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Einfluss von 2,2′-dichlorbiphenyl (PCB) auf die embryonalentwicklung
Ch~mosphere No. 4, pp 173-177, 1973.
Pergamon Press.
EINFLUSS YON 2,2 '-DICHLORBIPHENYL
Printed in Great Britain.
(PCB)
AUF DIE EM~RYONALENTWICKLUNG P. TSrSk Abteilung fGr Nuklearbiologie Gesellschaft
fGr Strahlen- und Umweltforschung mbH MGnchen
8042 Neuherberg b. MGnchen,
Ingolst~dter Landstr.
I
(Received in Germany 14 June 1973; received in UK for publication 16 July 1973)
FGr einige technische PCB-Produkte Ubertritt nachweisen
lieB sich sin diaplacentarer
(1,2,3). Hingegen konnte eine foetotoxi-
sche Wirkung der Substanzen nur in einem Versuch mit Sicherheit erkannt werden
(4). Bei diesen Untersuchungen an Kaninchen zeigte
sich eine erh~hte Mortalit~t der Frucht, wenn 12,5 - 50 mg Aroclor (R) 1254 pro kg K6rpergewicht t~glich w~hrend der gesamten Gestation bzw. 25 mg Aroclor (R) 1254 t~glich ab 7. Gestationstag appliziert wurden. Im Folgenden
soll Gber einige orientierende Untersuchungen zur
Frage der embryotoxischen Wirkung von PCB kurz berichtet werden. Als Testsubstanz biphenyl
fand ein definiertes PCB-MolekGI,
Verwendung.
2,2'-Dichlor-
In verschiedenen Versuchsgruppen wurde die
Substanz auf ihre Wirkung in den einzelnen Entwicklungsphasen M~usen
(NMRI-Stamm)
getestet.
bei
Die Verabreichung der in Sesam6l
gel6sten Substanz erfolgte peroral mittels einer Schlundsonde.
*Wir danken dem Institut fGr Okologische Chemie der Gesellschaft fGr Strahlen- und Umweltforschung, Birlinghoven, fGr die Uberlassung der Substanz
173
174
No. 4
Der folgende Tag n a c h der P a a r u n g der Tiere w u r d e als I. Tag post c o n c e p t i o n e m
(p.c.)
festgelegt.
Die o r a l e A p p l i k a t i o n von PCB in den e i n z e l n e n V e r s u c h s g r u p p e n w u r d e wie
folgt vorgenommen:
t ~ g l i c h vom I. - 6. Tag p.c. 11. Tag p.c.
-
500 mg P C B / k g K~rpergewicht,
(Vorimplantationsperiode),
(Hauptorganbildungsperiode)
(Foetalperiode). I.
I.
2.
3. Tag p.c.,
Kontrollgruppen
und v o m 12. - 17. Tag p.c.
750 mg P C B / k g K O r p e r g e w i c h t ,
7. - 9. Tag p.c.
vom 6. -
t ~ g l i c h vom
und 13. - 15. Tag p.c.
In den
e r h i e l t e n die T i e r e an den g l e i c h e n T a g e n das
L ~ s u n g s m i t t e l Sesam61 oder blieben unbehandelt.
In allen V e r s u c h s g r u p p e n w u r d e n die M u t t e r t i e r e am 18. G e s t a t i o n s tag in ~ t h e r n a r k o s e
get6tet und sowohl die F o e t e n als auch die
P l a c e n t e n m i t t e l s K a i s e r s c h n i t t entnommen. F e h l b i l d u n g e n m a k r o s k o p i s c h untersuch,
Die F r H c h t e w u r d e n auf
die I m p l a n t a t i o n s - und
R e s o r p t i o n s r a t e b e s t i m m t und die G e w i c h t e der Foeten und der P l a z e n t e n registriert. Ergebnisse Unter den g e g e b e n e n V e r s u c h s b e d i n g u n g e n k o n n t e n in keiner Vers u c h s g r u p p e m a k r o s k o p i s c h s i c h t b a r e M i B b i l d u n g e n bei den F o e t e n b e o b a c h t e t werden.
D a g e g e n ergaben sich H i n w e i s e daf0r, dab PCB in
Abh~ngigkeit vonder
v e r a b r e i c h t e n Dosis und v o m A p p l i k a t i o n s z e i t -
punkt w ~ h r e n d der G e s t a t i o n e m b r y o t o x i s c h e E f f e k t e hervorruft.
