Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Frühwarnsystem Frosch

16.06.2006
Kaulquappen helfen bei der Entdeckung von Chemikalien, die das Hormonsystem stören

Unbeeindruckt von den neugierigen Blicken hunderter Menschen paddeln winzige Fröschlein in dem kleinen Aquarium. Daneben stehen weitere Glasbehälter, einer enthält zwei faustgroße Frösche, der andere kleinfingerlange Tiere, die mit ihren Fühlern am Maul aussehen wie winzige Welse. Doch es sind Froschlarven, die zwar wachsen, sich aber nicht in Frösche verwandeln werden. Ihr Hormonsystem spielt verrückt, weil es Chemikalien ausgesetzt wurde, mit denen auch Menschen in Berührung kommen.


Sehen aus wie Fische, sind aber Froschlarven: Die abgebildeten Tiere konnten sich nicht in Frösche verwandeln, weil ihr Hormonsystem durch Chemikalien gestört wurde. Foto: R. Günther

Werner Kloas, Professor am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, hält diese Tiere allerdings nicht wegen des Schaueffekts bei Events wie der Langen Nacht der Wissenschaften. Vielmehr gilt sein Interesse den hormonellen Störungen, die durch Umweltchemikalien ausgelöst werden können. Die Amphibien – es handelt sich um südafrikanische Krallenfrösche – reagieren äußerst sensibel auf Substanzen, die man als endokrin wirksam oder englisch als „endocrine disruptors“ (ED) bezeichnet. Diese Eigenheit der Frösche hat sich die Gruppe um Kloas zunutze gemacht und einen Test entwickelt, mit dem Chemikalien auf ihre hormonelle Wirksamkeit getestet werden können. Der Test soll Standard in den OECD-Ländern werden und befindet sich derzeit in der zweiten Validierungsphase.

Vereinfacht gesagt beobachten die Forscher zwei Gruppen von gleichalten Froschlarven. Ein Teil der Kaulquappen wird der zu testenden Substanz ausgesetzt, der andere dient als Kontrollgruppe. Je nach dem, wann – oder ob überhaupt – die Metamorphose zum Frosch einsetzt, lassen sich Aussagen über die hormonelle Wirksamkeit der Testsubstanz treffen. „Es geht in erster Linie um das Schilddrüsensystem“, erläutert Kloas, „denn die Schilddrüsenhormone steuern bei den Fröschen die Metamorphose.“

Die Wissenschaftler testen Stoffe, die nicht oder nur sehr gering giftig sind, die aber das Hormonsystem von Wirbeltieren beeinflussen. Zu diesen Stoffen zählen Agrochemikalien, Medikamentrückstände oder bestimmte Kunststoffe. In der EU gibt es eine Initiative namens REACH (Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals), in deren Rahmen Substanzen auf mögliche Gesundheits- und Umweltwirkungen getestet werden, die schon lange in Gebrauch sind und daher nicht mehr aufwendigen Prüfbestimmungen unterliegen. Es handelt sich gleichsam um eine neue Begutachtung des Altbestandes – mehr als 100.000 Chemikalien, die schon vor 1981 auf dem Markt waren. Die Untersuchungen sollen zum Beispiel klären helfen, welche Umweltchemikalien negative Einflüsse auf das Schilddrüsensystem auch beim Menschen haben.

Wieso nimmt man dafür ausgerechnet Kaulquappen und nicht Säugetiere als Versuchsobjekte? „Vor allem, weil die Froschlarven extrem sensibel sind“, erläutert Kloas. Schon geringste Mengen von Wirkstoffen reichten aus, um das Hormonsystem der Amphibien durcheinander zu bringen. „Ratten beispielsweise tolerieren kleinere Schwankungen von Schilddrüsenhormen ebenso wie Menschen, da lassen sich keine Auswirkungen messen.“ Hinzu kommt, dass der Test mit den Kaulquappen sehr einfach durchzuführen ist: Es reicht der Augenschein, komplizierte Bluttests oder Gewebeuntersuchungen sind nicht nötig.

Außerdem gibt es eine Art Nebeneffekt, der für die Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei besonders interessant ist: „Mit den Froschlarven können wir auch Gewässer testen, etwa die Ausläufe von Kläranlagen“, sagt Kloas. Denn selbst die gründlichste Reinigung von Abwässern vermag kaum die Medikamentenrückstände zu entfernen, die über Ausscheidungen in die Kanalisation gelangt sind. In vielen Flüssen und Seen, auch in der Region Berlin, gibt es bereits Tendenzen zur Verweiblichung von Fisch- oder Weichtierpopulationen. „Und kürzlich haben wir Wasser aus einem Fluss in Italien getestet, das enorm hoch mit endokrin wirksamen Substanzen belastet war und innerhalb von 4 Wochen zu Verweiblichungs- bzw. Entmännlichungsphänomenen bei unseren Krallenfröschen geführt haben“, berichtet Kloas.

Müssen sich die Berliner nun Sorgen machen, wenn sie in den hiesigen Gewässern baden oder Wasser aus der Leitung trinken? „Nein“, sagt Kloas. „Wir können zwar hormonell wirksame Substanzen nachweisen, aber nach allem, was wir wissen, können die so gemessenen Konzentrationen den menschlichen Organismus nur durch Baden nicht nachhaltig schädigen, da sie nur in geringen Mengen aufgenommen werden, während bei den wasserlebenden Tieren endokrine Störungen durchaus zu erwarten sind. Im Trinkwasser generell sind solche endokrin wirksamen Stoffe nur in gerade nachweisbaren Spuren gefunden worden, die bisher noch unter einer biologisch nachweisbaren Menge liegen. Deshalb ist unser Berliner Leitungswasser nach wie vor von hoher Qualität und ohne Bedenken für die Gesundheit zu genießen. Eine Gefährdungspotenzial für den Menschen stellen endocrine disruptors eher bei der Aufnahme durch Nahrungsmittel dar.“

Weitere Infos bei
Prof. Dr. Werner Kloas,
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Tel.: 030 / 6 41 81 630 (werner.kloas@igb-berlin.de)

Josef Zens | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Usutu-Virus verringert Amselpopulation im Ausbruchsgebiet
22.11.2017 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

nachricht 26 neue Zwergfrösche aus Madagaskar
22.11.2017 | Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Autonomes Fahren – und dann?

22.11.2017 | Verkehr Logistik

Material mit vielversprechenden Eigenschaften

22.11.2017 | Materialwissenschaften

Forscherteam am IST Austria definiert Funktion eines rätselhaften Synapsen-Proteins

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie