dc.contributor.author
Akkoc, Zeynep
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:20:15Z
dc.date.available
2010-11-16T11:44:12.948Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13257
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17455
dc.description.abstract
Im Laufe der vergangenen Jahrzehnte wurde das Flammschutzmittel Polybromierte
Diphenylether (PBDE) als eine der persistierenden Chemikalien in zunehmender
Konzentration in biologischen Proben der Umwelt gefunden. Experimentelle
Studien an Nagetieren weisen auf die breite Spanne an toxischen Eigenschaften
dieser Substanzklasse hin, wie die Effekte auf den Schilddrüsenhormonhaushalt
und das Verhalten bei Labortieren zeigen. Die Exposition während kritischer
Phasen der Organogenese und die Empfindlichkeit des sich entwickelnden
Organismus gegenüber geringen Abweichungen im Hormonhaushalt können zu lang
andauernden und oft permanenten Effekten führen. In dieser Arbeit wurde die
Wirkung von 2,2’4,4’-Tetrabromodiphenylether (PBDE 47) auf die neuro-
physiologische Entwicklung von Rattennachkommen, unter Berücksichtigung von
geschlechtsspezifischen Unterschieden in der Empfindlichkeit gegenüber
hormonellen Störungen, untersucht. Die in diesem Experiment verwendeten
Dosierungen bewegten sich im Bereich der Konzentrationen, denen der Mensch in
der Umwelt ausgesetzt ist. Trächtige Wistar-Ratten wurden an Tag 6 der
Trächtigkeit einmalig per Schlundsonde mit 140 µg und 700 µg PBDE 47/kg KG
behandelt. Um mögliche Schilddrüsenhormon-vermittelte Effekte bestimmen zu
können, wurde als Positivkontrolle eine zusätzliche Gruppe von Tag 7 bis Tag
21 der Trächtigkeit mit der Substanz 6-n-Propyl-2-Thiouracil (PTU) über das
Trinkwasser in einer Konzentration von 5 mg/Liter behandelt. Die Effekte auf
den Schilddrüsenhormonstatus bei Muttertieren und Nachkommen während der
Laktationsperiode sowie die Auswirkungen der Behandlung auf die neuro-
physiologische Entwicklung der Jungtiere anhand verschiedener Entwicklungs-
und Verhaltensparameter wurden zu verschiedenen postnatalen Zeitpunkten
untersucht. Die Ergebnisse dieser Arbeit können wie folgt zusammengefasst
werden: Die einmalige Behandlung mit 700 µg PBDE 47/kg KG führte bei den
Muttertieren am Wurftag (postnatal Tag 1 (PND 1)) zu einer signifikanten
Reduktion von T4 und TSH. Bei den männlichen Nachkommen wurde an PND 1 nach
pränataler Exposition gegenüber PBDE 47 eine signifikante Reduktion von T3
beobachtet. Die Schilddrüsenhormone der weiblichen Nachkommen waren bei der
Geburt nicht signifikant verändert. An PND 22 wurde bei den männlichen
Nachkommen in beiden PBDE-Dosisgruppen eine nicht signifikante Erhöhung der
T4- und FT4-Konzentration beobachtet, während die TSH-Konzentration nur in der
PBDE 140-Gruppe verringert war. Im Gegensatz dazu zeigten die weiblichen
Nachkommen nur nach Behandlung in der PBDE 140-Gruppe eine signifikante
Erhöhung der Konzentrationen an FT3. Das Auftreten der Entwicklungsparameter
Augenöffnung und Zahnentwicklung war bei den Nachkommen beiden Geschlechts in
allen Behandlungsgruppen verzögert. Nach Behandlung mit PBDE 47 in der PBDE
700-Gruppe nahm die basallokomotorische Aktivität sowohl der Männchen als auch
der Weibchen an PND 35 deutlich zu. Bei den weiblichen Nachkommen hielt diese
Hyperaktivität bis zum PND 70 an. An PND 80 wurde bei beiden Geschlechtern
eine signifikant höhere Erkundungsaktivität als bei den Kontrolltieren
beobachtet. Die weiblichen Nachkommen der hohen Dosisgruppe zeigten
verminderte Emotionalität, während die männlichen Nachkommen ein geringeres
Angstverhalten aufwiesen. Aus den Ergebnissen der hier vorliegenden
Untersuchungen kann gefolgert werden, dass die prä- und postnatale Behandlung
von Rattennachkommen mit PBDE 47 zu einer Verzögerung der postnatalen
Entwicklung und zu geschlechtsspezifischen Verhaltensänderungen führte.