Bei der a n g e w a n d t e n V e r s u c h s m e t h o d i k
sind nach der P a a r u n g im Mit-
tel 80 % a l l e r b e g a t t e t e n u n b e h a n d e l t e n M ~ u s e w e i b c h e n befruchtet. Die I m p l a n t a t i o n s r a t e
(implantierte F r ~ c h t e pro Muttertier)
den K o n t r o l l t i e r e n b e t r u g
12,7. Bei einer B e h a n d l u n g mit 500 mg
P C B / k g K 6 r p e r g e w i c h t w ~ h r e n d der V o r i m p l a n t a t i o n s p e r i o d e 6. Tag p.c.)
bei
(I. -
kam es bei k e i n e m der V e r s u c h s t i e r e zu einer Implan-
175
No. 4
ration der f r ~ h e m b r y o n a l e n Keime im Uterus.
N a c h A p p l i k a t i o n von
750 mg P C B / k g K ~ r p e r g e w i c h t vom 1. - 3. Tag p.c. e r w i e s e n sich 37 % der b e g a t t e t e n T i e r e als tr~chtig.
Die e m b r y o t o x i s c h e Wir-
k u n g des PCB b e s o n d e r s auf die f r ~ h e m b r y o n a l e n E n t w i c k l u n g s s t a d i e n zeigte sich in d i e s e r V e r s u c h s g r u p p e
insofern,
als die
I m p l a n t a t i o n s r a t e nur 6,5 betrug.
Die ~brigen,
~ u B e r l i c h normal e n t w i c k e l t e n Foeten fielen d u r c h
ihre geringe K 6 r p e r g r 6 B e auf. Der W a c h s t u m s u n t e r s c h i e d nur mit Sesam61
(L6sungsmittel
fur PCB)
zu den
b e h a n d e l t e n und zu den
u n b e h a n d e l t e n K o n t r o l l e n ist in Abb. 1 dargestellt,
wobei das Ge-
w i c h t der F o e t e n als P a r a m e t e r V e r w e n d u n g fand. Abb. 1 zeigt, dab l e d i g l i c h w ~ h r e n d der V o r i m p l a n t a t i o n s p e r i o d e die B e h a n d l u n g mit PCB eine starke W a c h s t u m s r e t a r d a t i o n der Foeten zur F o l g e hat.
Im Gegensatz d a z u w a r e n die G e w i c h t e der P l a c e n t e n n a c h PCB-Beh a n d l u n g d e u t l i c h erh6ht. Vorimplantationsperiode
Bei V e r a b r e i c h u n g der Substanz
in der
lag das m i t t l e r e P l a c e n t a g e w i c h t um 4 1 %
~ber d e m der P l a c e n t a bei u n b e h a n d e l t e n Tieren.
Im Rahmen w e i t e -
rer U n t e r s u c h u n g e n w i r d zu k l ~ r e n sein, ob die hohen P l a c e n t a g e w i c h t e auf die n i e d r i g e r e
Implantationsrate zur~ckzufHhren
sind
oder d u r c h p a t h o l o g i s c h e P r o z e s s e h e r v o r g e r u f e n werden.
Eine V e r a b r e i c h u n g von PCB w ~ h r e n d der H a u p t o r g a n b i l d u n g s - bzw. der F o e t a l p e r i o d e bei der hier a n g e w a n d t e n D o s i e r u n g f~hrte zu k e i n e r w e s e n t l i c h e n B e e i n f l u s s u n g der E m b r y o n a l e n t w i c k l u n g . Sowohl die A n z a h l der R e s o r p t i o n e n als auch die P l a c e n t a g e w i c h t e u n t e r s c h i e d e n sich nicht a u f f ~ l l i g von den Kontrollwerten.
Jedoch
war ein s t a t i s t i s c h s i g n i f i k a n t e r U n t e r s c h i e d zu den j e w e i l i g e n K o n t r o l l g r u p p e n b e i m V e r g l e i c h der F o e t g e w i c h t e erkennbar.
Diese
No.
176
m c e
~!!i~!~~ ii~~
m u.
i iii~ 1.-3.Tag
p.c.
"~-9.Tag
p.c.
