Környezetterhelő halogénezett szénhidrogének hatása neuroendokrin szabályozással irányított alkalmazkodásban

Dr Valkusz Zsuzsanna
Környezetterhelő halogénezett szénhidrogének hatása neuroendokrin szabályozással irányított alkalmazkodásban.
Doktori értekezés, Szegedi Tudományegyetem.
(2011)

[img]
Előnézet
PDF (disszertáció)
Download (2MB)
[img]
Előnézet
PDF (tézis)
Download (279kB)
[img]
Előnézet
PDF (tézis)
Download (222kB)

Absztrakt (kivonat) idegen nyelven

A homeosztázis révén az élő szervezet egyensúlyi állapotot tart fenn a környezetével, alkalmazkodik a változó külső és belső körülményekhez. Az aktuális egyensúlyi állapot a környezeti paraméterek hatására kialakult biokommunikációs folyamatok változásaként értelmezhető. A hatékony alkalmazkodású élő szervezetek először neurogén, majd neuroendokrin, ezután neuroendokrin-immun és a jelenleg ismert legmagasabb szintű pszicho- neuroendokrin-immun kommunikációs akkomodációt mutatnak. A kemikáliák az iparban és a mezőgazdaságban széleskörűen használt vegyületek amelyeket perzisztens, szerves szennyező anyagoknak (POP/Persistent Organic Pollutant vegyületeknek) nevezünk (pl. diklór-difenil-triklór-etán /DDT/, hexaklórbenzol /HCB). A POP vegyületek heterogén csoportjába a hormonháztartást, az endokrin kommunikációt zavaró anyagokat soroljuk, melyeket endokrin diszruptor (EDC) vegyületeknek nevezünk. Az EDC vegyületek viselkedésre vonatkozó hatásainak kutatásából a szexuális viselkedés, az emocionális tónus, a motiváció, a kommunikáció, a szorongás, az agresszió, a dominancia, továbbá a szociális viselkedésformák adatai ismertek. Az EDC vegyületek aktiválhatják vagy gátolhatják az endokrin rendszert, így a hormonok szintézisét, tárolását, felszabadulását, transzportját és metabolizmusát, valamint a receptor felismerést, kötődést, továbbá beleszólhatnak az indukált válaszokat érintő neuroendokrin folyamatokba. A központi idegrendszerben az endokrin válaszokért és a magatartásfunkciókért felelős struktúrák közösek, így a hormonok gyakran direkt hatással lehetnek a viselkedésre (és fordítva), vagy a metabolizmus módosításán keresztül indirekt módon is befolyásolhatják azt. (1) Munkánk során az EDC vegyületek közül a halogénezett aromás szénhidrogének csoportjából a ClB, mint modellvegyületeket kívántuk vizsgálni azzal a céllal, hogy ezen a reprezentált vegyületcsoporton keresztül hívjuk fel a figyelmet a veszélyre, amelyet a homeosztatikus rendszerek módosulása közvetíthet. A ClB a mezőgazdaságban ma már tiltott szerek, bár egyes fejlődő országokban továbbra is használatban vannak. Ipari alkalmazásuk expozíciós korlátokkal (törvényi limitekkel) szabályozott. A ClB legstabilabb lipofil képviselője a HCB. Ennek a xenobiotikum csoportnak alacsonyabb klórszubsztituált, lipofil tulajdonságú származékai is jelen vannak a környezetünkben, amelyek kémiai reaktivitása magasabb a HCB-nál. (2) Az élő organizmusokat általában több expozíciós ártalom, azaz stressz(hatás) éri egy időben, így a kombinált kémiai terhelések által kiváltott hatások vizsgálatának tanulmányozására alkalmas kutatási protokoll kialakítását és standardizálását is célunknak tekintettük. Kutatásainkban két klórbenzol származékot, a HCB és TCB kombinált hatásainak vizsgálati modellrendszerét kívántuk kidolgozni és standardizálni. (3) Vizsgálataink során a kémiai expozíció modellezéséhez kívántunk olyan in vivo kezelési protokollt kidolgozni, amellyel az akkomodációval fenntartott környezeti-adaptív-potenciál kapacitás megőrzésének értékelésére alkalmas adatokat tudunk nyerni. (4) Elsősorban a neuroendokrin homeosztatikus szabályozási rendszerre kifejtett kombinált klórbenzol expozíciós hatások vizsgálatát kívántuk elvégezni a stresszhormonok közül az OT, az AVP és az ACTH által közvetített akkomodatív reguláció tanulmányozásával. (5) A stresszhormonok kombinált expozíciós hatásokra kiváltható elválasztásának tanulmányozásához in vitro modellt kívántunk kialakítani, amellyel a hormon felszabadulási folyamatok standardizált követése is megvalósítható. (6) Különösen érdekes kérdésnek tekintettük - a ClB expozíciós limitre vonatkozó törvényi szabályozásai miatt - azt, hogy az extrém alacsony dózisú kombinált klórbenzol terhelések indukálnak-e változásokat a stresszhormonok neuroendokrin szabályozási folyamataiban. (7) A viselkedési mintázatokat döntően a neuroendokrin szabályozásban résztvevő hormonok és a sejtek között kommunikáló biogén aminok határozzák meg. Vizsgáltuk, hogy a ClB expozíciója miként módosíthatja a biogén aminok (5-HT, NA) mediálta OT, VP felszabadulást. (8) Tanulmányozni kívántuk, hogy a biogén aminok és hormonok közvetítette stresszválaszok megváltoztatják-e a gyors alkalmazkodási mintázatot,azaz, az állatok viselkedését. (9) Célunk volt annak a kérdésnek a vizsgálata is, hogy a jogszabályokban engedélyezett expozíciós dózisnál sokkal alacsonyabb dózisú kombinált klórbenzol kezelés okoz-e mérhető viselkedésbeli változásokat a kísérleti állatokban. (10) Eredményeink értékelése során választ kerestünk arra, hogy a kutatási protokollok szerint a viselkedési mintázatokban és/vagy a neuroendokrin szabályozásban detektálható változások milyen homeosztatikus mechanizmusokkal hozhatók összefüggésbe. (11) Választ kerestünk arra is, hogy a ClB modellezett EDC vegyületek milyen további egészségügyi kockázatot jelenthetnek. (12) Kutatási eredményeink alapján vizsgálni kívántuk, hogy eltérő szabályozás vonatkozzon-e a deponálódó és nem deponálódó EDC vegyületekre. Eredményeink szerint : (1) a szérum AVP mindkét dózis esetében (D1, D2) fokozatosan emelkedett a 60. naptól, amely a 90. napig tartó expozíciót követő méréskor érte el a kontrollhoz viszonyított szignifikáns értéket. (2) a szérum OT már a 60 napos expozíció esetén szignifikánsan emelkedett a kontroll állatokban mért értékekhez képest. (3) a szérum ACTH a D1 és D2 dózis esetén is emelkedett, már 30 napos expozíció után szignifikánssá vált, a kisebb dózis által kiváltott változás csak a 90 napos expozíciónál volt szignifikáns. (4) a neurohipofízeális VP, OT szekréciót in vitro sejtkultúrákon vizsgálva az alkalmazott D1 D2 dózisú klórbenzol kezelések esetén időfüggően fokozódott a hormonelválasztás. (5) a 5 HT és a NA szignifikáns mértékben fokozta in vitro a neurohipofízeális sejtkultúrák VP és OT elválasztását. A NH monolayer kontroll rendszerekből, és a ClB előkezelésekből készült standardizált sejttenyészeteket 10-6 M 5-HT-nal vagy NA-nal kezelve, fokozott monoamin mediált VP, OT felszabadulást mértünk. (6) adataink részben korreláltak az irodalmi megállapításokkal, amelyek szorongással vagy agresszióval járó pszichiátriai betegségekben szérum VP szint emelkedést tapasztaltak. Kísérleteinkben a deponálódott CIB mennyiségek növekedésének függvényében emelkedett az aktív OT és VP mennyisége in vitro és in vivo. Ezek alapján feltételezhető, hogy a magatartás változásokban az OT/VP hormonok aktuális aránya lehet meghatározó. A D1 és D2 dózisok 30,60 és 90 napos krónikus CIB expozíció hatására az állatok viselkedése megváltozott : fokozódott az anxietás (OF és EPM tesztek) és az agresszió (ERI tesztek). Az eredmények alapján megállapításainkat és következtetéseinket a célkitűzés kérdésköreinek megfelelően csoportosítottuk. A ClB vegyületek kémiai jellegük, fiziko-kémiai sajátságaik, ismert biológiai hatásaik (EDC hatások), valamint társadalmi vonatkozásaik (kemizáció, társadalmi tevékenységek, xenobiális jelleg) miatt széles körben elterjedtek. Igazoltuk, hogy a hierarchikus komplexitási szinteket képviselő evolúció minden szintjén jelen vannak, így környezettudományi megközelítés szerint alkalmasak POP/EDC vegyületek expozíciós modelljeként való vizsgálatokra. A ClB vegyületek expozítorként történő alkalmazásakor kombinált kémiai expozíciókat kívántunk vizsgálni. A szakirodalom az expozíciós vizsgálatoknál leginkább csak egy hatásra bekövetkező válaszokat tanulmányoz, ez azonban nem életszerű, hiszen a földi környezetben működő rendszereket (élettelen, élő, társadalom) több expozíciós hatás éri. A legegyszerűbb kombinált expozíciós hatások vizsgálatához indokolt volt kutatás-módszertani vizsgálatok elvégzése, amelynek eredményeként a standardizált kombinált modell-expozítor és vizsgálati modellrendszer kialakítása történt. Teljesült az alkalmas expozíciós