Hierbei zeigten die weiblichen Nachkommen eine stärker ausgeprägte
Hyperaktivität. Eine am Ende der Laktation beobachtete Erhöhung der
Schilddrüsenhormone weist auf einen Schilddrüsenhormonvermittelten
Wirkungsmechanismus hin. Die Exposition während eines sehr frühen
Entwicklungsstadiums, in dem das Gehirn stark wächst, scheint ausschlaggebend
zu sein für die Entstehung und Ausprägung der beobachteten Effekte. Da ein
physiologisches Schilddrüsenhormongleichgewicht in diesem Prozess eine
entscheidende Rolle spielt, können Störungen dieses empfindlichen
Gleichgewichts durch endokrin wirksame Chemikalien die Gehirnentwicklung
nachhaltig beeinträchtigen und zu den beschriebenen Verhaltensänderungen
führen. Trotz rückläufiger Umweltkonzentrationen einiger dieser Schadstoffe
lassen sich bereits im Bereich der Normalbelastung Beeinträchtigungen der
mentalen und motorischen Entwicklung von Kleinkindern feststellen. Daher ist
es notwendig, Maßnahmen zu ergreifen, die zu einer deutlichen Senkung der
Körperbelastung führen.
de
dc.description.abstract
Polybrominated flame retardants (PBDE) are applied in large amounts in various
industrial products and are therefore ubiquitous in the environment. Within
the last decades increasing concentrations of PBDE were detected in biological
monitoring samples as one of the most persistent group of chemicals. In rodent
experimental studies PBDEs exhibited a broad spectrum of toxic properties, in
particular effects on thyroid hormone homeostasis or on neurodevelopment and
behaviour. Exposure to chemicals during critical phases of organogenesis as
well as the sensitivity of the developing organism towards even slight changes
in hormone homeostasis can lead to persisting and often irreversible
alterations in offspring. In the present study the effects of
2,2’4,4’-Tetrabromodiphenylether (PBDE-47) on the neurological development in
rat offspring was investigated. Furthermore, special attention was given to
gender-specific differences regarding the sensitivity towards hormonal
disturbances during development. Dose selection was based on the actual body
burden of humans exposed to PBDEs via the environment. Pregnant Wistar rats
received a single dose of either 140 µg or 700 µg PBDE 47/kg body weight per
gavage on gestation day (GD) 6. A further group was treated with the goitrogen
6-n-Propyl-2-Thiouracil (PTU), which served as positive control, via the
drinking water from GD 7 through 21. Effects on thyroid hormone concentrations
in dams and offspring as well as neurodevelopmental and –behavioral parameters
of offspring at different postnatal time points were investigated. The results
of this investigation can be summarized as follows: The single treatment of
dams with 700 µg PBDE 47 resulted in a significant decrease in T4 and TSH
blood concentrations of dams on postnatal day (PND) 1. Male offspring
exhibited a significant decrease in T3 concentrations on PND 1, while in
female offspring thyroid hormone levels were unaffected at this time point. At
the end of lactation, on PND 22, a non-significant increase in T4 and fT4
concentrations was observed in male offspring at both dose levels. In
contrast, female offspring showed a significant increase in fT3 levels after
treatment with 140 µg PBDE 47 only. In addition, male TSH levels were
decreased after exposure to 140 µg PBDE 47. The occurrence of the
developmental landmarks eye opening and incisor eruption was delayed in female
and male offspring at both dose levels. On PND 35 basal locomotor activity was
significantly increased in female and male offspring after exposure to 700 µg
PBDE 47. In female offspring this hyperactivity persisted until PND 70. At
adulthood, on PND 80, both sexes exhibited a significantly increased
exploratory behaviour compared to the control animals. Furthermore, decreased
levels of anxiety and emotionality were observed in female offspring. From the
results of the present study it can be concluded, that pre- and postnatal
exposure to PBDE 47 resulted in a delayed postnatal development and sex-
specific behavioral alterations in rat offspring. Rat offspring of both sexes
exhibited hyperactivity, which was more pronounced in the female animals. The
observed increase in thyroid hormone concentrations at the end of lactation
serves as an indication for a thyroid hormone-mediated mechanism of action for
PBDE 47. Exposure during an early stage of brain development seems to be
crucial for the onset and characteristic of the observed effects. Since a
physiological homeostasis of thyroid hormones plays an important role in this
process, disruption of this sensitive hormonal balance by endocrine active
substances may substantially affect brain development leading to the reported
alterations in behaviour. Despite declining environmental concentrations of
some of these endocrine active substances, impairment of mental and motor
skills in children are increasingly reported. It is therefore necessary to
take measures that lead to a reduction of the human exposure and consequently
the body burden of these substances.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Auswirkung niedriger Dosierungen des Flammschutzmittels
2,2’,4,4’-Tetrabromdiphenylether (PBDE 47) auf die Entwicklung von Ratten nach
prä- und postnataler Exposition
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. I. Chahoud
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. med. G. Schönfelder
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Dr. D. Schrenk
dc.date.accepted
2011-02-04
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000019643-3
dc.title.translated
Effects of low doses of the brominated flame retardant
2,2´,4,4´-Tetrabromodiphenyl Ether (PBDE 47) on the development of rats after
pre- and postnatal exposure
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000019643
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000008493
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access