13.-15.Tag
p.c.
oh.,
8*handVorlmplont
a-
tionsperlode
Abb. l: Foetgewichte
Hauptorgan blldungs -
-
Fetelpertode
lung
perlode
am 18. Tag p.c.
in Abh~ngigkeit
vonder
Behandlung.
750 mg Dichlorbiphenyl KOrpergewicht
gel6st in 20 ml Sesam61 pro kg
und Tag
20 ml Sesam61 pro kg K6rpergewicht
und Tag
Ohne Behandlung
Dichlorbiphenyl
bzw. das Sesam61 wurden den Mutter-
tieren 3 Tage lang w~hrend der einzelnen perioden oral appliziert
Entwicklungs-
No. _4
177
Differenz betrug aber in den gennanten Versuchsgruppen
in
keinem Fall mehr als 10 %. Zusammenfassend
ist hervorzuheben,
der Embryonalentwicklung
dab eine Beeinflussung
durch 2,2'-Dichlorbiphenyl
allem dann zu erwarten ist, wenn die Substanz der Vorimplantationsperiode
appliziert wird.
teratogene Wirkung von 2,2'-Dichlorbiphenyl gegebenen Versuchsbedingungen
vor
im Verlauf Eine spezifisch
konnte unter den
nicht festgestellt werden.
Die
Kl~rung der Frage nach ~uBerlich nicht sichtbaren Fehlbildungen an Organen und Gewebssch~den durch 2,2'-Dichlorbiphenyl soll Gegenstand weiterer Untersuchungen
sein.
Literaturverzeichnis I.
Grant, D. L., Villeneuve, D.C., Mc Cully, K.A.,and Phillips, W.E., Environ. Physiol. I, 61 (1971)
2.
Villeneuve, D.C., Grant, D.L., Phillips, W.E.J., Clark, M.L., and Clegg, D.J., Bull. Environ. Contamin. Toxicol.6, 120 (1971)
3.
Kojima, T., Fukumoto, Med. 23, 415 (1969)
4.
Villeneuve, D.C., Grant, D.L., Khera, K., Clegg, D.J., Baer, H., and Phillips, W.E.J., Environ. Physiol. 1, 67 (1971)
H., and Makisumi,
S., Jap. J. Legal
Pergamon Press.
EINFLUSS YON 2,2 '-DICHLORBIPHENYL
Printed in Great Britain.
(PCB)
AUF DIE EM~RYONALENTWICKLUNG P. TSrSk Abteilung fGr Nuklearbiologie Gesellschaft
fGr Strahlen- und Umweltforschung mbH MGnchen
8042 Neuherberg b. MGnchen,
Ingolst~dter Landstr.
I
(Received in Germany 14 June 1973; received in UK for publication 16 July 1973)
FGr einige technische PCB-Produkte Ubertritt nachweisen
lieB sich sin diaplacentarer
(1,2,3). Hingegen konnte eine foetotoxi-
sche Wirkung der Substanzen nur in einem Versuch mit Sicherheit erkannt werden
(4). Bei diesen Untersuchungen an Kaninchen zeigte
sich eine erh~hte Mortalit~t der Frucht, wenn 12,5 - 50 mg Aroclor (R) 1254 pro kg K6rpergewicht t~glich w~hrend der gesamten Gestation bzw. 25 mg Aroclor (R) 1254 t~glich ab 7. Gestationstag appliziert wurden. Im Folgenden
soll Gber einige orientierende Untersuchungen zur
Frage der embryotoxischen Wirkung von PCB kurz berichtet werden. Als Testsubstanz biphenyl
fand ein definiertes PCB-MolekGI,
Verwendung.
2,2'-Dichlor-
In verschiedenen Versuchsgruppen wurde die
Substanz auf ihre Wirkung in den einzelnen Entwicklungsphasen M~usen
(NMRI-Stamm)
getestet.
bei
Die Verabreichung der in Sesam6l
gel6sten Substanz erfolgte peroral mittels einer Schlundsonde.
*Wir danken dem Institut fGr Okologische Chemie der Gesellschaft fGr Strahlen- und Umweltforschung, Birlinghoven, fGr die Uberlassung der Substanz
173
174
No. 4
Der folgende Tag n a c h der P a a r u n g der Tiere w u r d e als I. Tag post c o n c e p t i o n e m
(p.c.)
festgelegt.
