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Vergleich der Zytotoxizität der Bipyridine Diquat und Paraquat in-vitro
Vergleich der Zytotoxizität der Bipyridine Diquat und Paraquat in-vitro
Bereits kurz nach der Markteinführung der Bipyridine DQ und PQ als Herbizide häuften sich die Intoxikationen mit beiden Substanzen. Meist akzidentell oder in suizidaler Absicht ingestiert endeten die Vergiftungen aufgrund fehlender Antidota überwiegend letal. In-vivo ist PQ aufgrund der Pulmotoxizität (Lungenfibrose) das gefährlichere und häufiger als Suizidmittel missbrauchte Gift. Trotz des Verbotes von PQ in der EU werden beide Bipyridine immer noch weltweit eingesetzt. Für die toxikologische Forschung ist von Interesse, ob die bekannte Organotropie ein prinzipielles Merkmal darstellt oder bei Untersuchungen eine untergeordnete Rolle spielt. In den untersuchten A549 Zellen (stellvertretend für Alveolarepithelzellen Typ II) und L929 Zellen (stellvertretend für Fibroblasten) war DQ im gemessenen Endpunkt (XTT-Test) signifikant toxischer. In HepG2 Zellen (stellvertretend für Hepatozyten) unterschieden sich beide Stoffe nicht signifikant voneinander. Beide Herbizide sind potente ROS-Bildner. Ein erhöhtes Sauerstoffangebot in Form von Carbogen® führte zu einer Wirkverstärkung beider Bipyridine. Besonders die Giftigkeit von DQ nahm stark zu. Die Gabe von zwei Antioxidantien, DMSO und NAC (allein und in Kombination) hatte keinen schützenden Effekt auf die exponierten L929 Zellen. Die Haber’sche Regel war mit Ausnahme von PQ in A549 Zellen in dem Expositionszeitraum von 24h bis 72h anwendbar. DQ zeigte eine vergleichbare toxische Wirkung in A549 Zellen sowie PQ eine toxische Wirkung in HepG2 Zellen. Die aus In-vivo-Untersuchungen bekannte Organotropie der beiden Bipyridine spielte in-vitro keine erkennbare Rolle. Für die Grundlagenforschung in-vitro erscheint deshalb eine histiotypische Auswahl des Zelltyps bei der Suche nach Antidota gegen eine Bipyridin-Intoxikation entbehrlich. Auch die für toxikologische Untersuchungen anerkannte Zelllinie L929 reagierte empfindlich auf beide Bipyridine.
Zytotoxizität, Bipyridine, Diquat, Paraquat
Juretschke, Christian
2017
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Juretschke, Christian (2017): Vergleich der Zytotoxizität der Bipyridine Diquat und Paraquat in-vitro. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Bereits kurz nach der Markteinführung der Bipyridine DQ und PQ als Herbizide häuften sich die Intoxikationen mit beiden Substanzen. Meist akzidentell oder in suizidaler Absicht ingestiert endeten die Vergiftungen aufgrund fehlender Antidota überwiegend letal. In-vivo ist PQ aufgrund der Pulmotoxizität (Lungenfibrose) das gefährlichere und häufiger als Suizidmittel missbrauchte Gift. Trotz des Verbotes von PQ in der EU werden beide Bipyridine immer noch weltweit eingesetzt. Für die toxikologische Forschung ist von Interesse, ob die bekannte Organotropie ein prinzipielles Merkmal darstellt oder bei Untersuchungen eine untergeordnete Rolle spielt. In den untersuchten A549 Zellen (stellvertretend für Alveolarepithelzellen Typ II) und L929 Zellen (stellvertretend für Fibroblasten) war DQ im gemessenen Endpunkt (XTT-Test) signifikant toxischer. In HepG2 Zellen (stellvertretend für Hepatozyten) unterschieden sich beide Stoffe nicht signifikant voneinander. Beide Herbizide sind potente ROS-Bildner. Ein erhöhtes Sauerstoffangebot in Form von Carbogen® führte zu einer Wirkverstärkung beider Bipyridine. Besonders die Giftigkeit von DQ nahm stark zu. Die Gabe von zwei Antioxidantien, DMSO und NAC (allein und in Kombination) hatte keinen schützenden Effekt auf die exponierten L929 Zellen. Die Haber’sche Regel war mit Ausnahme von PQ in A549 Zellen in dem Expositionszeitraum von 24h bis 72h anwendbar. DQ zeigte eine vergleichbare toxische Wirkung in A549 Zellen sowie PQ eine toxische Wirkung in HepG2 Zellen. Die aus In-vivo-Untersuchungen bekannte Organotropie der beiden Bipyridine spielte in-vitro keine erkennbare Rolle. Für die Grundlagenforschung in-vitro erscheint deshalb eine histiotypische Auswahl des Zelltyps bei der Suche nach Antidota gegen eine Bipyridin-Intoxikation entbehrlich. Auch die für toxikologische Untersuchungen anerkannte Zelllinie L929 reagierte empfindlich auf beide Bipyridine.