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Effekte des Xenoöstrogens Bisphenol A auf das Reproduktionssystem männlicher Nachkommen von Sprague-Dawley Ratten (2006)

Art

Hochschulschrift

Autor

Fialkowski, Olaf (WE 11)

Quelle

Berlin: Mensch-und-Buch-Verl., 2006 — 117 Seiten

ISBN: 3-86664-163-X

Kontakt

Institut für Tierschutz, Tierverhalten und Versuchstierkunde

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Abstract / Zusammenfassung

Bisphenol A (BPA) wird zur Herstellung von z.B. Lebensmittelverpackungen, Schutzanstrichen, CDs und in der Zahnmedizin verwandt. Es wird zu den sogenannten „endocrine disruptors“ gezählt, die bei Kontakt mit Organismen zu einer Beeinflussung des Geschlechtshormonsystems führen können. Sowohl oestrogene bzw. antioestrogene als auch androgene bzw. antiandrogene Wirkungen sind möglich. In der vorliegenden Arbeit sollten indirekte Effekte von BPA auf das Reproduktionssystem männlicher Nachkommen nach vorgeburtlicher Exposition untersucht werden. Dafür wurden weibliche Wistar-Ratten am Tag 6 – 21 ihrer Trächtigkeit einmal täglich oral mit BPA in den Dosierungen 50 mg/kg, entsprechend dem NOAEL (no observed adverse effect level) der US-EPA (Environmental Protection Agency der USA) und mit Dosierungen, die auf einem weit niedrigeren Niveau liegen, hier 0,1 und 0,02 mg/kg, behandelt. Dieser Bereich wird in der Literatur oft auch als „Niedrig-Dosis-Level“ (low dose level) beschrieben. Des weiteren wurde mit Ethinylestradiol (EE) in den Dosierungen 0,2 und 0,02 mg/kg behandelt. Die EE-behandelten Ratten dienten als Positivkontrolle. Eine Vehikelkontrolle wurde ebenfalls eingesetzt. Als Parameter zur Feststellung von Effekten wurden verwendet: Körpergewichte (Muttertiere und Nachkommen zu verschiedenen Zeitpunkten) und Organgewichte (Nachkommen zu verschiedenen Zeitpunkten), Wurfgewicht (Tag1) Anogenitalabstand an den Tagen 3,15 und 21 nach der Geburt (AGD3, 15, 21), Hodenabstieg (DT), Präputialseparation (PS), Spermatiden- und Spermienzahl, tägliche Spermienproduktion (DSP) und Spermienumsatz (STR), Spermienmorphologie, Hodenhistologie, Testosteronkonzentration und Sexualverhalten. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Von den untersuchten Parametern konnte für die entwicklungsbiologischen Endpunkte (AGD, DT und PS) ein Einfluss von BPA festgestellt werden, der sich in einer Verkürzung des AGD und einer Verzögerung des DT und der PS manifestierten. Daneben wiesen Gewichtsveränderungen der Leber, insbesondere des Thymus am PND 170 (PND = postnatal day) und der Milz ebenfalls auf spezifische Effekte hin. Somit scheint neben der Beeinflussung des Reproduktionssystems auch eine Reaktion durch das Immunsystem vorzuliegen. Die histologische Untersuchung der Hoden zeigte am PND 70 bei der Dosierung 0,1 mg/kg BPA in den Samenkanälchen Apoptosefragmente und bei 0,02 mg/kg BPA Apoptose und Zelltrümmer im Lumen. Am PND 170 kam es bei der Dosierung 0,1 mg/kg BPA ebenfalls zu Apoptosefiguren und bei der 0,02 mg/kg BPA-Gruppe. Dies wurde auch durch die gesunkenen Spermatidenzahlen und die gesunkene DSP nach Gabe von BPA unterstrichen. Allerdings konnte kein biologisch relevanter Effekt auf die Gewichte der Reproduktionsorgane und die Morphologie der Spermien nachgewiesen werden. Auch das Sexualverhalten der Tiere war unauffällig. Weitere Untersuchungen, insbesondere im „Niedrig-Dosis-Bereich“, sollten unternommen werden, um die Aufklärung des endgültigen Wirkmechanismus von BPA und weitere Effekte auf andere Parameter, wie z.B. den Einfluss auf das Immunsystem zu erforschen.

Effect of the xenoestrogen Bisphenol A on the reproductive system of Sprague Dawley rats male offspring Bisphenol A (BPA) is commonly used as food packagings, protective coats, CDs, in dentistry etc. BPA pertains to a certain group called “endocrine disruptors”, which evoke estrogenic, androgenic effects or vice versa. To detect indirect effects on the reproductive system of rat male offspring dam Wistar rats were treated from gestational day 6-21 orally once a day with either 50 mg/kg, corresponding to the no observed adverse effect level (NOAEL) of the US-EPA (Environmental Protection Agency, USA) and two other concentrations of the low dose level as described in literature, here 0.1 mg/kg and 0.02 mg/kg BPA. As a positive control dams were treated with ethinylestradiol (EE) the same way but with 0.2 mg/kg and 0.02 mg/kg, respectively. There was a vehicle control either. For indication of possible effects the following endpoints were measured: Dam and offspring body weight (different timepoints) and offspring organ weights (different timepoints), litter weight (day 1), anogenital distance on day 3, 15 and 21 after gestation (AGD3, 15, 21), testicle descent (DT), preputial separation (PS), spermatid and sperm number, daily sperm production (DSP) and sperm transit rate (STR), sperm morphology, histology of testes, plasma testosterone concentration and sexual behavior. The results obtained and the conclusions are summarised below: From all endpoints tested especially the developmental parameters (AGD, DT, and PS) were influenced by BPA, that means the AGD was shortened and DT and PS were delayed. Furthermore specific effects were observed by changes of organ weights such as liver weight but more pronounced in thymus weight on PND 170 (PND = postnatal day) and spleen weight. According to these findings BPA is not only disrupting the reproductive system but seems also to affect the immune system. The histological analysis of the testes revealed on PND 70 after treatment with 0.1 mg/kg BPA signs of programmed cell death, such as apoptotic fragments in the seminal tubules. 0.02 mg/kg BPA induced apoptosis and cell detritus in the lumen of the seminal tubules. Analoge results were observed on PND 170. Additionally, 0.02 mg/kg BPA generated an aerated epithelium. BPA also decreased spermatid numbers and DSP in the offspring. No biological relevant effects were found in reproductive organ weights and sperm morphology. Sexual behavior of the male rats seemed to be unaffected. Further investigations should be undertaken to clarify for instance the final mode of action of BPA and other targets in biological systems and to prove the recent results at the low dose level.