út szerinti a kísérleti rendszer módszertani kutatásokkal standardizált beállítása. A kombinált, extrém alacsony dózisú, krónikus, táplálkozási útvonalat szimuláló, előzetesen standardizált ClB kezelésekből származó eredményeink új információkkal szolgálnak. A, Wistar patkányok kezelésekor a gasztrikus szondán át adott extrém alacsony ClB szubtoxikus dózisok (0,1 és 1 μg/tskg/nap) megváltozott szérum OT, VP és ACTH koncentrációt eredményeztek, amely a módosult neuroendokrin szabályozást igazolta. B, A neuroendokrin szabályozás vizsgálatára alkalmas monoamin (szerotonin, noradrenalin) rendszeren keresztül mediált OT, VP elválasztásban is jelentős változásokat detektáltunk, ami korábbi vizsgálatok alapján nem volt ismert. C, Az említett stresszhormonok (VP, OT) aktív, szérumbeli koncentrációinak emelkedését az in vivo vizsgálatok mellett alkalmazott in vitro kutatások is megerősítették. D, A szerotonin és noradrenalin közvetítette VP és OT elválasztás ClB hatására kialakult fokozódása korrelált a modellvizsgálatokba vont kísérleti állatok viselkedés mintázatainak változásaival, fokozódott a szorongás és agresszió a kezelési dózisok és időtartamok függvényében. E, A neuroendokrin homeosztatikus szabályozási rendszerben mért eltérések a viselkedés szintjén is detektálhatóvá váltak. A mechanizmus szintű eredményprezentálás során felvetettük annak lehetőségét, hogy az OT és VP aktív hormonformáinak arányával szólhat bele e magatartásformák szabályozásába. Vizsgálati protokollunk ezen feltevés igazolására alkalmas adatokkal szolgált. F, A környezetben jelen lévő, EDC hatású vegyületek tulajdonságai a ClB-kal összevethetők. Eredményeink alapján ezek jelentős kémiai, biológiai kockázati tényezőként kezelhetők. - Kémiai kockázatuk xenobiális jellegükből származtatható, amit perzisztenciájuk, reaktív tulajdonságaik, lipofilitásuk, stb. képvisel. - Biológiai kockázatuk kémiai jellegükből adódóan, továbbá a dózisfüggő hatásokon túl, a homeosztatikus szabályozási rendszerek módosításával hozható összefüggésbe. Ennek eredménye a magatartás, az azonnali alkalmazkodási mintázat megváltozása. Mindezek humán vonatkozásban akár pszichiátriai kórfolyamatok kialakulásának kockázatát fokozhatják. Kutatási eredményeink szerint a kémiai környezeti terhelésekben, széles körben jelen lévő, modellezett POP/EDC vegyületek, mint expozítorok az élő rendszerek homeosztázisában változásokat generálnak extrém alacsony dózis és krónikus kezelések esetén is. Ennek következményeként a biológiai rendszerek homeosztatikus alkalmazkodási potenciálja módosul, amelyek azonnali alkalmazkodási mintázataikban, a viselkedésben detektálható eltéréseket indukálnak (ami a kognitív folyamatokat, a szociális viselkedési formákat, stb. érinti). Eredményeink alátámasztják, hogy mielőbb újra kell gondolni és tovább kell finomítani / szigorítani a vizsgált POP/EDC vegyületek alkalmazásával kapcsolatos szabályozást. A jövőbeni törvényi szabályozás nem hagyhatja figyelmen kívül azokat a kutatási eredményeket, amelyek egyre nagyobb számban igazolják az EDC vegyületek szubtoxikus dózis esetén is kimutatható, időben elhúzódó veszélyeit.

Mű típusa: Disszertáció (Doktori értekezés)
Doktori iskola: Környezettudományi Doktori Iskola
Tudományterület / tudományág: természettudományok > környezettudományok
Magyar cím: Környezetterhelő halogénezett szénhidrogének hatása neuroendokrin szabályozással irányított alkalmazkodásban
Idegen nyelvű cím: IMPACTS OF ENVIRONMENTALLY HARMFUL HALOGENATED HYDROCARBONS ON ADAPTATION MEDIATED BY NEUROENDOCRINE REGULATION
Témavezető(k):
Témavezető neveBeosztás, tudományos fokozat, intézményEmail
Dr Gálfi Mártahabilitált főiskolai tanárgalfimarta@freemail.hu
EPrint azonosító (ID): 1128
Publikációban használt név : Dr Valkusz Zsuzsanna
A mû MTMT azonosítója: 1945440
doi: 10.14232/phd.1128
A feltöltés ideje: 2011. nov. 09. 12:38
Utolsó módosítás: 2015. jún. 03. 15:12
Egyebek (raktári szám): B 4965
URI: http://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/1128
Védés állapota: védett

Actions (login required)

Tétel nézet Tétel nézet

Letöltések

Letöltések havi bontásban az elmúlt egy évben