Vergleich zu der humanen Leberzelllinie HepaRG® waren einzelne Gene unterschiedlich reguliert, sodass Speziesunterschiede zwischen Ratte und Mensch nicht auszuschließen sind. Insgesamt gesehen eignen sich beide Zelllinien zur Untersuchung der hepatotoxischen Effekte der (Tri)Azol-Fungizide. Die in den HepaRG®-Zellen identifizierten Effekte auf die Genexpression nach (Tri)Azol-Exposition waren überwiegend gut reproduzierbar. Kombinationseffekte der (Tri)Azole konnten sowohl in vivo als auch in vitro identifiziert werden. Hierbei wurden Effekte in den Kombinationen identifiziert, die nach Exposition gegenüber den Einzelsubstanzen nicht identifiziert werden konnten, oder aber nach Exposition gegenüber den Kombinationen im Vergleich zu den Einzelsubstanzen stärker ausfielen. Eine Charakterisierung der Kombinationswirkungen als dosis- oder effekt-additiv war aufgrund der experimentellen Bedingungen nur bedingt möglich.

Access State: Open Access

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