The OECD Validation Program of the H295R Steroidogenesis Assay for the Identification of In Vitro Inhibitors and Inducers of Testosterone and Estradiol Production. Phase 2: Inter-Laboratory Pre-Validation Studies (8 pp)

Background, Goals and Scope In response to concerns that have been raised about chemical substances that may alter the function of endocrine systems and result in adverse effects on human health, an OECD initiative was undertaken to develop and validate in vitro and in vivo assays to identify chemicals that may interfere with endocrine systems of vertebrates. Here we report on studies that were conducted to develop and standardize a cell-based screening assay using the H295R cell line to prioritize chemicals that may act on steroidogenic processes in humans and wildlife. These studies are currently ongoing as part of the ‘Special Activity on the Testing and Assessment of Endocrine Disruptors’ within the OECD Test Guidelines Program to review, develop, standardize, and validate a number of in vitro and in vivo toxicological assays for testing and assessment of chemicals concerning their potential to interact with the endocrine system of vertebrates. Study Design Six laboratories from five countries participated in the pre-validation studies. Each laboratory tested the effects of three model chemicals on the production of testosterone (T) and estradiol (E2) using the H295R Steroidogenesis Assay. Chemicals tested were well described inducers or inhibitors of steroidogenic pathways (forskolin, prochloraz and fadrozole). All experiments were conducted in 24 well plates following standard protocols. Six different doses per compound were analyzed in triplicate per plate. A quality control (QC) plate was run in conjunction with the chemical exposure plate to account for inter-assay variation. Each chemical exposure was conducted two or three times. Results All laboratories successfully detected increases and/or decreases in hormone production by H295R cells after exposure to the different model compounds and there was good agreement in the pattern of response for all groups. Forskolin increased both T and E2 while fadrozole and prochloraz decreased production of both hormones. All chemicals affected hormone production in a dose-dependent manner with the exception of fadrozole which caused maximum inhibition of E2 at the two least concentrations tested. Some inter-laboratory differences were noted in the alteration of hormone production measured in chemically exposed cells. However, with the exception of the production of T measured at one laboratory in cells exposed to forskolin, the EC₅₀s calculated were comparable (coefficients of variation 34–49%) for all hormones. Discussion and Perspectives The results indicated that the H295R Steroidogenesis Assay protocol was robust, transferable and reproducible among all laboratories. However, in several instances that were primarily related to one laboratory there were unexplained minor uncertainties related to the inter-laboratory hormone production variation. Based on the findings from this Phase 2 prevalidation study, the H295R Steroidogenesis Assay protocol is currently being refined. The next phase of the OECD validation program will test the refined protocol among the same group of laboratories using an extended set of chemicals (∼30) that will include positive and negative chemical controls as well as a broad spectrum of different potential inducers and inhibitors of steroidogenic pathways. Submission Editor: Dr. Carsten Brühl (bruehl@uni-landau.de)     

Dioxin?hnliche polychlorierte Biphenyle (PCB) in der Umwelt

Zusammenfassung Ziel und Absicht  Der derzeitige Kenntnisstand zu Quellen, Verbleib in der Umwelt, Exposition des Menschen und gesundheitlicher Bewertung von dioxin?hnlichen polychlorierten Biphenylen (PCB) und nicht dioxin?hnlichen PCB wird mit Fokus auf den deutschsprachigen Raum dargestellt und zusammengefasst. Methoden  Grundlage für den aktuellen Kenntnisstand sind die Vortr?ge und Diskussionsergebnisse eines zweit?gigen bundesweiten Statuskolloquiums. Die Bedeutung der dioxin?hnlichen PCB wird insbesondere in Relation zu den polychlorlerten Dibenzo-p-dioxinen (PCDD) und Dibenzofuranen (PCDF) betrachtet. Dazu dient in erster Linie ein Vergleich der Toxizit?ts?quivalentkonzentrationen (TEQ) beider Stoffgruppen in den betrachteten Umweltmatrices. Ergebnisse und Schlussfolgerungen  In vielen Umweltmedien sind die TEQ-Werte der dioxin?hnlichen PCB ?hnlich hoch wie die PCDD/PCDF-Gehalte, in den meisten Lebensmitteln tierischen Ursprungs sogar h?her. In den meisten Medien hat das nichtortho substituierte PCB 126 aufgrund seines hohen Toxizit?ts?quivalenzfaktors von 0,1 den mit Abstand h?chsten Beitrag zum PCB-TEQ. Für die gro?fl?chige Umweltbelastung mit PCB ist offensichtlich der atmosph?rische (Fern) Transport wesentlich. Für den Eintritt der dioxin?hnlichen, PCB in terrestrische Nahrungsketten ist der Transfer Atmosph?re-Pflanze wahrscheinlich der entscheidende Schritt. Empfehlungen und Ausblick  Trotz des Rückgangs der Umweltbelastung mit PCB und PCDD/PCDF überschreitet ein erheblicher Teil der Bev?lkerung in Deutschland und anderen europ?ischen Staaten gegenw?rtig noch die duldbare Aufnahme an, dioxin?hnlichen Substanzen. Aber auch aufgrund einer aktuellen toxikologischen Neubewertung der nicht-dioxin?hnlichen PCB muss die Verminderung der PCB-Exposition weiter betrieben werden. OnlineFirst: 11. April 2005     

?kologische, ?konomische und rechtliche umweltbewertung

Zusammenfassung  Der Artikel gibt einen überblick über eine Beitragsserie zum Thema Integrative Umweltbewertung. Es wird über die Genese sowie die inhaltliche und organisatorische Struktur eines Graduiertenkollegs berichtet, das in den Jahren 1996–2002 in zwei Phasen an der Universit?t Kiel eingerichter war. Insbesondere wird auf die zentralen Begriffe Integration, Umwelt und Bewertung eingegangen. Ein besonderes Augenmerk liegt zudem auf dem genannten Thema als Forschungs- und Lehrgegenstand sowie auf den Chancen und Barrieren für interdisziplin?re Kooperation und Kommunikation zwischen den Fachgruppen ?kosystemforschung, Rechtswissenschaften und Wirtschafts-/Sozialwissenschaften. Am Schluss dieses übersichtsbeitrages werden die Beitr?ge der Serie kurz vorgestellt. Online First 17.06.2002     

Chemisch-analytische Untersuchung von Arsenkampfstoffen und ihren Metaboliten

Zusammenfassung  Arsenkampfstoffe sind in der Umwelt persistent und kontaminieren bis heute Boden und Grundwasser. In diesem Beitrag werden die chemischen Reaktionen der Arsenkamptstoffe Diphenylarsinchlorid (CLARK I), Phenylarsindichlorid (PFIFFIKUS), Ethylarsindichlorid (DICK) sowie von Chlorvinylarsinverbindungen (LEWISITE) dargestellt. Die M?glichkeiten der chemisch-analytischen Erfassung dieser chemischen Kampfstoffe als Originalsubstanzen und als Thiol-Derivate werden pr?sentiert.      

Analyse von Quecksilber in Seeadlerfedern aus Mecklenburg-Vorpommern mit Hilfe der Hamburger Protonenmikrosonde

Zusammenfassung  Mit der Hamburger Protonenmikrosonde untersuchen wir den Quecksilbergehalt in Seeadlerfedern, die in Mecklenburg-Vorpommern über Jahrzehnte gesammelt wurden. Anhand der Fundorte und Funddaten ist es m?glich, ein zeitliches und regional differenziertes Bild der Quecksilberbelastung, die vorwiegend durch Hg-halrige Saargutbeizen in der Landwirtschaft verursacht wurden, zu erstellen. Wir vergleichen die gefundenen Konzentrationen mit der ‘geogenen’ Grundbelastung, die an Federproben des vorigen Jahrhunderts von Museumstieren ermittelt wurde.      

