Einsatz des Comet Assay und Mikrokerntests zum Nachweis gentoxischer Schäden beim Dreistacheligen Stichling (Gasterosteus aculeatus L.) an Standorten mit unterschiedlicher Gewässerbelastung

Nahrungsketten sind Fische wichtige Testorganismen zur Beurteilung von Gewässerbelastungen (SCHNURSTEIN 2001). Zudem sind sie sehr empfindlich in ihrer Reaktion auf Schadstoffe und unterliegen oftmals der Bioakkumulation. Eine Methode zum Nachweis von DNA-Strangbrüchen ist der Comet Assay, der aber überwiegend im Labor, und selten bei Freilanduntersuchungen eingesetzt wird. Der Mikrokerntest wird zur Feststellung gentoxischer Wirkungen von Substanzen auf der DNA verwendet. Nach SCHNURSTEIN ET AL. (1999) ist der direkte Nachweis einer gentoxischen Belastung im Freiland gerade wegen der sinkenden Verschmutzung in der aquatischen Umwelt ein wichtiger Ansatz, da hiermit Akkumulations- und Synergieeffekte im Niedrigdosisbereich erfasst werden können, die mit einem der geläufigen Screeningtests häufig nicht nachweisbar sind. Im Gegensatz zu den Toxizitätstests mit akuten Belastungen liegt das Augenmerk heute mehr auf die subletalen oder chronischen Effekten. [...]

Anfang der 90er Jahre waren nach GUNKEL (1994) etwa 1.000 Stoffe mit gentoxischer Wirkung in der Umwelt vorhanden, von denen aber nur rund 30 eine nachgewiesene gentoxische Wirkung auf die Menschen hatten. Wieder andere Substanzen zeigten in Tierversuchen bei z.T. erhöhten Dosen und Konzentrationen eine erbgutverändernde Wirkung. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Stoffe auch eine gentoxische Wirkung auf den Menschen haben. Von den im Trinkwasser vorhandenen organischen Stoffen sind bis heute rund 10 % analysiert, und davon wiederum nur ein Bruchteil auf ihr erbgutveränderndes Potential (HELMA ET AL. 1994). Gentoxizitätsprüfungen von Stoffen, z.B. neuen Chemikalien, dienen der Beurteilung der genetischen Risiken und der potentiellen kanzerogenen Eigenschaften. Aber auch Umweltproben (Abwasser, Sedimente, usw.) und belastete Organismen kann man auf gentoxische Effekte untersuchen. Es gibt inzwischen mehr als 200 Testmethoden zur Prüfung der Chemikalien, aber nur etwa 50 zur Prüfung von Umweltgemischen und Wasserproben (HELMA ET AL. 1994). Bei der Untersuchung von Wasserproben müssen die Testmethoden sehr empfindlich sein, da man nicht weiß, welche Substanzen und in welcher Konzentration im Wasser enthalten sind. Bei der Betrachtung der als toxisch geltenden Stoffe müssen nicht nur die anthropogen hergestellten Substanzen, sondern auch die biogenen Verbindungen, z.B. algenbürtige Schadstoffe, berücksichtigt werden. Diese giftigen Stoffe wirken ebenfalls schon in geringen Konzentrationen auf Organismen und auf Prozesse im Ökosystem. Mit der Analyse ausgewählter Tiere aus den betreffenden Ökosystemen mit gentoxischen Tests kann ihr gentoxisches Potential eingeschätzt werden. Bisherige Erfahrungen mit Biomarkern bei der biologischen Gewässeruntersuchung zeigten, dass die Untersuchung von nur einem Biomarker oftmals nicht ausreicht, um schadstoffinduzierte biologische Effekte ausreichend zu erfassen und zu bewerten. Eine Kombination von Biomarkern, mit der sich Effekte auf verschiedenen Organisationsebenen erfassen lassen, erscheint sinnvoll. Bei allen Bioindikatoren ist die interindividuelle Variabilität von Nachteil. Zudem ist es heute schwierig, zuverlässige Negativkontrollen aus unbelasteten Habitaten zu bekommen. [...]

Die Anzahl der Fische mit erhöhten Leukozytenwerten (Tab. 9) war geringer als bei den Tieren aus dem Kraaker Mühlenbach. Dennoch war die durchschnittliche Zahl der weißen Blutzellen, vor allem die der Lymphozyten, bei vielen Fischen der Station Neu Sülstorf erhöht. An der Station Verteilerbauwerk wiesen nur wenige Stichlinge erhöhte Leukozytenwerte auf, dafür hatten sie aber viele Monozyten. Bei Neu Sülstorf waren unter den Granulozyten auch einige mit schaumartigem Zellplasma vorhanden. Bei der Station Verteilerbauwerk war auffällig, dass viele Monozyten stäbchenförmige Einschlüsse im Zellplasma zeigten. Rund 43 % der Stichling von Neu Sülstorf wiesen erhöhte Leukozytenwerte auf, während es bei den Tieren der Station Verteilerbauwerk nur 23 % waren. [...]