Bei Daidzein und Bisphenol A handelt es sich um zwei Vertreter einer Klasse von Stoffen, die als „Umwelthormone“ (engl. endocrine disrupter) bezeichnet werden. Aus der Gruppe der Phytoöstrogene wurde Daidzein als wichtiger Vertreter, der in hohen Konzentrationen in vielen Nutzpflanzen und Nahrungsmitteln vorkommt, ausgewählt. Sojaprodukte, die den größten Beitrag einer menschlichen Exposition gegen Daidzein liefern, werden in zunehmendem Maße auch in westlichen Ländern konsumiert. Bisphenol A wurde als Vertreter der Xenoöstrogene gewählt, da es - was Weltjahresproduktion und Verwendung angeht - die wohl wichtigste Substanz dieser Gruppe darstellt. Im ersten Teil der Arbeit wurde die Biotransformation und Toxikokinetik der beiden Verbindungen nach oraler Gabe in der Ratte aufgeklärt. Dabei konnte gezeigt werden, daß die orale Bioverfügbarkeit beider Substanzen in der Ratte sehr gering war. Maximal zehn Prozent der jeweils applizierten Dosis konnten im Urin der Tiere wiedergefunden werden. Als Hauptmetabolit wurden sowohl von Daidzein als auch von Bisphenol A das jeweilige Glucuronid-Konjugat gebildet. Bei Daidzein überwog in der männlichen Ratte zusätzlich das Sulfat-Konjugat. Der Anteil an freier, d.h. unkonjugierter Verbindung betrug im Urin der Tiere zwischen 1 und 3 Prozent der Dosis. Außer den Phase II-Konjugaten, die aufgrund ihrer mangelnden östrogenen Wirksamkeit zu einer Detoxifizierung der beiden Verbindungen führte, konnten nach Gabe von Bisphenol A in der Ratte keine weiteren Metabolite identifiziert werden. Nach Exposition mit Daidzein konnten in den Faeces der Tiere in geringem Umfang die beiden reduktiven Metabolite Equol und O-DMA gefunden werden. Diese wurden wahrscheinlich im Magen-Darm-Trakt durch die Bakterien der Darmflora gebildet. Sowohl Daidzein als auch Bisphenol A wurden bei der Ratte nur unvollständig aus dem Magen-Darm-Trakt resorbiert; der Großteil der gegebenen Dosis wurde als unveränderte Substanz in den Faeces wiedergefunden. Bei Bisphenol A wurde die Ausscheidung zudem durch einen ausgeprägten enterohepatischen Kreislauf verzögert. Im zweiten Teil der Arbeit wurden zunächst empfindliche GC/MS- und HPLC-Methoden zur Quantifizierung der Verbindungen in humanen Plasma- und Urinproben entwickelt. Danach wurden freiwillige Probanden oral mit jeweils 5 mg Daidzein bzw. d16-Bisphenol A exponiert, um Daten zur Biotransformation und Toxikokinetik der beiden Substanzen im Mensch zu erhalten. Wegen des deutlich meßbaren Hintergrundes an Bisphenol A, das in allen Kontrollproben nachweisbar war, wurde für die Humanstudie die deuterierte Verbindung gegeben, für die kein störender Hintergrund meßbar war. Die Bioverfügbarkeit der Gesamt-Substanz (freie Verbindung + Konjugate) im Menschen war in beiden Fällen deutlich höher als in der Ratte. Von Daidzein wurden 40 Prozent (Ratte 10 Prozent), von Bisphenol A > 95 Prozent (Ratte 13 Prozent) der applizierten Dosis im Urin der Probanden wiedergefunden. Dabei zeigte sich ein sehr effizienter Phase II-Metabolismus; weniger als 1 Prozent der Glucuronid-Konjugatkonzentrationen wurden als unveränderte Substanz gefunden. Das Glucuronid stellte in beiden Fällen den einzigen nachweisbaren Metaboliten dar. Die Elimination von Daidzein und Bisphenol A verlief in den beiden Studien sehr schnell nach einer Kinetik erster Ordnung. Im Gegensatz zu der Ratte konnten auch bei Bisphenol A keine Auffälligkeiten in den Ausscheidungskurven beobachtet werden, Hinweise auf einen enterohepatischen Kreislauf im Menschen wurden nicht gefunden. Im Falle von Bisphenol A wurde fast die komplette applizierte Dosis (> 95 Prozent) in Form des Glucuronides im Urin wiedergefunden. Anhand der erhobenen Daten wurde anschließend eine Beurteilung des Risikos für den Menschen abgegeben. / Daidzein and bisphenol a are two representatives of a class of substances known as endocrine disrupters. A common mark of these compounds is their affinity to at least one of two estrogen receptors in vitro. This leads to speculation on how such compounds may interfere with hormonal regulation in animals and humans. As an important representative of the group of phytoestrogens daidzein has been chosen. Daidzein occurs in high concentrations in plants like soy, thus contributing to a human exposure via food. Bisphenol a has been chosen for this thesis because it probably is the most important industrial chemical suspected of endocrine activity, considering worldwide annual production numbers. Biotransformation and kinetics of the two model substances, daidzein and bisphenol a, have been elucidated. The results showed that oral bioavailability of the two chemicals has been very low. Less than ten percent of the dose given could be recovered from urine of animals. The major metabolite in biotransformation of both daidzein and bisphenol a proved to be the glucuronide of the respective compound. Additionally, after application of daidzein to rats, daidzein sulfate could be identified specifically in male animals only. The percentage of unconjugated parent compound in both studies has been shown to be between one and three percent of the dose given. No further metabolites could be found after oral administration of bpa to rats; after oral administration of daidzein to rats, equol and o-dma could be identified as minor metabolites in feces of animals. In both studies, the major part of the administered dose could be recovered as unchanged parent compound from feces. In the case of BPA, elimination was slowed by the occurence of enterohepatic circulation. This explains why the elimination of BPA and its conjugates was slow and did not follow a first-order kinetics. Furthermore, sensitive analytical methods (HPLC and GC/MS) were developed to allow quantification of low amounts of the two model compounds in human plasma und urine samples. To obtain information on the biotransformation and toxicokinetics in humans, volunteers were given 5 mg of either daidzein or d16-bisphenol a. Because of a rather high background for bisphenol a in control samples, deuterated bisphenol a had been chosen for the human study. Bioavailability of total substance (i.e. unconjugated + conjugated compound) in humans was markedly higher than in rats. After controlled exposure to daidzein 40 per cent (as compared to 10 per cent in rats) could be recovered from urine, in the case of d16-bpa more than 95 per cent (as compared to 13 per cent in rats) could be recovered. Less than 1 per cent of the concentration of the conjugated compound could be found as unchanged parent compound. In both cases, the glucuronide has been identified as sole metabolite in human volunteers. Elimination of both substances was quick and followed a first order kinetics. In the case of d16-bisphenol a, all of the given dose could be recovered from urine. With the data gathered, an assessment of the risk posed by these chemicals to humans was given.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:214 |
| Date | January 2001 |
| Creators | Colnot, Thomas |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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