ITEM METADATA RECORD
Title: De interactie van gepolychloreerde bifenylen (PCBs) met de schildklier functie en de neurale ontwikkeling in het kippenembryo.
Other Titles: Interaction of polychlorinated biphenyls (PCBs) with thyroid function and neurodevelopment in the chicken embryo.
Authors: Beck, Veerle
Issue Date: 18-Oct-2006
Abstract: PCBs zijn endocriene verstoorders die interfereren met de schildklierfun ctie. Het is nog altijd niet duidelijk via welke mechanismen ze hu n neurotoxisch effect uitoefenen, zeker niet bij vogels. Voor zoog dieren zijn er een aantal mechanismen voorgesteld. Morfologische s tudies toonden aan dat PCBs directe effecten hebben op de schildklier.&n bsp; Ze verstoren ook het schildklierhormoon (thyroid hormone, TH) metab olisme. Verder zouden gehydroxyleerde PCBs in competitie treden me t T4 voor binding aan een belangrijk bindingsproteïne, transthyretine (T TR). Aangezien blootstelling aan endocriene verstoorders de meeste schadelijk e effecten veroorzaakt gedurende de embryonale ontwikkeling, werd deze p eriode bestudeerd. Bevruchte kippeneieren werden geïnjecteerd met de cop lanaire PCB 77, de niet-coplanaire PCB 153 en PCB 180 of het PCB mengsel Aroclor 1242. De injectie gebeurde in een vroeg ontwikkelingstadi um en staalnames gebeurden tijdens de laatste week van de ontwikkeling. Voordat de TH gerelateerde effecten bestudeerd werden, werd de opname va n PCB 77, PCB 153 en PCB 180 gemeten in de lever en de hersenen. B eide organen zijn belangrijk voor het metabolisme en de activiteit van z owel THs als PCBs. Verder werd ook de PCB opname in het overblijve nde karkas bepaald. Er waren geen congeneer afhankelijke verschill en in het opnamepatroon. Het PCB opname patroon per weefsel daaren tegen verschilde wél. In de lever en het overblijvende karkas nam de relatieve PCB opname toe in functie van de leeftijd, dit in tegenstel ling met de lineaire opname in de hersenen. Gedurende de laatste week van de ontwikkeling van de kip leek PCB 77 de TH concentraties te doen dalen. Gedetailleerd bestuderen van deze periode bracht verlaagde TH waarden in plasma, lever en hersenen aan het licht gedurende het non pipping (NP), internal pipping (IP) en external pipping (EP) stadium. PCB 77 interfereerde niet met de type I dej odase (D1) activiteit in de lever, wat duidelijk verschilt met de situat ie in zoogdieren waar een verlaagde D1 activiteit waargenomen werd. Op de lever D3 activiteit was er geen duidelijk effect. We concl uderen dat de lever, nochtans een belangrijke bron van plasma THs, niet verantwoordelijk is voor de onderdrukte plasma T3 waarden in het kippene mbryo. In de hersenen werd een compenserende reactie van het activ erend D2 enzym vastgesteld, een gelijkaardige situatie als bij zoogdiere n. Het compenserende effect op de PCB geïnduceerde daling van de T H waarden in de hersenen werd in het cerebellum versterkt door de verlaa gde activiteit van het inactiverend D3 enzym. Om na te gaan of PCB 77 gedurende de periode van pipping en uitkippen in terfereerde met de productie van THs, werd in de schildklier het mRNA ni veau van een belangrijk enzym in dit proces, namelijk schildklierhormoon peroxidase (TPO) gemeten. Het TPO mRNA niveau was verlaagd tijdens het pipping proces. De hieruit voortvloeiende daling in de TH pro ducerende capaciteit kan een belangrijke factor zijn die bijdraagt tot d e daling in plasma TH waarden. Verder werd de schildklieractiviteit bestudeerd met behulp van histologi sche secties vanaf embryonale dag 18 (E18) tot pas uitgekipte dieren (C0 ). De schildklier was in een hypoactieve toestand op E20 terwijl e rvoor (E18) en erna (C0) de schildklier in een hyperactieve toestand was , gekenmerkt door kleinere follikel- en colloïd oppervlakten. Het hypothyroïde uitzicht van de schildklier op E20 duidde in dezelfde richt ing als de daling in de hoeveelheid TPO mRNA gedurende de periode van pi pping in de PCB 77 behandelde embryo’s. Nochtans reflecteerde dit zich niet in de circulerende TH waarden. Dieren behandeld met de n iet-coplanaire PCB 153 en het PCB mengsel Aroclor 1242 vertoonden eenzel fde TH patroon, namelijk een stijging ten opzichte van de controle groep . Nochtans waren de effecten op de schildkliermorfologie verschill end op E20. Na PCB 153 behandeling was de schildklier hypoactief t erwijl deze in een normale activiteitstoestand was na Aroclor 1242 behan deling. We concluderen dat gedurende de laatste week van de embryonale ontwikkel ing de niet-coplanaire PCB 153 geen invloed heeft op de TH concentraties . Daarentegen stelden we vast dat gedurende de periode van pipping en uitkippen de coplanaire PCB 77 de TH waarden verlaagt. We suggereren dat een verminderde TH producerende capaciteit in de schildk lier hiervoor een belangrijke factor kan zijn. Aangezien echter zo wel coplanaire als niet coplanaire PCBs neurotoxisch zijn, zullen ook an dere factoren belangrijk zijn in de PCB geïnduceerde neurotoxiciteit.
Table of Contents: List of abbreviations..…..……………………………………………………….…….i

