Header

UZH-Logo

Maintenance Infos

Hormonal activity of UV filters in aquatic ecosystems


Kunz, Petra Yvonne. Hormonal activity of UV filters in aquatic ecosystems. 2006, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

UV-Filter finden zum Schutze der Haut eine breite und zunehmende Anwendung in Sonnenschutzmitteln, kosmetischen Produkten und anderen Materialien. UV-Filter gewannen an Umweltrelevanz wegen nachgewiesener östrogener Aktivität einiger Substanzen und wegen gefundener Rückstände im aquatischen Ökosystem. Trotzdem ist es bisher weitgehend unklar ob ein ökotoxikologisches Risiko von diesen Substanzen ausgeht. Das Ziel dieser Dissertation war es, die hormonelle Aktivität von UV-Filtern bei aquatischen Organismen zu untersuchen und so einige dieser relevanten Lücken zu füllen. In vitro wurde die hormonelle Aktivität von einzelnen UV-Filtern, sowie auch Mischungskombinationen davon, untersucht. In vivo wurde die östrogene und thyroide Aktivitäten dieser Substanzen in relevanten aquatischen Organismen, wie Fischen und Fröschen, erforscht. Alle 19 UV-Filter besassen in vitro hormonelle Aktivitäten, die meisten davon multiple. Unabhängig davon ob die benutzen Hefesysteme einen hERα oder einen rtERα trugen, konnten ähnliche östrogene Aktivitäten nachgewiesen werden. Zu unserer Überraschung zeigten die meisten UV-Filter-Mischungen synergistische Aktivitäten, vor allem bei NOEC-Mischungen. Drei UV-Filter besassen auch in vivo, in juvenilen Dickkopfelritzen, östrogene Aktivität. Der stärkste dieser UV-Filter, 3BC, führte zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Fortpflanzung in adulten Fischen. Andererseits hatten die UV-Filter 4MBC und 3BC, in Konzentrationen die in der Umwelt zu erwarte wären, beim afrikanischen Krallenfrosch keine Auswirkungen. Diese Resultate zeichnen ein neues, detaillierteres Bild der hormonellen Aktivität von UV- Filtern, bezüglich Einzelsubstanzen wie auch Mischungen, in vitro wie in vivo UV-filters are widely and increasingly used in sunscreens for skin protection and in a variety of cosmetic products and other materials. UV-filters are of environmental relevance as some were demonstrated to be estrogenic and UV-filter residues were detected in aquatic ecosystems. However, it remains unclear whether environmental concentrations of UV-filters negatively affect the hormone system of aquatic organisms, and the ecotoxicological risk is unknown. This dissertation was aimed at filling some of these significant gaps by investigating the hormonal activity of UV-filters towards aquatic organisms. In vitro hormonal activities of single UV-filters and estrogenic mixtures thereof were investigated. In vivo the estrogenic and thyroid activity was evaluated in important aquatic organisms, such as fish and frogs. All 19 UV-filters showed hormonal activities in vitro, surprisingly most of them demonstrated multiple activities in recombinant yeast. Similar estrogenic activities were found in yeast systems, carrying either a hERα or a rtERα. Surprisingly most mixtures of estrogenic UV-filters were synergistic, even when mixed at their NOEC. In vivo three UV-filters were found to be estrogenic in juvenile fish. In adult fish, the strongest of these UV filters, 3BC, adversely affected reproduction. In frog on the other hand, 4MBC and 3BC did not have an effect at concentrations expected to be found in the environment. This study reveals a novel and more detailed picture of the hormonal activity of single UV-filters and mixtures thereof, in vitro and in vivo. It discloses unexpected multiple hormonal activities and synergism in vitro and an unexpected negative effect on fish reproduction near environmental concentrations in vivo.

Abstract

UV-Filter finden zum Schutze der Haut eine breite und zunehmende Anwendung in Sonnenschutzmitteln, kosmetischen Produkten und anderen Materialien. UV-Filter gewannen an Umweltrelevanz wegen nachgewiesener östrogener Aktivität einiger Substanzen und wegen gefundener Rückstände im aquatischen Ökosystem. Trotzdem ist es bisher weitgehend unklar ob ein ökotoxikologisches Risiko von diesen Substanzen ausgeht. Das Ziel dieser Dissertation war es, die hormonelle Aktivität von UV-Filtern bei aquatischen Organismen zu untersuchen und so einige dieser relevanten Lücken zu füllen. In vitro wurde die hormonelle Aktivität von einzelnen UV-Filtern, sowie auch Mischungskombinationen davon, untersucht. In vivo wurde die östrogene und thyroide Aktivitäten dieser Substanzen in relevanten aquatischen Organismen, wie Fischen und Fröschen, erforscht. Alle 19 UV-Filter besassen in vitro hormonelle Aktivitäten, die meisten davon multiple. Unabhängig davon ob die benutzen Hefesysteme einen hERα oder einen rtERα trugen, konnten ähnliche östrogene Aktivitäten nachgewiesen werden. Zu unserer Überraschung zeigten die meisten UV-Filter-Mischungen synergistische Aktivitäten, vor allem bei NOEC-Mischungen. Drei UV-Filter besassen auch in vivo, in juvenilen Dickkopfelritzen, östrogene Aktivität. Der stärkste dieser UV-Filter, 3BC, führte zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Fortpflanzung in adulten Fischen. Andererseits hatten die UV-Filter 4MBC und 3BC, in Konzentrationen die in der Umwelt zu erwarte wären, beim afrikanischen Krallenfrosch keine Auswirkungen. Diese Resultate zeichnen ein neues, detaillierteres Bild der hormonellen Aktivität von UV- Filtern, bezüglich Einzelsubstanzen wie auch Mischungen, in vitro wie in vivo UV-filters are widely and increasingly used in sunscreens for skin protection and in a variety of cosmetic products and other materials. UV-filters are of environmental relevance as some were demonstrated to be estrogenic and UV-filter residues were detected in aquatic ecosystems. However, it remains unclear whether environmental concentrations of UV-filters negatively affect the hormone system of aquatic organisms, and the ecotoxicological risk is unknown. This dissertation was aimed at filling some of these significant gaps by investigating the hormonal activity of UV-filters towards aquatic organisms. In vitro hormonal activities of single UV-filters and estrogenic mixtures thereof were investigated. In vivo the estrogenic and thyroid activity was evaluated in important aquatic organisms, such as fish and frogs. All 19 UV-filters showed hormonal activities in vitro, surprisingly most of them demonstrated multiple activities in recombinant yeast. Similar estrogenic activities were found in yeast systems, carrying either a hERα or a rtERα. Surprisingly most mixtures of estrogenic UV-filters were synergistic, even when mixed at their NOEC. In vivo three UV-filters were found to be estrogenic in juvenile fish. In adult fish, the strongest of these UV filters, 3BC, adversely affected reproduction. In frog on the other hand, 4MBC and 3BC did not have an effect at concentrations expected to be found in the environment. This study reveals a novel and more detailed picture of the hormonal activity of single UV-filters and mixtures thereof, in vitro and in vivo. It discloses unexpected multiple hormonal activities and synergism in vitro and an unexpected negative effect on fish reproduction near environmental concentrations in vivo.

Statistics

Downloads

15 downloads since deposited on 20 Jun 2019
15 downloads since 12 months
Detailed statistics

Additional indexing

Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Pernthaler Jakob
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:Unspecified
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2006
Deposited On:20 Jun 2019 12:15
Last Modified:25 Sep 2019 00:11
Number of Pages:156
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod005351076&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

Download

Green Open Access

Download PDF  'Hormonal activity of UV filters in aquatic ecosystems'.
Preview
Content: Published Version
Language: English
Filetype: PDF
Size: 2MB