Biotest zur Bestimmung hormonaktiver Substanzen

Mit unseren einfachen und preiswerten Biotests können hormonaktive Substanzen in Lebensmitteln, Futtermitteln sowie Umweltproben (Abwässern, Grund- und Sickerwässern, fließenden und stehenden Gewässern, Sediment- und Bodenproben) nachgewiesen werden. Momentan bieten wir Untersuchungen auf die folgenden Hormonarten an:

  • Östrogene
  • Androgene
  • Gestagene
Dabei wird die gesamte hormonelle Wirkung aller in der Probe enthaltenen Substanzen als Summenparameter bestimmt.

Bestimmungsmethode

Im Gegensatz zur chemischen Analyse (z.B. http://www.food-jena.de), bei der mit hochempfindlichen Methoden einzelne Substanzen nachgewiesen werden, erfassen unsere Biotests die gesamte hormonelle Wirkung aller Substanzen, die ein bestimmtes Hormon „vortäuschen“.
Es wird dabei ausgenutzt, dass Steroidhormone wie Östrogen, Androgen und Progesteron in Körperzellen zunächst spezifisch an einen sogenannten Rezeptor gebunden werden. Der Rezeptor-Hormon-Komplex aktiviert dann in einem weiteren Schritt spezielle Zielgene.

Unsere Biotests basieren auf genetisch veränderten Hefezellen, die den jeweiligen humanen Rezeptor produzieren. Die Proben werden dem Nährmedium der Hefezellen zugegeben. Bindet nun eine darin enthaltene hormonaktive Substanz an den entsprechenden Rezeptor, so wird nach weiteren Bindungsvorgängen ein Enzym produziert. Dieses bewirkt eine Farbentwicklung des zugesetzten Substrats. Die Intensität der Färbung wird über eine Absorptionsmessung bestimmt und lässt letztendlich Rückschlüsse auf die Konzentration der hormonaktiven Substanzen in der Probe ab.

Hormonaktive Substanzen als Umweltproblem

Hormonaktive Substanzen stellen ein immer größer werdendes Umweltproblem dar. Als hormonaktiv werden
Substanzen dann bezeichnet, wenn sie in Organismen ähnliche Wirkungen wie die körpereigenen Hormone hervorrufen oder diese Hormone hemmen. Solche Stoffe können natürlichen Ursprungs sein, wie z.B. Östrogene und Testosteron beim Menschen oder einige der sogenannten Phytohormone, die in Pflanzen vorkommen. Diese Stoffe werden relativ schnell biologisch abgebaut.
Dagegen sind die in der Medizin und Tierhaltung in großen Mengen eingesetzten synthetischen Hormone sehr stabil, so dass sie zum Teil noch im Ablauf der Klärwerke nachweisbar sind. Auch in der industriellen Produktion werden ca. 200 Stoffe eingesetzt oder hergestellt, die im Labor- und Tierversuch hormonaktive Wirkungen zeigen. Industriechemikalien mit östrogenartiger Wirkung, die als Xenoöstrogene bezeichnet werden, fallen z.B. in großen Mengen in der Kunststoff- und Metallindustrie an oder werden als Zusatz von Pestiziden, Reinigungsmitteln und Latexfarben in Umlauf gebracht.

Es ist inzwischen unbestritten, dass östrogenartige Substanzen auch in ganz geringen Konzentrationen bei im Wasser  lebenden Tieren (z.B. Fischen) zu einer Veränderung des Geschlechterverhältnisses und zu nachlassender Fruchtbarkeit bis hin zur Verweiblichung der Männchen führen (siehe z.B. Hormonchaos durch Umweltgifte - WWF-Deutschland). Beim Menschen werden neben der nachlassenden Fertilität von Männern auch Fehlbildungen der Geschlechtsorgane, ein erhöhtes Auftreten von Brust- und Hodenkrebs sowie die verfrühte Pubertät von Mädchen im Zusammenhang mit östrogenaktiven Substanzen diskutiert. Besonders im sich entwickelnden Organismus und bereits vor der Geburt können geringste Mengen solcher Stoffe bleibende Defekte und Funktionsstörungen von Organen auslösen (siehe z.B.: http://www.vistaverde.de ).