@PhdThesis{duepublico_mods_00014570,
  author = 	{Geh Dr., Stefan},
  title = 	{Direkte und indirekte Genotoxizit{\"a}t alveoleng{\"a}ngiger Betonitpartikel in Abh{\"a}ngigkeit ihrer Variet{\"a}ten in vitro},
  year = 	{2006},
  month = 	{Dec},
  day = 	{06},
  keywords = 	{Feinstaub; Genotoxizit{\"a}t; Bentonit; Quarz; Apoptose; Zytokine},
  abstract = 	{Seit der Einstufung von reinem Quarzstaub als Humankanzerogen wird die Kanzerogenit{\"a}t bzw. Genotoxizit{\"a}t verschiedener Variet{\"a}ten quarzhaltiger Staubgemische kontrovers diskutiert. Zu diesen z{\"a}hlen auch die weit verbreiteten quarzhaltigen Tonerdemineralien wie Bentonite. Das Ziel dieser Arbeit war es, direkte und indirekte genotoxische Wirkungen alveoleng{\"a}ngiger Bentonitpartikel mit Quarzgehalten bis zu 6 {\%} und verschiedenen Modifikationen (alkalisch, sauer, organisch) in kultivierten humanen Lungenfibroblasten (IMR90) zu ermitteln. Dabei wurden auch die zellul{\"a}re Partikelaufnahme und das zytotoxische Potenzial untersucht. 
Bei allen Bentonitproben wurde Pyrogenfreiheit nachgewiesen, wodurch eine Beeinflussung durch andere biologisch aktive Substanzen ausgeschlossen werden konnte. Bei Untersuchungen mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) zeigte sich, dass alkalisch modifizierte Partikel besser aufgenommen werden als unbehandelte und Zellkompartimente wie der Zellkern unber{\"u}hrt bleiben. Zellzahlbestimmungen ergaben, dass modifizierte Bentonite mit h{\"o}heren Quarzgehalten eine st{\"a}rkere zytotoxische Wirkung besitzen als Rohbentonite oder Bentonite mit Quarzgehalten <4 {\%}. Diese Wirkung ist vor allem auf membransch{\"a}digende Effekte zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Die Bildung von Mikrokernen als Indikator f{\"u}r die genotoxische Wirkung war nur in wenigen F{\"a}llen erh{\"o}ht (p <0,05) und trat h{\"a}ufiger bei modifizierten Bentoniten mit h{\"o}heren Quarz- und Metallgehalten nach 48- und 72-st{\"u}ndiger Inkubation auf. Bentonite mit h{\"o}heren Quarz-/Metallgehalten neigten eher zu klastogenen Effekten, was auf eine oxidative Sch{\"a}digung hindeutet. Die Bildung azellul{\"a}r gemessener reaktiver Sauerstoffverbindungen (ROS) stand in Relation zum Metallgehalt und zur Bildung von Mikrokernen. Dar{\"u}ber hinaus ergeben sich durch den R{\"u}ckgang der Mikrokernbildung nach Eisenchelatorzugabe Hinweise auf die Pr{\"a}senz intrazellul{\"a}rer eisengenerierter ROS. Diese Zusammenh{\"a}nge verdeutlichen, dass ROS im Wirkungsmechanismus der Bentonite eine Schl{\"u}sselfunktion einnehmen. Die Freisetzung von Zytokinen war in den makrophagen{\"a}hnlichen THP1- und MonoMac6-Zellen sehr gering, so dass sich daraus allein keine nennenswerte inflammatorische Wirkung ableiten l{\"a}st. Der genomische Schaden reichte nicht aus, um Apoptose in signifikanter Weise auszul{\"o}sen. Hier traten nekrotische Effekte deutlicher hervor.
Es bleibt festzuhalten, dass Bentonite mit h{\"o}heren Quarzgehalten (≥4 {\%}) in Abh{\"a}ngigkeit vom Metallgehalt (vorwiegend Eisen) einen geringf{\"u}gigen genomischen Schaden in IMR90-Zellen ausl{\"o}sen k{\"o}nnen. Die chemische Modifikation scheint erst im Zusammenwirken mit einem hohen Quarzgehalt einen ma{\ss}geblichen Einfluss auf die zellul{\"a}ren Effekte zu haben. Ob die vorgefundenen Indizien auch zur Ausl{\"o}sung mutagener bzw. kanzerogener Prozesse beitragen k{\"o}nnen, bleibt in nachfolgenden Studien zu kl{\"a}ren.},
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