6 Ergebnisse
6.4 Freilanduntersuchungen
Ergebnisse 59
Die mittels Elektrophorese gemessene Apoptose korreliert invers signifikant (p = 0,020) mit den Cadmium-Gehalten der Leber und invers hoch signifikant mit den Zink-Gehalten (p = 0,001).
Ferner korreliert sie invers signifikant mit dem Gonadosomatischen Index (GSI)1 (p = 0,022) und mit der Länge (p = 0,039) der Fische. Hoch signifikante negative Korrelation besteht ebenfalls zur gemessenen Wassertemperatur (p < 0,001).
Die Apoptose korreliert im Dezember dagegen nicht mit den exemplarisch ausgewählten organischen Schadstoffen PCB 28, PCB 153 und DDE.
Die Lebern der Klieschen von der 191. Reise wurden ebenfalls mittels TUNEL-assay in Gefrierschnitten analysiert. Die Ergebnisse dieser Reise sind in Abb. 21 gezeigt.
Abb. 21: Box-Whisker-Plot der mittels TUNEL-assay gefärbten Zellkerne in Gefrierschnitten von Klieschenlebern an 6 Stationen in Nord- und Ostsee; Dezember 1997
Die Ergebnisse aus dem TUNEL-assay zeigen mit Ausnahme der Station G08 die gleiche Verteilung wie die Ergebnisse der elektrophoretischen Trennung. Die Ostsee-Stationen haben erhöhte Werte mit Medianen von 99 (B01) und 190 (B12) markierten Zellkernen. Die Station B12 unterscheidet sich hoch signifikant (p = 0,008) von der Station B01.
1 GSI (Gonadosomatischer Index): Gonadengewicht x 100
Fischgewicht (ohne Gonaden und Verdauungsorgane) Station
n Zellkerne
0 50 100 150 200 250 300 350
B01 B12 N01 N04 N06 G08
Von den Nordsee-Stationen unterscheidet sich die Station B01 signifikant, bzw. hoch signifikant von den Stationen N01 (p = 0,014), N04 (p = 0,010) und N06 (p = 0,005), und die Station B12 hoch signifikant von allen anderen (p < 0,001).
Die medianen Werte der Nordsee-Stationen betragen für N01 12, für N04 14, für N06 6 und für G08 23 TUNEL-positive Zellkerne.
Zu den einzelnen Meßwerten s. Anhang 9.7; Tab. 21.
Die Ergebnisse der elektrophoretischen Bestimmung und des TUNEL-assay korrelieren signifikant (p = 0,008). Aufgrund dieser Tatsache kann davon ausgegangen werden, daß mit der Färbung im wesentlichen apoptotische Zellkerne erfaßt wurden und der TUNEL-assay eine reproduzierbare und empfindliche Methode ist, in Freilandproben Apoptose zu messen. Ein vermehrtes Auftreten von zufälligen DNA-Strangbrüchen und Nekrose ist in Freilandfischen im Gegensatz zu solchen aus Laborexperimenten, die mit höheren Konzentrationen an Schadstoffen inkubiert wurden, nicht wahrscheinlich.
Ein Unterschied, der sich aus den beiden Methoden ergibt, ist das Ergebnis der Station G08. Während in der Elektrophorese kaum apoptotische DNA-Fragmentierung gemessen werden konnte, sind die Werte mittels TUNEL-assay die höchsten in der Nordsee.
Ob es sich bei den TUNEL-markierten Zellkernen um apoptotische handelt, die eventuell mittels Elektrophorese nicht erfaßt werden konnten, oder ob in diesen Zellen vermehrt ungerichtete Strangbrüche auftreten, kann ohne morphologische Betrachtung im Elektronenmikroskop nicht eindeutig gesagt werden.
Bezüglich der anderen Parametern besteht eine inverse signifikante Korrelation zu den Cadmium-Gehalten (p = 0,002) und zu den Zink-Gehalten (p = 0,068) der Lebern. Die Wassertemperatur korreliert invers hoch signifikant (p < 0,001) zu den Werten des TUNEL-assay.
Ergebnisse 61
6.4.2 WH 195
Die 195. Reise der „Walther Herwig III“ erfolgte im Mai 1998. Es wurden die gleichen Stationen wie auf der 191. Reise beprobt (s. 4.2).
Die Ergebnisse aus der elektrophoretischen Bestimmung der Apoptose sind in Abb. 22 dargestellt.
Abb. 22: WH 195; Box-Whisker-Plot (∗ Extremwert) der apoptotischen Fragmentierung in Klieschenlebern an 6 Stationen in Nord- und Ostsee; Mai 1998
Im Mai sind die Werte der apoptotischen DNA-Fragmentierung in den Lebern der Ostsee-Fische niedriger als im Dezember. Die höchste Apoptoserate hat die Station B12 mit einem Median von 1,7 %. Die Mediane der anderen Stationen betragen 0 % apoptotische DNA-Fragmentierung, wobei die Fische von N06 die geringste Apoptoserate aufweisen.