Immissionsbelastungen im Umfeld des Flughafens München

Zusammenfassung  Die Immissionsbelastung im ?stlichen Umland des neuen Münchner Flughafens wurde im Zeitraum von 1992 bis 1995 mit Hilfe einer Reihe unterschiedlicher Messmethoden untersucht. Für die wirkungsbezogene Erfassung von Umwelteinflüssen wurden Bioindikatoren zur Bestimmung der PAK-Belastung und zur Quantifizierung der Photooxidantienbelastung eingesetzt. Darüber hinaus wurde der PAK-Gehalt des Oberbodens bestimmt. Die aktuelle Luftbelastungssituation wurde w?hrend photochemisch aktiver Wetterlagen im Sommer im Rahmen von 7 Intensivmesskampagnen untersucht. Die Bodenbelastung mit PAK liegt im Bereich der für l?ndliche Regionen typischen Hintergrundwerte mit den h?chsten Konzentrationen in der N?he stark befahrener Stra?en und weist keinen zeitlichen Trend auf. Auch der aktuelle PAK-Eintrag liegt an allen Standorten in einem für l?ndliche Regionen in Bayern typischen Bereich. Als Hauptemittent wird im Sommer der Kfz-Verkehr identifiziert, w?hrend die deutlich erh?hte Belastung im Winter auf den Hausbrand zurückgeführt werden kann. Die Photooxidantien-belastung zeigt im Flughafenumland keine ausgepr?gten Unterschiede, sie ist an den durch Stra?enverkehr beeinflussten Standorten jedoch am geringsten. Die Konzentrationen leicht flüchtiger Kohlenwasserstoffe sind an einer verkehrsreichen Stra?enkreuzung in Erding deutlich h?her als im l?ndlichen Flughafenumland. Sie zeigen ausgepr?gte Tagesg?nge, die u.a. auf den luftchemischen Abbau zurückzuführen sind. Die Hydroperoxide als sekund?re Luftschadstoffe weisen einen gegens?tzlichen Verlauf auf, der dem des Ozons mit nachmitt?glichem Maximum ?hnelt. Online-First: 23. August 2000     

Labor-Algentest: Bedeutung der toxikologischen Endpunkte

Zusammenfassung  Die Bestimmung der Algentoxizit?t im Labor ist ein Standardverfahren. Ausgehend von einer Wachstumshemmung unter Stoffeinflu? sind verschiedene toxikologische Endpunkte als Wirkungskennzahlen (EC) zu kalkulieren. Die EC50 für die Wachstumsrate μ wird mit der EC50 für die Biomasse verglichen. Die intrinsische Toxizit?t eines Stoffes kann allein von der weitestgehend prüfzeit-unabh?ngigen EC50 für die Wachstumsrate μ richtig wiedergegeben werden. Für die Bewertung algentoxischer Stoffe in der Umwelt ist aus ?kologischer Sicht (Populationsdynamik und Produktivit?t des “Biomassepools” des Phytoplanktons) ebenfalls die Verwendung der Ergebnisse zur Wachstumsrate erforderlich. Die Auswerteunterschiede der nationalen und internationalen Prüfrichtlinien sollten daher auf die alleinige Bestimmung der Wachstumsratenhemmung vereinheitlicht werden.      

Dioxin-/Furan-“Verbrennungsprofile” in Abgasen aus Hochtemperaturprozessen

Zusammenfassung  Verschiedene Mechanismen in der Abkühlungsphase von Hochtemperaturprozessen führen zur Neubildung von polychlorierten Dibenzo(p) dioxinen (PCDD) und polychlorierten Dibenzofuranen (PCDF) und, unabh?ngig von den jeweiligen Absolutkonzentrationen, zu vergleichbaren PCDD/F-Profilen, also prozentualen Anteilen einzelner Kongenere bzw. Homologengruppen an der Summe der betrachtten 17 Kongenere nach 17. BImSchV bzw. Homologengruppen Tetra-bis Octa CDD/F. Die Charakteristik dieser “Verbrennungs-profile” kann zur Plausibilit?tsprüfung von Messergebnissen sowie zur weitergehenden Deutung und zum Verst?ndnis der ablaufenden Reaktionsmechanismen beitragen. Online-First: 9. M?rz 2000