Die o r a l e A p p l i k a t i o n von PCB in den e i n z e l n e n V e r s u c h s g r u p p e n w u r d e wie
folgt vorgenommen:
t ~ g l i c h vom I. - 6. Tag p.c. 11. Tag p.c.
-
500 mg P C B / k g K~rpergewicht,
(Vorimplantationsperiode),
(Hauptorganbildungsperiode)
(Foetalperiode). I.
I.
2.
3. Tag p.c.,
Kontrollgruppen
und v o m 12. - 17. Tag p.c.
750 mg P C B / k g K O r p e r g e w i c h t ,
7. - 9. Tag p.c.
vom 6. -
t ~ g l i c h vom
und 13. - 15. Tag p.c.
In den
e r h i e l t e n die T i e r e an den g l e i c h e n T a g e n das
L ~ s u n g s m i t t e l Sesam61 oder blieben unbehandelt.
In allen V e r s u c h s g r u p p e n w u r d e n die M u t t e r t i e r e am 18. G e s t a t i o n s tag in ~ t h e r n a r k o s e
get6tet und sowohl die F o e t e n als auch die
P l a c e n t e n m i t t e l s K a i s e r s c h n i t t entnommen. F e h l b i l d u n g e n m a k r o s k o p i s c h untersuch,
Die F r H c h t e w u r d e n auf
die I m p l a n t a t i o n s - und
R e s o r p t i o n s r a t e b e s t i m m t und die G e w i c h t e der Foeten und der P l a z e n t e n registriert. Ergebnisse Unter den g e g e b e n e n V e r s u c h s b e d i n g u n g e n k o n n t e n in keiner Vers u c h s g r u p p e m a k r o s k o p i s c h s i c h t b a r e M i B b i l d u n g e n bei den F o e t e n b e o b a c h t e t werden.
D a g e g e n ergaben sich H i n w e i s e daf0r, dab PCB in
Abh~ngigkeit vonder
v e r a b r e i c h t e n Dosis und v o m A p p l i k a t i o n s z e i t -
punkt w ~ h r e n d der G e s t a t i o n e m b r y o t o x i s c h e E f f e k t e hervorruft.
Bei der a n g e w a n d t e n V e r s u c h s m e t h o d i k
sind nach der P a a r u n g im Mit-
tel 80 % a l l e r b e g a t t e t e n u n b e h a n d e l t e n M ~ u s e w e i b c h e n befruchtet. Die I m p l a n t a t i o n s r a t e
(implantierte F r ~ c h t e pro Muttertier)
den K o n t r o l l t i e r e n b e t r u g
12,7. Bei einer B e h a n d l u n g mit 500 mg
P C B / k g K 6 r p e r g e w i c h t w ~ h r e n d der V o r i m p l a n t a t i o n s p e r i o d e 6. Tag p.c.)
bei
(I. -
kam es bei k e i n e m der V e r s u c h s t i e r e zu einer Implan-
175
No. 4
ration der f r ~ h e m b r y o n a l e n Keime im Uterus.
N a c h A p p l i k a t i o n von
750 mg P C B / k g K ~ r p e r g e w i c h t vom 1. - 3. Tag p.c. e r w i e s e n sich 37 % der b e g a t t e t e n T i e r e als tr~chtig.
Die e m b r y o t o x i s c h e Wir-
k u n g des PCB b e s o n d e r s auf die f r ~ h e m b r y o n a l e n E n t w i c k l u n g s s t a d i e n zeigte sich in d i e s e r V e r s u c h s g r u p p e
insofern,
als die
I m p l a n t a t i o n s r a t e nur 6,5 betrug.
Die ~brigen,
~ u B e r l i c h normal e n t w i c k e l t e n Foeten fielen d u r c h
ihre geringe K 6 r p e r g r 6 B e auf. Der W a c h s t u m s u n t e r s c h i e d nur mit Sesam61
(L6sungsmittel
fur PCB)
zu den
b e h a n d e l t e n und zu den
u n b e h a n d e l t e n K o n t r o l l e n ist in Abb. 1 dargestellt,
wobei das Ge-
w i c h t der F o e t e n als P a r a m e t e r V e r w e n d u n g fand. Abb. 1 zeigt, dab l e d i g l i c h w ~ h r e n d der V o r i m p l a n t a t i o n s p e r i o d e die B e h a n d l u n g mit PCB eine starke W a c h s t u m s r e t a r d a t i o n der Foeten zur F o l g e hat.
