Ökotox

Estradiol gelant über das Blut in den Körper und bindet an Estrogen-Rezeptoren, welches als Transkriptionsfaktoren schliesslich zur Expression spezifischer Gene führt.

30mg in einer einzigen Tablette

Treten die auf im Abwasser oder nicht und was sind die Konzentrationen
Generell steigen Belastung und Effekte mit dem Anteil Abwasser . Abwasserinhaltstoffe gelangen über die Klärschlamm-Düngung auch auf Böden. Zudem enthält die Gülle ebenfalls Steroidhormone( Estrogene, Progesteron, Androgene) aus Nutztieren, die in die Gewässer geschwemmt werden können.
bis zu 5 ng/L
gering

andere sind höher

Wirkung:
Aktivitiät: unter Tabelle.

AP ist 25 mal wirksamer als andere.
 

Ethinylestradiol und Gestagene: Gleiche Wirkung bei Fischen
1 Pille enthält: Drospirenon, 3 mg Ethinylestradiol, 30 Mikrogramm
Risiko Thrombose:

50 pro 100 000 Frauen
 

• EE2-Gehalt in Pille: 26-35 μg/Pille
• ca. 8% der Frauen nehmen Pille
• 50% EE2 wird ausgeschieden
• Oberflächenwasser (1652 Messungen)
• Bereich: 0.01-273 ng/L
• 90th Percentil: 1.7 ng/L

PNEC of 0.1 ng/L for EE2

EE2 ist etwa zwei Grössen- ordnungen aktiver als das E2 in der neg. Wirkung auf die Reproduktion bei Fischen Daten geben die NOEC von verschiedenen Fischen an Schon bei 0.1 ng/L müssen bei den empfindlichsten Fischen mit negativen Wirkungen auf die Fortpflanzung von Fischen gerechnet werden.

Adulte: - Negative Wirkung auf die Fekundität und Fertilität - Negative Wirkung auf Reproduktion (geringere Anzahl Nachkommen) - Vitellogenin-Induktion bei Männchen und Jungtieren Juvenile: - Negative Beeinflussung der Geschlechtsentwicklung und des Geschlechterverhältnisses - Zwittergonaden: Reduktion von Spermien

Bei Fischen zeigen sich folgende Wirkungen durch estrogenes Abwasser, welche sich alle in Genexpressionsänderung, reduzierter Fertilität und reduzierter Reproduktion auswirken:
 - Expositionen während Embryonalentwicklung: Geschlechtsumwandlung,Ovotestis

-Exposition im Adultstadium: Vitellogenin-Induktion, Veränderungen des Hormonspiegels

Induktion des Dottervorläufer-Proteins Vitellogenin als Biomarker für estrogene Wirkungen von Chemikalien

Vitellogin, der Vorläufer des Dotterproteins, welcher in der Leber produziert und ins Plasma abgegeben wird, wo es schliesslich über VTG-Rezeptoren gebunden und in die Oozyten inkorporiert wird. Auch Eischalenproteine werden induziert.
Vitellogenin: _Dottervorläufer-Protein
Marker für die östrogene Wirkung von Umweltschadstoffen

Bei der Bindung an den Hormon-Rezeptor laufen auf molekularer Ebene folgende Prozesse ab. Nach Bindung der Chemikalien an den ER und Aktivierung des Estrogen-Rezeptor-Ligand-Komplexes bindet dieser im Zellkern an das Estrogen Response Element (ERE) der DNA in der Promotorregion bestimmer Gene, was zu deren Expression führt.
Wichtigstes Beispiel: Vitellogenen-Gen.: An die Estrogen- und Androgen-Rezeptoren binden strukturell sehr verschiedene Moleküle, diese Rezeptoren sind keineswegs spezifisch nur für die Geschlechtshormone. Als weitere Wirkungen estrogener Chemikalien treten auch Veränderungen in der Anzahl von Estrogen-Rezeptoren oder Einflüsse auf entsprechende Hirnregionen (Hypothalamus, Hypophyse) auf.

