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 Eine Frage der Dynamik
19.02.2018 | Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

nachricht Forscherteam deckt die entscheidende Rolle des Enzyms PP5 bei Herzinsuffizienz auf
19.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics