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Effects of Sewage Treatment Plant Effluent on the Immune System of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss)

Effects of Sewage Treatment Plant Effluent on the Immune System of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss)

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Prüfsumme: MD5:dc4e373aacc5046f54e0907f9bcf61bf

HÖGER, Birgit, 2004. Effects of Sewage Treatment Plant Effluent on the Immune System of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss)

@phdthesis{Hoger2004Effec-7225, title={Effects of Sewage Treatment Plant Effluent on the Immune System of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss)}, year={2004}, author={Höger, Birgit}, address={Konstanz}, school={Universität Konstanz} }

application/pdf eng deposit-license Auswirkungen von Kläranlagenabwasser auf das Immunsystem von Regenbogenforellen 2011-03-24T17:32:46Z 2011-03-24T17:32:46Z Höger, Birgit In den letzten Jahren rückte die weltweite Verschmutzung von Oberflächengewässern mit einer Vielzahl von anthropogenen Stoffen in den Blickpunkt. Das Hauptaugenmerk in der aquatischen Toxikologie hat sich zunehmends von akut-toxischer Gewässerverschmutzung zu Substanzen verlagert, die in den geringen Mengen, in denen sie in den Gewässern auftauchen, subtilere Effekte hervorrufen können. So wurde für verschiedene Substanzen ein Eingriff in hormonelle Regulationsmechanismen gezeigt, der zu einer Beeinflussung der Fortpflanzungsfähigkeit führen kann. Zu den Untersuchungen zur hormonellen Aktivität in verschmutzten Oberflächengewässern kam die Erkenntnis, dass verschiedene Substanzen anthropogenen Ursprungs auch das Immunsystem von aquatischen Organismen beeinträchtigen können. Eine negative Beeinflussung von Immunreaktionen in Fischen kann zu einer erhöhten Anfälligkeit gegenüber Krankheitserregern und somit schließlich zu höheren Sterblichkeitsraten in unseren Fischpopulationen führen.<br />Um einen Einblick in mögliche Auswirkungen von immunaktiven Substanzen zu bekommen, wurden Forellen zwei Modellsubstanzen mit bekannter immunsuppressiver Aktivität ausgesetzt, nämlich Cortisol und Rifampicin. Für beide Substanzen konnte eine suppressive Wirkung auf einzelne Immunparameter gezeigt werden. Die Exposition juveniler Regenbogenforellen mit Cortisol über einen Zeitraum von 21 Tagen führte zu erniedrigten Leukozyten-Zahlen im peripheren Blut, sowie einer leichten Abnahme der Serum-Lysozym-Aktivität. Exposition mit Rifampicin führte zur Abnahme der Serum-Lysozym-Aktivität, sowie zu leicht erniedrigten Leukokrit-Werten.<br /><br />Das Hauptaugenmerk der vorliegenden Arbeit lag auf der Untersuchung potentieller immunotoxikologischer Aktivität in kommunalem Kläranlagenabwasser. Regenbogenforellen wurden zum einen über einen relativ kurzen Zeitraum (28 Tage) hohen Abwasserkonzentrationen ausgesetzt (akute Exposition), zum anderen in einem chronischen Expositionsversuch niedrigeren, realitätsnahen Konzentrationen.<br />Akute Exposition von juvenilen Forellen mit hohen Abwasserkonzentrationen führte zu einer verstärkten Degradation von Erythrozyten, sowie zu einer Abnahme der Leukozyten-Zahlen im peripheren Blut, was vor allem auf ein vermindertes Vorkommen von Lymphozyten zurückzuführen war. Serum-Lysozym-Aktivität, Lymphozyten-Proliferation, Phagozytose-Aktivität und Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies in Kopfnieren-Makrophagen, sowie Serum-Antikörper-Level gegen das Fisch-Pathogen A. salmonicida, wurden durch die Exposition mit Abwasser nicht beeinflusst. Zusätzlich zu Veränderungen in Immunreaktionen konnte eine erhöhte MFO-Aktivität in Leberproben festgestellt werden.<br />Chronische Exposition von geschlechtsreifen Regenbogenforellen mit 15 % Abwasser über einen Zeitraum von 32 Wochen führte zu Veränderungen in allgemeinen physiologischen und endokrin-reproduktiven, sowie immunologischen Parametern. Leber- und Gonadengewicht waren sowohl in männlichen, als auch in weiblichen Forellen erhöht, wobei das erhöhte Gonadengewicht in Weibchen auf eine erhöhte Fekundität zurückzuführen war. Weiter konnten erhöhte Plasma-Östradiol-Level in weiblichen, sowie niedrigere 11-Ketotestosteron-Level in männlichen Fischen gezeigt werden. In Leberproben von männlichen Fischen konnte darüber hinaus eine verstärkte MFO-Aktivität nachgewiesen werden, was auf eine Aktivierung von Entgiftungsmechanismen hinweist. Eine Beeinflussung von Immunreaktionen zeigte sich in niedrigeren A. salmonicida-spezifischen Antikörper-Level im Serum von weiblichen Forellen, nicht jedoch in männlichen Fischen, einer Abnahme in der Serum-Lysozym-Aktivität in nicht geschlechtreifen Forellen (männlich und weibliche Fische zusammengenommen) und zu einem geringeren Maße in weiblichen Fischen, sowie in Veränderungen in Auftreten und Verteilung verschiedener Leukozyten-Populationen in der Milz.<br />Wie in der vorliegenden Doktorarbeit gezeigt wurde, können Veränderungen in einzelnen Immunreaktionen als erste Indikatoren für eine Gewässerverschmutzung erfasst werden. Für die Bestimmung der tatsächlichen Immunkompetenz der untersuchten Tiere reicht die Erfassung einzelner Immunparameter allerdings nicht aus. Eine negative Beeinflussung der Immunkompetenz zeigt sich erst, wenn eine geringere Krankheitsresistenz auftritt, die letztendlich zu höheren Sterblichkeitsraten führt, was hinsichtlich von Laboruntersuchungen für den Einsatz von Belastungsversuchen spricht. Da die Immunkompetenz ein wichtiger Faktor für die Gesundheit und das Überleben unserer Fischpopulationen ist, sollte die Immunotoxikologie eine stärkere Beachtung innerhalb der Umwelttoxikologie finden. Ein besseres Verständnis grundlegender Mechanismen der Immunotoxizität in Fischen wäre dabei von großem Nutzen. 2004 Höger, Birgit Effects of Sewage Treatment Plant Effluent on the Immune System of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss)

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Doktorarbeit_Birgit_Hoeger.pdf 241

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