dc.contributor.advisor | Jarry, Hubertus Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Loutchanwoot, Panida | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-31T07:58:56Z | de |
dc.date.available | 2013-01-31T07:58:56Z | de |
dc.date.issued | 2007-11-21 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-F231-D | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3614 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3614 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3614 | |
dc.description.abstract | Zahlreiche anthropogene Chemikalien und
Pflanzeninhaltsstoffe können die Funktion der endogenen
Sexualsteroide durch eine direkte Interaktion mit deren
spezifischen nukleären Rezeptoren beeinflussen. Derartige
Substanzen werden als „Endokrine Disruptoren (EDs)“ bezeichnet. Es
mehren sich aber die Hinweise, dass zumindest einige EDs
hinsichtlich der Interaktion mit Steroidrezeptoren eine geringe
Selektivität aufweisen, i.e. diese promisken EDs binden an mehr als
einen nukleären Rezeptor. Ein Beispiel für einen derartigen
promisken endokrinen ED ist das Fungizid Vinclozolin (VZ), welches
am Androgenrezeptor (AR) antagonistische, am Östrogenrezeptor (ER)
hingegen agonistische Wirkungen ausüben kann. Ein zweites Beispiel
ist Equol (EQ), ein Metabolit des Isoflavonoids Daidzein. Es ist
vielfach gezeigt worden, dass Equol mit dem ER interagiert, aber
neueste Daten weisen auf eine mögliche Androgene Wirkung von EQ
hin. Trotz der eindeutigen negativen Wirkungen von EDs auf die
Entwicklung und Funktion reproduktiver Organe gibt es keine
Untersuchungen zur möglichen Wirkung von VZ und EQ auf die Funktion
des ZNS, insbesondere die neuroendokrine Regulation der
hypothalomo-hypophysio-gonadalen Achse (HPG-Achse). Daher ist die
Zielsetzung der vorliegenden Studie die Untersuchung, ob und wie VZ
und EQ die neuroendokrine Regulation der HPG-Achse in erwachsenen,
männlichen Ratten nach einer fünftägigen oralen Behandlung
beeinflussen. Als Zielparameter wurde die Genexpression in der
medialen, präoptischen Region des vorderen Hypothalamus (MPOA/AH),
des mediobasalen Hypothalamus/Eminentia mediana (MBH/ME) sowie im
Striatum, Hippocampus, Amygdala sowie der Hypophyse untersucht. Als
Referenzorgane für steroidregulierte Gewebe wurden Prostata,
Samenblase und Nebenhoden gewählt. Im Fall des Equols wurde
zusätzlich der Effekt diese EDs auf das Sexualverhalten der
männlichen Ratten untersucht. Als Goldstandard für ein reine
Antiandrogen wurde Flutamid (FLUT) verwendet. Nach Beendigung der
Behandlung, bzw, des Verhaltenstests, wurden die Tiere
tierschutzgerecht getötet, das Blut gesammelt und die oben
genannten Organe präpariert. Von der Prostata, der Samenblase, dem
Nebenhoden und der Leber wurde das Frischgewicht bestimmt. In der
Blutprobe wurden die Konzentrationen der Hormone LH, Testosteron
(T), Dihydrotestosteron (DHT), TSH, T4, T3 sowie die
Konzentrationen der Testsubstanzen selbst durch Radioimmunoassay
bzw. HPLC bestimmt. Die Genexpression von Steroidrezeptoren sowie
von steroidrezeptor-regulierten Genen in den oben genannten Organen
wurde per Taqman-PCR gemessen. Die VZ-Behandlung resultierte in
einem signifikant geringeren Gewicht der Nebenhoden und erhöhten
Serumspiegeln von LH und T. Im Hypothalamus beeinflusste VZ die
Expression von GnRH und von ER"Α" und ER"Β". In den
extrahypothalamischen Arealen verursachte VZ eine Veränderung der
Expression sowohl des ARs als auch der ERs. Die hypophysäre
Expression von LH, von TERP-1/-2 sowie des GnRH-Rezeptors wurde
durch VZ hochreguliert. In der Prostata hingegen reduzierte VZ die
Expression des ER"Β"und erhöhte die mRNA-Spiegel des AR. In der
Samenblase bewirkte die Behandlung mit VZ eine erhöhte Expression
des AR und des ER"Α". Im Nebenhoden erhöhte sich unter
VZ-Behandlung die Expression des AR und ER"Β". Die reduzierten
Serumwerte von TSH und T4 werden wahrscheinlich durch einen
direkten Effekt von VZ auf die thyreoptropen Zellen der Hypophyse
hervorgerufen. FLUT erzeugte das erwartete Muster von Effekten
eines AR-Antagonisten, i.e. reduzierte Gewichte der Prostata, der
Samenblase und des Nebenhodens und erhöhte Serumspiegel von LH, T
und DHT ohne Effekte auf die Prolaktinspiegel. EQ hingegen
induzierte gegensätzliche Effekte. EQ als auch FLUT veränderten im
Hypothalamus die Expression von GnRH und des GnRH-Rezeptors während
