ZIEL Die Auswirkungen von Endokrinen Disruptoren (ED) auf die Reproduktionsorgane sind umfangreich untersucht, da eine Vielzahl endokrin wirksamer Substanzen östrogene und antiandrogene Wirkungen haben. Da sowohl Östrogen- als auch Androgenrezeptoren auch am Herzen nachgewiesen werden konnten, wurde in der vorliegenden Arbeit der Frage nachgegangen, ob ED auch direkte Wirkungen auf den Herzmuskel haben. METHODEN Die Untersuchungen erfolgten am Rattenmodell. Als Kontrollgruppe dienten orchidektomierte männliche Ratten. Getestet wurden folgende Substanzen, die den Tieren über das Futter zugesetzt wurden: Die Phytoöstrogene Genistein (Gen), Resveratrol (Res) und 8-Prenylnaringenin (8-PN), die UV-Filter-Substanzen Benzophenon-2 (BP-2), 4-Methylbenzyliden-Camphor (4-MBC) und Octylmethoxycinnamat (OMC), denen eine östrogene Wirkung zugeschrieben wird, sowie die die Steroidhormone Östradiol (E2) und Testposteron (T). Weiterhin wurden die Pestizide Linuron (Lin) und Procymidon (Pro) untersucht, die dagegen antiandrogene Wirkung haben und deshalb an intakten Tieren getestet wurden. Untersucht wurden einerseits die Herzmuskelfaserfläche mittels histomorphometrischer Auswertung, andererseits die Anzahl der proliferierenden Zellen mittels immunzytologischer Färbung mit Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA). ERGEBNISSE Die Orchidektomie führte zu einer signifikanten Verkleinerung der Herzmuskelfaserfläche sowie einer Erhöhung der proliferierenden Zellen. Unter den östrogen wirksamen Substanzen führten - bis auf 4-MBC und OMC - alle Testsubstanzen sowie die E2 und T zu einer signifikanten Vergrößerung der Herzmuskelfaserfläche , wobei Res den stärksten Effekt hatte. Alle Testsubstanzen außer 8-PN erzeugten außerdem eine Verringerung der proliferierenden Zellen. Hier zeigte sich der kleinste Anteil an proliferierenden Zellen bei 4-MBC. Bei den Substanzen mit bekannter antiandrogener Wirkung, Lin und Pro, bewirkte lediglich Lin eine signifikante Vergrößerung der Herzmuskelfaserfläche. Auch der Anteil an proliferierenden Zellen wurde durch die Gabe von Lin und Pro kaum beeinflusst. SCHLUSSFOLGERUNG Alle untersuchten Endokrinen Disruptoren hatten Auswirkungen auf das Herz. Einige Wirkungen der Substanzen mit bekannter östrogener Wirkung entsprechen nicht denen von E2, weshalb hier von anderen, Östrogenrezeptor-unabhängigen Wirkmechanismen ausgegangen werden muss. Die beiden antiandrogenen Substanzen Lin und Pro zeigten keine wesentliche Wirkung auf den Herzmuskel der intakten Tiere. Zur Klärung der Frage, ob die Veränderungen am Herzmuskel gesundheitsschädlich für den Menschen sind, sind weitere Untersuchungen nötig.

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Hormonell wirksame Chemikalien, wie Pflanzenschutzmittel oder Pharmaka gelangen durch Abwässer in die Umwelt und akkumulieren vor allem in Oberflächengewässern. Ein erhöhtes Augenmerk liegt auf Substanzen, die durch (anti)androgene und (anti)östrogene Wirkungsweise die Reproduktion von Tieren und Menschen beeinträchtigen. Bei den bisherigen Nachweismethoden für diese Stoffe handelt es sich um invasive Methoden, die das Töten der Tiere beinhalten. Diesen Methoden mangelt es jedoch an der nötigen Sensitivität, um umweltrelevante Konzentrationen der endokrinen Disruptoren (EDs) nach Kurzzeitexposition nachweisen zu können, sowie am Vermögen, alle vier Wirkmechanismen (androgen, antiandrogen, östrogen und antiöstrogen) mit einer einzelnen Testmethode feststellen und unterscheiden zu können. In dieser Studie wurde deshalb mit Hilfe männlicher Afrikanischer Krallenfrösche (Xenopus laevis) eine Testmethode entwickelt, bei der die Frösche verschiedenen (anti)androgenen und (anti)östrogenen EDs ausgesetzt wurden und ihr Rufverhalten untersucht wurde. Diese nicht-invasive Methode erwies sich als schnell und höchst sensitiv. Zudem war es erstmals möglich, die vier verschiedenen Wirkmechanismen allein anhand veränderter Ruftypen und Rufparameter zu bestimmen und zu unterscheiden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass bei Anwendung dieser Methode die Möglichkeit besteht, die Versuchstiere in weiteren Tests wiederzuverwenden, da die Rufparameter nach einer expositionsfreien Zeit von sechs Wochen wieder Kontrollwerte erreichten. Zusammengefasst kann die hier vorgestellte verhaltensphysiologische und damit nicht-invasive Methode als Biomarker für den Nachweis von (anti)androgenen und (anti)östrogenen EDs verwendet werden. Ferner zeigt die hohe Sensitivität des Tests, sowie die Möglichkeit der vollautomatischen Analyse enormer Datenmengen, dass dieser schnelle Verhaltenstest ein großes Potential hat, ein sensitiver, standardisierter und nicht-invasiver Biomarker zu werden. / Endocrine disrupting compounds (EDCs), such as herbicides, pesticides or pharmaceuticals enter the environment via sewage effluents and especially accumulate in surface waters. Research efforts so far mainly focused on EDCs with (anti)androgenic and (anti)estrogenic modes of action (MOAs), which can interfere with reproductive biology of vertebrates. To date, biomarkers for the assessment of such compounds are invasive techniques, which are not sensitive enough to detect EDCs after short-term exposures and which cannot distinguish between the four MOAs. Hence, in this study a non-invasive method for the assessment of EDCs was developed using male African clawed frogs (Xenopus laevis) as model species. Frogs were exposed to individual (anti)androgenic and (anti)estrogenic EDCs in the surrounding water and their calling behavior was analyzed. This non-invasive method turned out to be a fast and highly sensitive biomarker for the detection of (anti)androgenic and (anti)estrogenic EDCs. Moreover, this method was able to differentiate between the four different MOAs solely by determining affected parameters of the calling behavior. It was also shown that by using this method, it might be possible to reuse already tested experimental animals, because the measured affected parameters were reversed after a period of six weeks under control conditions. Taken together the here established non-invasive behavioral method can be used as biomarker for the detection of (anti)androgenic and (anti)estrogenic EDCs. Furthermore, the high sensitivity of this testing method, as well as the possibility of analyzing vast datasets rapidly in a completely automated fashion indicate the huge potential for this rapid behavior test to become a sensitive, standardized, non-invasive biomarker.