List of publications.……………………………………………………….………….v

Samenvatting/Summary.…………………………………………………………....ix

State of the art.………………………………..………………………………………1
Part I: The thyroid axis………………………………………………………...3
1. Thyroid function and development………………………………..3
2. Organisation and activity of the thyroid gland….…………………4
3. Thyroid hormone binding proteins………………………………...6
4. Thyroid hormone metabolism……………………………………..7
5. Thyroid hormone receptors………………………………………13

Part II: Human and wildlife exposure to polychlorinated biphenyls …….….16
1. Definition of polychlorinated biphenyls……………………….…16
2. Incidents with acute exposure to high doses of PCBs….…….…..18
3. Sustained exposure to PCBs present in the environment.………..21

Part III: Thyroid hormone related toxicity of polychlorinated biphenyls……25
1. Non-thyroidal effects…………………………………………….25
2. Thyroidal effects…………………………………………………26
3. Effect on embryonic chicken brain………………………………30

Aim…………………………………………………………………………………...33

Chapter 1: Uptake and tissue specific distribution of PCB 77, PCB 153 and PCB 180 during the last week of development of the chicken embryo…..………..37
Introduction………………………………………………………….……….39
Materials and Methods……………………………………………………….40
Results………………………………………………………………………..43
Discussion .. …………………………………………………………………46

Chapter 2: The dioxin-like PCB 77 but not the ortho-substituted PCB 153 interferes with chicken embryo thyroid hormone homeostasis and delays hatching………………………………………………………………….49
Introduction…………………………………………………………………..51
Materials and Methods……………………………………………………….52
Results .. ……………………………………………………………………...54
Discussion .. …………………………………………………………………60

Chapter 3: Exposure to PCB 77 induces tissue dependent changes in iodothyronine deiodinase activity patterns in the embryonic chicken…………………..65
Introduction…………………………………………………………………..67
Materials and Methods……………………………………………………….68
Results .. ……………………………………………………………………...72
Discussion .. …………………………………………………………………73



Chapter 4: Exposure to PCB 77 inhibits TPO gene expression during the last stages of embryonic chicken development……………………………………...83
Introduction…………………………………………………………………..85
Materials and Methods……………………………………………………….85
Results ...……………………………………………………………………...88
Discussion……………………………………………………………………91

Chapter 5: Effect of different PCBs on thyroid histology during the last days of embryonic chicken development....……………………………………...95
Introduction…………………………………………………………………..97
Materials and Methods……………………………………………………….98
Results...…………………………………………………………………….100
Discussion..…………………………………………………………………103

General discussion………..………………………………………………………..107

Annex……………………………………………………………………………….119

Literature references.……………………………………………………………...125
URI: 
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Division of Livestock-Nutrition-Quality
Ethics @ Arenberg
Animal Physiology and Neurobiology Section - miscellaneous
Research Group Comparative Endocrinology (-)

Files in This Item:
File Description Status SizeFormat
doctoraat Veerle Beck 09.24.pdf Published 2906KbAdobe PDFView/Open

These files are only available to some KU Leuven staff members

 


All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.