English Title: Ecotoxicological investigations for the effectiveness of endocrine disruptors in fish
Abstract
Ziel der vorliegenden Arbeit war, anhand Veränderungen des Plasma-Vitellogeningehalts (PVG) und der Leber-ultrastruktur in unterschiedlichen Fischarten das endokrine Potential einiger Alkylphenole und Steroide zu ermit-teln. Ferner wurde in Life Cycle-Experimenten (LCE) reproduktions- und populationsrelevante Veränderungen analysiert. Regenbogenforellen reagierten nach Belastung mit Nonylphenol (NP)bzw. 17a-Ethinylestradiol (EE2) mit ei-nem alters- und dosisabhängigen Anstieg des PVG. Eine Exposition juveniler Karpfen und adulte männliche Regenbogenforellen ergab für NP- und EE2-haltige Klärabwässer einen deutlich schwächeren Anstieg des PVG als nach Belastung mit NP bzw. EE2 als Monosubstanz. Untersuchungen der Leberultrastruktur ergaben bei allen untersuchten Fischarten eine Proliferation des Proteinsyntheseapparats. Die NP-induzierten Veränderungen in der Leber sind als adaptiv zu bezeichen, während eine Belastung mit EE2 auf Störungen der Proteinsynthese hinweist. Im Medaka LCE konnten nach Belastung mit NP eine generationsübergreifende Verringerung der Befruchtungs-rate und des Überlebens der Nachkommen sowie eine Geschlechtverschiebung und Auftreten von Zwittergona-den beobachtet werden. Eine Belastung mit Octylphenol im LCE resultierte in einer verringerten Wachstums- und Befruchtungsrate, erhöhter Mortalität sowie einer Verweiblichung und Ausbildung von Zwittergonaden. Mit Dehydroepiandrosteron (DHEA) im LCE belastete Medakas zeigten eine verringerte Befruchtungsrate, eine deutliche Vermännlichung der Weibchen und Zwittergonaden. Die Leberultrastruktur zeigte bei einer Belastung mit 100 µg/L DHEA eine Verringerung der Proteinbiosynthese. Die verwendeten Konzentrationen liegen für NP im umweltrelevanten Bereich, weswegen die generationsüber-greifenden Effekte im NP-LCE besonders wichtig sind, da eine chronische Exposition mit endokrin wirksamen Substanzen über mehrere Generationen schwerwiegende Wirkungen auf Wildpopulationen haben könnte.
Translation of abstract (English)
This investigation focused on induction of vitellogenin and changes in liver ultrastructure caused by exposure to alkylphenols and estradiol in different fish species. Additionally, life cycle-experiments (LCE) were conducted for impacts on reproduction and population. In rainbow trouts an age and dose dependant increase of plasma vitellogeninin content (pvc) after exposure to nonylphenol (NP) and. ethinylestradiol (EE2) could be detected. In comparison, reaction of Carp and Rainbow trout to exposure to effluents of sewage treatment plants containing NP and EE2 was significantly weaker than exposure to pure NP and EE2. Analysis of liver ultrastructure revealed dose dependant adaptive proliferation of rough endoplasmic reticulum and dyctiosomes when exposed to NP but degenerative features when exposed to EE2. In Medaka exposed to NP in a LCE a multigenerational decrease of fertilizationrate, survival of the offspring and a shift in sex ratio as well as ovo-testis coud be observed. Exposure to octylphenol in a LCE resulted in decreased growth, survival and fertilization rate and a shift in sex ratio as well as the occurrence of ovo-testis. Medaka exposed to dehydroepiandrosteron (DHEA) in a LCE showed a decreased fertilization, a masculiniza-tion of the females as well as testis-ova. The investigation of liver ultrastructure revealed a decreased protein biosynthesis in the highest concentration. The multigenerational effects of NP-exposure in a LCE are very im-portant, because NP-concentrations used in this investigations can be found in the environment. These results can lead to the suggestion, that chronically exposure to enocrine active substances might lead to a severe damage of wildlife.
| Document type: | Dissertation |
|---|---|
| Supervisor: | Braunbeck, Thomas PhD |
| Date of thesis defense: | 13 February 2001 |
| Date Deposited: | 07 Jun 2001 00:00 |
| Date: | 2000 |
| Faculties / Institutes: | Service facilities > Centre for Organismal Studies Heidelberg (COS) |
| DDC-classification: | 570 Life sciences |
| Controlled Keywords: | Alkylphenole, Östrogene, Vitellogenine, Reproduktion, Elektronenmikroskopie |
| Uncontrolled Keywords: | Populationsrelevanz , Histologie , Geschlechterverhältnis , ZwittergonadeLife Cycle-Experiment , early lifestage , endocrine disruptor , ELISA |