Da die Synthese des Dottervorläufer-Proteins Vitellogenin in Leberzellen unter der Kontrolle des weiblichen Geschlechtshormons 17ß-Estradiol steht, wird die Vitellogenin-Induktion als Biomarker für estrogene Wirkung verwendet. Die VTG-Induktion in Männchen korreliert mit der Ausbildung von Intersex-Gonaden oder Reproduktionseffekte on Fischen

Wirkungsstärke: EE2 ist 20-30x aktiver als das natürliche Estradiol (E2)

Induktion von Vitellogenin und Reduktion der relativen Hodengrösse, bei männlichen Regenbogenforellen in einem englischen Fliessgewässer.
Die Fische wurden für 3 Wochen an verschiedenen Stellen oberhalb und unterhalb einer Abwasser-Einleitestelle in Käfigen exponiert. Dieser Fluss ist stark durch Alkylphenole belastet
a: Vitellogeninkonz. nach und vor der Exposition

b) Gonadensomatischer Index.

•Nonylphenol: Abbauprodukt von Reinigungsmittel
•Bisphenol A: Monomer in Polycarbonat

Nonylphenol haben estrogene Aktivitäten
Die estrogene Aktivität von Nonylphenol ist in diesen Systemen gerinder als jene von Estradiol.
Eine Vitellogenin-Induktion tritt bei Regenogenforellen bereits bei 1 mikrog/L Nonylphenol auf. männliche Fische zeigten nicht nur eine Synthese von Vitellogenin, sondern auch eine Hemmung des Hodenwachstums und eine Veränderung von Bildungszellen von Spermien.

Risiko:Es ist ein Risiko.

Der rote Punkt ist die Wirkung.
Wasserkozentration liegen über den Wirkungsbereich

Festlegung des Geschlechts in der Embryonalentwicklung durch Hormone (bei gewissen Reptilien durch die Temperatur)
Wenn die hormonelle Balance in der sensiblen Phase durch Umweltchemikalien gestört wird, erfolgt die Geschlechtsentwicklung nicht richtig
Irreversible Folgen sind Zwitter, Geschlechtsumwandlung

Hoden mit Eizellen:
Ovotestis

•Bindung an den Estrogen- und Androgen-Rezeptor
•Recombinante Zellsysteme (Hefe, Zellen)
•Fische: Vitellogenin Induktion (Leber, Blut), Leberzellen
•Fische: Fertilität und Reproduktion
•Fischlarven: Exposition während Geschlechtsdetermination

Zeigt, dass für einige Einzelsubstanzen Wirkungskonzentrationen für estrogene Effekte bei Fischen erreicht werden.Von Bedeutung sind insbesondere E2,EE2 und Nonylphenol

•Abhängig von der Chemikalie:
–Feminisierung von Männchen
–Maskulinisierung von Weibchen
•Veränderung des Geschlechterverhältnisses
•Reduzierte Fertilität: Reduktion von Spermienzahl und Spermienqualität
•Verlust von Fischpopulationen bei Seenexperiment
–Seeforellen im Lake Ontario
–Experimentelle Belastung mit 1-5 ng/L EE2 führt nach 2 Jahren zum Kollaps der Fischpopulation in einem kanadischen See (Kidd et al. 2007 PNAS)

Umweltchemikalien in Oekosystemen

Paracelsus auch für die Umwelt:
Dosis ist wichtig

Oekologische Prinzipien gelten auch
Für Umweltchemikalien

Co2 hängt mit der Industrialisierung zusammen
Seit 1860 ist eine weltweite mittlere Erhöhung der Temperatur von 0.6 Grad C nachweisbar
Prognose: globale Erwärmung von 1.5 bis 2.0 Grad C bis 2050.
Die Erwärmung der Atmosphäre erfolgte v.a. durch Anhebung der Minimaltemperaturen und Abschwächung des Tag-und Nachttemperatur-Unterschieds, weil die Nachttemperaturen stark erhöht wurden.
Dabei werden die Landflächen in der kalten Jahreszeit stärker erwärmt. grösste Erwärmung = hohen nördlichen Breiten.
Höhere Minimaltemperaturen, weniger kalte Tage und Frost reduzierte Temperaturdifferenz zwischen Tag und Nacht.
 