Im Gegensatz d a z u w a r e n die G e w i c h t e der P l a c e n t e n n a c h PCB-Beh a n d l u n g d e u t l i c h erh6ht. Vorimplantationsperiode
Bei V e r a b r e i c h u n g der Substanz
in der
lag das m i t t l e r e P l a c e n t a g e w i c h t um 4 1 %
~ber d e m der P l a c e n t a bei u n b e h a n d e l t e n Tieren.
Im Rahmen w e i t e -
rer U n t e r s u c h u n g e n w i r d zu k l ~ r e n sein, ob die hohen P l a c e n t a g e w i c h t e auf die n i e d r i g e r e
Implantationsrate zur~ckzufHhren
sind
oder d u r c h p a t h o l o g i s c h e P r o z e s s e h e r v o r g e r u f e n werden.
Eine V e r a b r e i c h u n g von PCB w ~ h r e n d der H a u p t o r g a n b i l d u n g s - bzw. der F o e t a l p e r i o d e bei der hier a n g e w a n d t e n D o s i e r u n g f~hrte zu k e i n e r w e s e n t l i c h e n B e e i n f l u s s u n g der E m b r y o n a l e n t w i c k l u n g . Sowohl die A n z a h l der R e s o r p t i o n e n als auch die P l a c e n t a g e w i c h t e u n t e r s c h i e d e n sich nicht a u f f ~ l l i g von den Kontrollwerten.
Jedoch
war ein s t a t i s t i s c h s i g n i f i k a n t e r U n t e r s c h i e d zu den j e w e i l i g e n K o n t r o l l g r u p p e n b e i m V e r g l e i c h der F o e t g e w i c h t e erkennbar.
Diese
No.
176
m c e
~!!i~!~~ ii~~
m u.
i iii~ 1.-3.Tag
p.c.
"~-9.Tag
p.c.
13.-15.Tag
p.c.
oh.,
8*handVorlmplont
a-
tionsperlode
Abb. l: Foetgewichte
Hauptorgan blldungs -
-
Fetelpertode
lung
perlode
am 18. Tag p.c.
in Abh~ngigkeit
vonder
Behandlung.
750 mg Dichlorbiphenyl KOrpergewicht
gel6st in 20 ml Sesam61 pro kg
und Tag
20 ml Sesam61 pro kg K6rpergewicht
und Tag
Ohne Behandlung
Dichlorbiphenyl
bzw. das Sesam61 wurden den Mutter-
tieren 3 Tage lang w~hrend der einzelnen perioden oral appliziert
Entwicklungs-
No. _4
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Differenz betrug aber in den gennanten Versuchsgruppen
in
keinem Fall mehr als 10 %. Zusammenfassend
ist hervorzuheben,
der Embryonalentwicklung
dab eine Beeinflussung
durch 2,2'-Dichlorbiphenyl
allem dann zu erwarten ist, wenn die Substanz der Vorimplantationsperiode
appliziert wird.
teratogene Wirkung von 2,2'-Dichlorbiphenyl gegebenen Versuchsbedingungen
vor
im Verlauf Eine spezifisch
konnte unter den
nicht festgestellt werden.
Die
Kl~rung der Frage nach ~uBerlich nicht sichtbaren Fehlbildungen an Organen und Gewebssch~den durch 2,2'-Dichlorbiphenyl soll Gegenstand weiterer Untersuchungen
sein.
Literaturverzeichnis I.
Grant, D. L., Villeneuve, D.C., Mc Cully, K.A.,and Phillips, W.E., Environ. Physiol. I, 61 (1971)
2.
Villeneuve, D.C., Grant, D.L., Phillips, W.E.J., Clark, M.L., and Clegg, D.J., Bull. Environ. Contamin. Toxicol.6, 120 (1971)
3.
Kojima, T., Fukumoto, Med. 23, 415 (1969)
4.
Villeneuve, D.C., Grant, D.L., Khera, K., Clegg, D.J., Baer, H., and Phillips, W.E.J., Environ. Physiol. 1, 67 (1971)
H., and Makisumi,
S., Jap. J. Legal