Die Station B12 unterscheidet sich signifikant von der Station N06 (p = 0,021), die anderen Stationen sind jedoch statistisch nicht unterscheidbar.
Analog zu den Ergebnissen der 191. Reise tritt an der Station B12 die höchste Apoptoserate auf, und es bleibt die Abstufung in der Größenordnung der Apoptoseraten von N01 über N04 bis zu N06 erhalten.
Zu den einzelnen Meßwerten s. Anhang 9.7; Tab. 21.
Die gemessene Apoptose korreliert invers signifikant zu den Cadmium-Gehalten (p = 0,048) und positiv zu den Fett-Gehalten (p = 0,013) der Klieschenlebern.
Station
Apopt. DNA-Fragm.(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B01 B12 N01 N04 N06 G08
Auch von der 195. Reise wurden die Proben parallel mittels TUNEL-assay analysiert. Die Ergebnisse sind in Abb. 23 dargestellt.
Abb. 23: WH 195; Box-Whisker-Plot (° Ausreißer) der mittels TUNEL-assay gefärbten Zellkerne in Gefrierschnitten von Klieschenlebern an 6 Stationen in Nord- und Ostsee; Mai 1998; Extremwert bei B01 (216;
s. Anhang 9.7; Tab. 18) nicht dargestellt
Die Anzahl TUNEL-markierter Zellkerne ist im Mai deutlich geringer als im Dezember (s.
Abb. 21). Die Ostsee-Station B01 weist den höchsten Median mit 27 TUNEL-positiven Zellkernen auf. Die Mediane der anderen Stationen betragen 7 (B12), 11 (N01), 3 (N04), 1 (N06) und 11 (G08) Zellkerne. Die Verteilung der Nordsee-Stationen stimmt mit der elektrophoretischen Bestimmung überein.
Die Station N06 unterscheidet sich signifikant von der Station N01 (p = 0,011) und hoch signifikant von den beiden Ostsee-Stationen (B01: p < 0,001; B12: p = 0,001).
Zu den einzelnen Meßwerten s. Anhang 9.7; Tab. 22.
Die Ergebnisse der beiden Bestimmungsmethoden korrelieren auch bei diesen Freilandproben signifikant (p = 0,048), woraus geschlossen werden kann, daß beide Methoden das gleiche, nämlich apoptotische DNA-Fragmentierung, messen.
Ein Unterschied besteht allerdings in den Werten der beiden Ostsee-Stationen. Bei der elektrophoretischen Bestimmung hat B12 die höchste Apoptoserate, und beim TUNEL-assay ist es die Station B01.
Die Ergebnisse aus dem TUNEL-assay korrelieren invers signifikant mit den Cadmium-Gehalten (p = 0,006) und den Zink-Cadmium-Gehalten (p = 0,019), und positiv signifikant mit den Fett-Gehalten (p = 0,015) der Lebern.
Station
n Zellkerne
0 20 40 60 80 100 120
B01 B12 N01 N04 N06 G08
Ergebnisse 63
6.4.3 Jahresgang
Im Jahresgang (s. 4.3) sollte überprüft werden, ob die Apoptoserate in Klieschenlebern jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen ist, die aufgrund von physiologischen und/oder saisonalen Faktoren abhängen. Dazu wurden monatlich (außer Juni) an der Station N01 (s.
Abb. 5) 10 Proben genommen und mittels Elektrophorese analysiert. Die Ergebnisse daraus sind in Abb. 24 dargestellt.
Abb. 24: Jahresgang; Box-Whisker-Plot (∗ Extremwert) der apoptotischen Fragmentierung in Klieschenlebern; monatliche Messung an der Station N01; Feb 1998 – Jan 1999
In Abb. 24 wird deutlich, daß die Apoptose in Klieschen jahreszeitbedingten Schwankungen unterliegt. Das Minimum wird in den Monaten Januar bis April erreicht, und das Maximum liegt im späten Sommer in den Monaten Juli bis Oktober. Die Monate Juli und Oktober haben eine signifikant höhere Apoptoserate als die Monate Januar bis Mai (p ≤ 0,039).
Zu den einzelnen Meßwerten s. Anhang 9.7; Tab. 23.
Die im Jahresgang gemessene Apoptose korreliert hoch signifikant mit der Wassertemperatur (p < 0,001) und dem Fettgehalt der Lebern (p = 0,003).
Es bestätigen sich damit sowohl die Unterschiede, die in der Apoptoserate der Kontrollfische in den Laborexperimenten zu den verschiedenen Jahreszeiten festgestellt wurden, als auch in den Freilandfischen im Dezember und im Mai.
Monat
Apopt. DNA-Fragm.(%)
0 2 4 6 8 10 12
Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan