Untersuchungen zur Resorption von Arbeits- und Umweltschadstoffen aus Bodenproben im Modell des isolierten, hämoperfundierten Schweinejejunums

Abstract

Arbeits- und Umweltschadstoffe spielen bei der Pathogenese vieler Krankheitsbilder eine wichtige Rolle. In der vorliegenden Arbeit wurde am Beispiel von Cadmium die Absorption aus Bodenbestandteilen unter Verwendung von Cadmiumchlorid (CdCl2) geprüft. Aus ethischen Interessen wurde auf Tierversuche verzichtet und das Modell eines isolierten, hämoperfundierten Schweinejejunumabschnittes etabliert. Absorptionsprüfungen in diesem experimentellen System haben den Vorteil durch Ausschaltung von Metabolisierung durch andere Organe oder Umverteilung im Organismus durchgeführt werden zu können. Durch seine Verwendung in vielen Produkten, zum Beispiel Batterien, hat Cadmium eine große Bedeutung als Umweltschadstoff erlangt und ist auch in Deutschland durch Industrieabwässer und Düngemittel in einigen Gebieten in hoher Konzentration im Boden vorhanden. Als toxische Substanz schädigt Cadmium beim Menschen unter anderem Lunge, Niere und Knochen. Obwohl es viele Thesen gibt, sind die detaillierten Absorptionsmechanismen aber noch nicht verifiziert. Ebenso existiert bislang noch keine genaue Angabe zur prozentualen Aufnahme von ingestiertem Cadmium. Die Jejunumabschnitte wurden in der Tierexperimentellen Einrichtung der Charité-Universitätsmedizin Berlin von Schweinen der deutschen Landrasse- Hybriden nach Tötung durch Entbluten entnommen und anschließend über eine Versuchslänge von 180 Minuten perfundiert. Insgesamt wurden neun Versuche durchgeführt. Es wurde mit verschiedenen Dosierungen von jeweils 1 und 10 mg Cadmium/140 ml Nährlösung gearbeitet. Über den Versuchsverlauf wurden aus Blut und Ingesta Proben entnommen und der Cadmiumgehalt mittels AAS bestimmt. Zusätzlich wurden Vitalitätsparameter der Perfusionen gemessen, um Stoffwechsellage und Hämodynamik der perfundierten Präparate zu charakterisieren. Die Ergebnisse zeigten gegenüber dem Ausgangswert vor Versuchsbeginn in der Gruppe x (10 mg Cadmiumapplikation) zu jedem Abnahmezeitpunkt einen signifikanten Anstieg gegenüber dem Ausgangswert. In der Gruppe y (1 mg Cadmiumapplikation) zeigte sich eine solche Signifikanz nach 60 und 120-minütiger Perfusion, nicht mehr jedoch nach 180 Minuten. Eine adäquate hämodynamische und metabolische Situation der perfundierten Präparate war jeweils gewährleistet. Das Modell zeigt sich zur Untersuchung von Umweltschadstoffen aus Bodenproben als geeignet.

Occupational and environmental toxic substances play an important role in the pathogenesis of many diseases. The investigations in this study for the intestinal absorption of cadmium were made- respecting ethical interesses- without animal experiments. The advantage of this experimental sytem are the avoidance of metabolisation by other organs and the distribution in the organism. Because of its use in many industrial products, like batteries, cadmium has gained an big importance as environmental threatening substance and reaches high soilconcentrations in some regions. As a toxic substance cadmium damages mainly lung, kidney and bones. Although many theses of cadmiumabsorption exists, there are no verified statements about the procentual absorption of ingested cadmium. The jejunal segments were explanted in the animal experimental section of charite-berlin from porcs of the german landrasse-hybrids and perfused during 180 min of the experiment. In all 9 experiments with doses of 1 and 10 mg cadmium/ 140 ml nutritionsolution were made. During the experimental course blood- and ingestatrials were taken and their cadmiumcontain mesured by AAS. Also vitalityparameters were determined to characterize status of metabolism and hemodynamic of the perfused preperates. The results showed significant rises of the cadmiumconcentration at all trialmoments in the 10mg group and after 60 and 120 min perfusion in the 1mg group. An adequat hemodynamic and metabolic situation of the organs was assured all the time. So this model is valid for the investigation of environmental threatening substances in soilsamples.