in den extrahypothlamischen Arealen beide Substanzen die Expression
von ER"Α" und AR in identischer Weise veränderten. In der Hypophyse
hingegen waren unter EQ bzw. FLUT-Behandlung gegenläufige Effekte
auf die Expression von ER"Α", TERP-1/-2, des GnRH-Rezeptors, der
LH"Α"und "Β"-Untereinheit zu messen. Die Expression des ER"Α" und
des AR in der Prostata wurde sowohl durch EQ als auch durch FLUT
beeinflusst. Die fünftägige Behandlung der männlichen Ratten mit
drei verschiedenen Dosierungen von EQ führte in keiner
Behandlungsgruppe zu einer Veränderung des Sexualverhaltens. FLUT
hingegen unterdrückte das Sexualverhalten in allen getesteten
Tieren komplett. Die Serum T4- und T3- Spiegel wurden durch EQ und
FLUT signifikant reduziert, was auf eine direkte Wirkung der
Testsubstanzen auf die thyreotrophen Zellen der Hypophyse hinweist.
Möglicherweise trägt auch der erhöhte hepatische Metabolismus der
Schilddrüsenhormone zu deren reduzierten Serumspiegeln bei. Diese
Interpretation einer Enzyminduktion steht im Einklang mit den
erhöhten Lebergewichten. Zusammenfassend können aus der
vorliegenden Studie folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: 1.
In vivo ist VZ kein reines Antiandrogen, sondern besitzt sowohl
AR-antagonistische als ER-agonistische Eigenschaften im Gehirn, der
Hypophyse und akzessorischen Geschlechtsorganen. 2. Equol hat eine
ausgeprägte ED-Aktivität auf die HPG-Achse, die ausschließlich auf
eine östrogene Wirkung zurückzuführen ist. Weder im Gehirn, der
Hypophyse noch in peripheren Organen wie der Prostata konnten eine
signifikante antiandrogene Wirkung von EQ nachgewiesen werden. 3.
Die Referenzsubstanz FLUT erwies sich als ein starkes Antiandrogen
hinsichtlich der neuroendokrinen Regulation der HPG-Achse und des
androgeninduzierten männlichen Sexualverhaltens. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | Neuroendocrine effects of the endocrine disruptors Vinclozolin and Equol in the adult male rat | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Neuroendokrine Effekte der endokrinen Disruptoren Vinclozolin und Equol in der erwachsenen männlichen Ratte | de |
dc.contributor.referee | Ehrenreich, Hannelore Prof. Dr. Dr. | de |
dc.date.examination | 2007-11-19 | de |
dc.subject.dnb | 610 Medizin, Gesundheit | de |
dc.subject.gok | WA | de |
dc.description.abstracteng | Numerous anthropogenic chemicals and
natural plant-derived products can mimic or disrupt the normal
function of endogenous sex steroid hormones by direct interaction
with their specific nuclear receptors. These compounds were
classified as ‘Endocrine Disruptors’ (EDs). However, there is
increasing evidence that at least some EDs are rather promiscuous
with regard to the sex steroid receptor selectivity, i.e. they bind
to more than one nuclear receptor. An example of such promiscuous
EDs is fungicide Vinclozolin (VZ) which can exert androgen receptor
(AR) antagonistic as well as estrogen receptors (ERs) agonistic
actions. Likewise, Equol (EQ), a metabolite of the isoflavonoid
daidzein, interacts with ERs, however, as suggested recently, EQ
may also exert antiandrogenic activity. Despite the proven adverse
effects of EDs on development and reproductive function, however,
little efforts have been made to investigate the potential
pharmacological actions of VZ and EQ on a variety of brain
functions, particulary the neuroendocrine regulation of the HPG
(hypothalamo-pituitary-gonadal) axis function when male individuals
are exposed to these EDs. Therefore, the present study is designed
to investigate whether and how VZ and EQ affect the brain and
neuroendocrine function in adult male rats upon 5-days oral
treatment. Examined parameters were potential effects of VZ and EQ
on gene expression in the brain (medial preoptic area/anterior
hypothalamus (MPOA/AH), mediobasal hypothalamus/median eminence
(MBH/ME), striatum, hippocampus and amygdala), pituitary, prostate,
seminal vesicles, and epididymis. In addition, the impact of equol
on male mating behavior was examined. As reference compound, the
pure antiandrogenic drug flutamide (FLUT) was employed. At the end
of treatment interval or after completion with mating test, animals
were sacrificed. The trunk blood was collected and brains and
pituitaries were removed. Prostates, seminal vesicles,
epididymides, testes, and livers were dissected and weighed.