Überpopulation in der ganzen Welt
Ressourcen müssen dabei aber auch beachtet werden
 

Die atmosphärische Konzentration von Kohlendioxid ( CO2) und Methan (CH4) steigt kontinuierlich an
Hauptfaktoren der anthropogenen Emissionen von CO2: Verbrennung fossiler Energierohstoffe und Veränderungen in der Landnutzung (Waldrodung),
Treibhauseffekt 64%
Führt zu Ansäuerung der Meere, so sank der ph-Wert bereits um 0,1.
negative Folgen : Probleme bei der Kalkbildung bei Tieren wie Korallen,

 

Stickstoffmoibiliserung durch Dünger

Elimination von Arten.
Biodiversität,Rückgang
Landwirtschaft hat extreme Folgen darauf.Aber sie ist auch notwendig Arten zu erhalten z.B.in den Bergen
 

Bedarf an Wohnraum hat extrem zugenommen
 

1.Erhöhung von Material-Kreisläufen:
•Metalle, Erdöl, Chemikalien
2.Verschmutzung von Luft, Wasser, Böden, Sedimenten
3.Abfälle in Oekosystemen
4.Bioakkumulation in Organismen und Nahrungsketten
Wir beschleunigen die Metallcyklen sehr schnell.. durch Verbrauch (Handy, Laptop)
 

siehe Bild

Ammoniak von den Kühen/viehhaltung verantwortlicht,
Landwirtschaft Stäube

westlichen Industrieländer = Luftschadstoffe = Stickoxide (NOx) und Ozon
schwere Luftverschmutzung in Städten von Schwellen- und Entwicklungsländern,; Stickstoffdioxid und Stickoxide,
Hauptverursacher: motorisierte Strassenverkehr, Haus- und Industriefeuerungen und Kraftwerke.
 

Ozon (O3) Sekundärschadstoff

der bei Sonneneinstrahlung zu 80% aus Stickoxiden und zu 19% aus flüchtigen organischen Verbindungen gebildet wird.
aggressives Reizgas.
Mensch, Tier --> Reizen von Schleimhäuten von Augen, Nase und Atemwege, sowie Bronchien der Lungen angreifen und die Atmung erschweren
Pflanzen--> Blattschädigen (akute Effekte) und Ertragseinbusse (chronische Effekte)

Schwefeldioxid (SO2)= Reizgas, das beim Verbrennen von schwefelhaltigen Brennstoffen, vor allem Kohle entsteht. Durch entsprechenden Umweltschutzmassnahmen ( schwefelarmes Heizöl, Ersatz von Kohle, Abluftentschwefelung) konnten gesenkt werden

Flüchtige organische Verbindungen (VOC) stammen vor allem aus Gewerbe und Industrie, verwendet als Lösungsmittel.auch  in Strassenverkehr und Haushalte.
Gelangen durch Verdunstung in die Luft oder entstehen beim unvollständigen Verbrennen von Brennstoffen
Wichtige Verbindungen: Alkane, Alkene, Aldehyde und aromatische Kohlenwasserstoffe

Schwebestaub (PM10) wird nicht rausgefiltert von der Nase und gelangt in die feinsten Verästelungen der Lunge.
Hauptverursacher: motorisierter Strassenverkehr
Kann Träger von Sulfaten, Nitraten, Schwermetallen und Kohlenwasserstoffen sein

Stickstoffprobleme; Intensivierung der Landwirtschaft und die Mobilität.
Kunstdünger,
seit 1960 zugenommen
 

Schäume in Bächern vom Waschmittel
Teeranlage,
Wc-DesinfektionsmittelBiocide Pestizide
Stickstoffeinträge=Landwirtschaft
Mineraldünger -> gesteigerte Produktivität-> mehr Futtermittel-> Viehdichte erhöht wird.
-> grösserem Hofdüngeranfall, der Hauptquelle von Ammoniak.
Weitere Folgen: erhöhte Auswaschung von Ammonium und Nitrat aus dem Boden in Oberflächen und Grundwasser.
Stickstoff-Verbindung aus der Atmosphäre durch Deposition in terrestrische und aquatische ökosysteme.

wichtigste toxische Wirkung: Nitrat-Zunahme in Trinkwasser und der damit verbundene Gefahr der Bildung von Methämoglobin, was bei Säuglingen zu Sauerstoffunterversorgung führen kann.
Erhöhtes Krebsrisiko durch Nitrosamine, die im Magen gebildet werden.Erhöhter Blasenkrebs-Rate.