Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine neue Hypothese zur sexuel-len Differenzierung bei Amphibien erstellt. Im Zentrum dieser Hypothese steht als auslösendes Moment der geschlechtlichen Entwicklung die gene-tisch bedingt unterschiedliche Expression der 5α-Reduktase. Dieses Enzym ist für die Umwandlung von Testosteron in das potentere Dihydrotestosteron verantwortlich und hat damit entscheidenden Einfluss auf das Verhältnis, in welchem androgene zu estrogenen Sexualsteroiden im larvalen Tier vorlie-gen. Die Entwicklung zum weiblichen oder männlichen Frosch scheint von dieser Relation bestimmt zu werden.
Um die Richtigkeit der vorgestellten Hypothese zu überprüfen und ins-besondere zu klären, ob die 5α-Reduktase tatsächlich die zentrale Rolle in der sexuellen Differenzierung der Amphibien einnimmt, sind eingehende Studien dieses Enzyms erforderlich. So sollte in einer grundlegenden Analy-se untersucht werden, wann und in welcher Ausprägung die 5α-ReduktaAnaly-se im normalen Entwicklungsverlauf von Amphibien auftritt. Analog zu dem in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Vorgehen für die Untersuchung der Rezeptoren der Sexualsteroide während der Larvalentwicklung wäre die RT-PCR-Technik als geeignete Methode vorzuschlagen.
Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass die Konsequenzen einer gezielten Manipulation der Aktivität und / oder des Vorkommens der 5α-Reduktase während der geschlechtlichen Entwicklung wertvolle Hinweise auf die Funktion und Bedeutung des Enzyms für die sexuelle Differenzierung liefern würden. Eine Verringerung der Enzymaktivität durch die Gegenwart eines spezifischen Inhibitors sollte gemäß der diskutierten Hypothese zu ei-nem deutlich erhöhten Anteil weiblicher Tiere im entsprechend behandelten Ansatz führen. Dagegen ist zu erwarten, dass eine erhöhte Funktionalität der 5α-Reduktase durch exogene Zugabe über das Umgebungsmedium in einer zunehmenden Menge männlicher Tiere resultiert. Solche Untersuchungen, die über den Beitrag, den die 5α-Reduktase zur geschlechtlichen Entwick-lung von Amphibien leistet, Aufschluss geben, sind von hohem Interesse. Für die Verifizierung der vorgestellten Hypothese oder möglicherweise zur Erar-beitung von Erkenntnissen, die eine Modifikation dieser grundlegenden An-nahme nötig machen, sind diese Studien unerlässlich.
Im anwendungsbezogenen Teil der vorliegenden Arbeit wurde das zur Untersuchung von EDs bereits etablierte Studienmodell Xenopus laevis um einige Aspekte erweitert. Die Tatsache, dass die Induktion von Vitellogenin in der Leber juveniler Tieren bereits nach kurzfristiger Exposition gegenüber
estrogen wirksamen Substanzen nachweisbar ist, lässt vermuten, dass auf dieser Basis die Etablierung eines raschen Tests auf Estrogenität möglich ist.
Ein solches Screeningverfahren wäre in der Lage, auf eine vergleichsweise schnelle und wirtschaftliche Art das Potenzial einer Substanz oder eines Substanzgemisches anzuzeigen, mit dem diese das Hormonsystem durch estrogene Interaktion zu beeinflussen kann.
Außerdem konnte gezeigt werden, dass sich der Krallenfrosch über La-borstudien hinaus auch für Untersuchungen eignet, die es erlauben, die Be-lastung der Umwelt durch hormonell aktive Substanzen am Ort der Kontami-nation zu beurteilen. Die Übertragbarkeit der durch dieses System ermittelten Daten auf die heimische Situation scheint durch den erfolgten Vergleich mit Ergebnissen, die unter Verwendung von Rana temporaria erstellt wurden, gesichert. Xenopus bietet damit eine große Vielfalt an Möglichkeiten, die en-dokrine Wirkung von Substanzen und Substanzgemischen auf verschiede-nen Nachweisebeverschiede-nen zu untersuchen. Die Verwendung von Extrakten zu untersuchender Medien bietet darüber hinaus den Vorteil, den hohen Auf-wand von Freilanduntersuchungen zu reduzieren und komplexe natürliche Mischungen unter standardisierten Bedingungen im Labor analysieren zu können. Es wäre wünschenswert, diese Palette an in vitro- und in vivo-Methoden ausgehend vom hier vorgestellten Ansatz in weiteren, kombinier-ten Labor- und Freilandstudien anzuwenden, um eine breitere Dakombinier-tenbasis zu erhalten sowie das Modellsystem Xenopus weiter zu entwickeln und zu prä-zisieren. Auf diese Weise ließe sich eine praktikable und sensitive Grundlage zum Aufbau eines validen Testsystem erarbeiten, das die verlässliche Beur-teilung der relevanten Gefährdung, die von EDs auf die amphibische Umwelt ausgeht, zulässt.
5 DANKSAGUNG
Mein aufrichtiger Dank gilt:
Prof. Dr. Werner Kloas, Prof. Dr. Andreas Elepfandt, Prof. Dr. Jörg Oehlmann,
Dr. Ilka Lutz, Gregor Levy und Robert Opitz,
allen Mitarbeitern
- des Labors für Experimentelle Toxikologie und Ökologie der BASF AG, Ludwigshafen
- der Abteilung V des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnen-fischerei Berlin,
- des Zoologischen Instituts II der Universität Karlsruhe,
- des Bayerischen Landesamts für Wasserwirtschaft, Versuchsstation Wie-lenbach
sowie meiner Familie, meinen Freunden und Michelle.
Sie alle haben auf Ihre besondere Art und Weise zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen.
Neben der Bereitschaft zur fachlichen Diskussion und den vielen Anregun-gen, die ich dadurch erhielt, möchte ich mich ausdrücklich für die tatkräftige Unterstützung, die mir zuteil wurde, bedanken. Ganz besonders habe ich mich über das angenehme Arbeitsklima und die freundschaftliche Atmosphä-re gefAtmosphä-reut, in der ich mit viel Spaß und FAtmosphä-reude arbeiten durfte.
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