Changes in levels of serum hormones (LH, T, DHT, TSH,
T4, T3) and mRNA expressions of relevant
genes (sex steroid receptors, sex steroid-regulated genes) were
measured by RIA and qRT-PCR, respectively. Serum concentrations of
test substances were analyzed by HPLC-UV detection. The present
study revealed that VZ decreased weight of epididymides and
increased serum levels of LH and T. In the hypothalamic brain
areas, VZ affected the expression of GnRH and both ERs subtypes
ER"Α" and ER"Β". In the extrahypothalamic brain areas, VZ altered
expression of both AR and ERs. In the pituitary, VZ up-regulated
expression of GnRH receptor, LH"Β", "Α"-subunit, and TERP-1/-2. In
the prostate, VZ increased and decreased levels of AR and ER mRNA,
respectively. In the seminal vesicles, VZ increased levels of AR
and ER"Α" mRNA expression. In the epididymis, VZ up-regulated AR
and ER"Β" mRNA levels. Upon the pituitary-thyroid axis, VZ exerted
direct effects on the pituitary thyrotropes resulting in decreased
serum TSH and T4 levels. While FLUT displayed the
typical pattern of an AR antagonist, such as decreased weights of
ventral prostate, seminal vesicles, and epididymides, and increased
levels of serum LH, T and DHT without effects on serum PRL levels,
EQ exerted opposite effects. The hypothalamic effects of EQ and
FLUT comprised changes of GnRH and GnRH receptor expression, while
in the extrahypothalamic areas both compounds altered ER"Α" and AR
expression in a similar manner. In contrast, effects of EQ and FLUT
in the pituitary were different due to the opposite changes in
ER"Α"-, TERP-1/-2-, GnRH receptor-, LH"Β"-, and "Α"-subunit
expression. In the prostate, EQ and FLUT both affected ER and AR
expression. EQ did not modulate the expression of male mating
behavior, whereas FLUT completely inhibited it. The similar
reductions in serum T4 and T3 levels caused
by EQ and FLUT treatments was primary due to the direct action on
the thyrotropes, and secondary to the hepatic clearance of thyroid
hormones following liver enzyme induction as assessed by the
increased liver weight. In summary, the present study provided the
first in vivo data demonstrating that: 1. VZ is not a ‘pure’
antiandrogen, since it exerts mixed AR antagonistic/ERs agonistic
actions observed at the levels of mRNA expression of selected AR-
and ERs-regulated genes in the brain, pituitary, and male accessory
sex organs; 2. EQ displays a clear-cut endocrine activity within
the HPG axis which is attributed to be estrogenic;3. EQ does not
exert any antiandrogenic effects on brain, pituitary and prostate
functions, and on male mating behavior; 4. FLUT exerts its potent
antiandrogenic actions in the brain and its neuroendocrine
regulation of the HPG axis, and control of androgen-induced male
mating behavior; 5. As demonstrated for FLUT, a short-term (5 days)
in vivo oral administration utilizing intact adult male rats should
be a powerful tool to characterize putative antiandrogenic EDs with
regard to neuroendocrine and male sexual behavioral aspects. | de |
dc.contributor.coReferee | Heinrich, Ralf Prof. Dr. | de |
dc.contributor.thirdReferee | Treue, Stefan Prof. Dr. | de |
dc.subject.topic | Molecular Biology & Neurosciences Program | de |
dc.subject.ger | vinclozolin | de |
dc.subject.ger | equol | de |
dc.subject.ger | gehirn | de |
dc.subject.ger | hypothalomo-hypophysio-gonadalen achse | de |
dc.subject.ger | sexualverhalten | de |
dc.subject.ger | männlichen ratte | de |
dc.subject.eng | vinclozolin | de |
dc.subject.eng | equol | de |
dc.subject.eng | brain | de |
dc.subject.eng | hypothalamo-pituitary-gonadal axis | de |
dc.subject.eng | sexual behavior | de |
dc.subject.eng | male rat | de |
dc.subject.bk | 42.00 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1630-8 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-1630 | de |
dc.identifier.ppn | 573781257 | de |