Auswirkungen von Östradiol, Bisphenol A und Octylmethoxycinnamat in östrogen-sensitiven Organen im Langzeitversuch an ovarektomierten Mäusen

Abstract

Einleitung: Das Nahrungsmittel, Getränke usw. heutzutage immer mehr mit Verpackungsmaterialien in Verbindung kommen, die zu ihrer Herstellung Chemikalien benötigen, verunsichert viele Verbraucher. Es konnte noch nicht abschließend geklärt werden, ob diese Stoffe zu einer Akkumulation im Organismus führen und damit ein Gefährdungspotential für den Menschen darstellen. Auch der vermehrte Gebrauch von Pflegeprodukten erhöht die Exposition gegenüber künstlich hergestellten Inhaltsstoffen. Ein validiertes Modell der OECD zur Untersuchung von Substanzen auf eine anti-/östrogene Wirkung ist jahrelang die ovarektomierte Ratte gewesen. Dabei wurde eine Testdauer von drei Tagen gewählt, was ungefähr der Zykluslänge einer Ratte entspricht. Um weitere Erkenntnisse zu erlangen, verwenden neuere Studien KO-Mäuse in ihren Arbeiten. Aufgrund der unterschiedlichen Nagerspezies lassen sich die früher an der Ratte gewonnenen Daten nicht mit denen von Mäusen vergleichen. Aus diesem Grund ist mit dieser Arbeit das Modell der ovarektomierten Maus etabliert worden. Um mögliche Langzeiteffekte nicht zu übersehen, wurde ein Versuchsaufbau mit den Testsubstanzen Östradiol (E2), Bisphenol A (BPA) und Octyl-methoxycinnamat (OMC) über drei Monate gewählt und deren Wirkung auf Östrogen-sensitive Organe und Parameter hin untersucht. Methodik: Das Studiendesign beinhaltete 60 zwei Monate alte C-57-BL/6J–Mäuse, die nach Ovarektomie in 4 Gruppen aufgeteilt wurden. Über einen Zeitraum von drei Monaten stand der Kontrollgruppe sojafreies Futter zu Verfügung, die anderen Gruppen erhielten entweder Östradiol (4,32mg/kg sojafreies Futter), Bisphenol A (500mg/kg sojafreies Futter) oder OMC (1000mg/kg sojafreies Futter) versetzte Nahrung. Nach Tötung der Tiere wurde das Feuchtgewicht von Uterus, Leber und Herz sowie das Körpergewicht bestimmt. Die Genexpression von ERα (Uterus, Leber, Herz und Hypophyse) und ERβ (Uterus, Herz und Hypophyse) wurde per PCR analysiert. Die Expression der biologischen Marker für eine östrogene Wirkung, C3 (Uterus), IGF-1 (Uterus, Leber und Herz) und LHβ (Hypophyse), wurde untersucht und die Serumspiegel für Cholesterol, Triglyceride, HDL und LDL bestimmt. Zusätzlich wurde mittels Kleintier-CT eine Messung der Spongiosa- und Kortikalisdichte in der linken Tibia durchge! führt. Ergebnisse: Die Applikation der errechneten E2-Dosis führte zu den erwarteten Effekten an den Zielorganen (11,8 fachen Anstieg des relativen Uterusgewichts) und zu einer adäquaten Erhöhung des Serumestradiolspiegels. E2 führte zu einer vermehrten uterinen Genexpression von C3, ERß und IGF-1 während OMC und BPA keinen uterotrophen Effekt aufwiesen. Das absolute Lebergewicht zeigte sich zwar unter dem Einfluss aller Substanzen erhöht, jedoch ohne jedwede Veränderung in der Genexpression. Interessanterweise kam es unter der Applikation von E2 p.o. zu einer signifikanten Steigerung des Herzgewicht und dementsprechender Mehrexpression der IGF-1-mRNA in den Herzmuskelzellen. Dieser Effekt ließ sich für keines der endokrinen Disruptoren nachweisen. Die Applikation von Östradiol zeigte einen positiven Einfluss auf die trabekuläre Dichte im Bereich der Tibiametaphyse der Versuchstiere.

Zusammenfassung: Auch im Modell der ovx-Maus können die erwarteten Effekte des Goldstandards E2 nachgewiesen werden. So kann z.B. eine ausgeprägte uterotrophe Wirkung, sowie eine signifikante Verbesserung der Knochenstrukturen im Vergleich zu den Steroid-depletierten ovx-Mäusen beobachtet werden. Solche Effekte wurden nicht durch OMC oder BPA hervorgerufen. Ob dieser fehlende endokrinologische Effekt der beiden getesteten Industriechemikalien auf eine zu geringe Dosierung und/oder einer unzureichenden Applikationsdauer beruht, muss in weiteren Studien geprüft werden, bevor OMC und BPA bezüglich einer östrogenartigen Wirkung in-vivo als unbedenklich eingestuft werden können.