Toxicity of dioxin to developing teeth and salivary glands : An experimental study

Dioxins are ubiquitous environmental poisons having unequivocal adverse health effects on various species. The majority of their effects are thought to be mediated by the aryl hydrocarbon receptor (AhR). Developing human teeth may be sensitive to dioxins and the most toxic dioxin congener, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), is developmentally toxic to rodent teeth. Mechanisms of TCDD toxicity can be studied only experimentally. The aim of the present thesis work was to delineate morphological end points of developmental toxicity of TCDD in rat and mouse teeth and salivary glands in vivo and in vitro and to characterize their cellular and molecular background. Mouse embryonic teeth and submandibular gland explants were grown in organ culture without/with TCDD at various concentrations, examined stereomicroscopically and processed for histological examination. The effects of TCDD on cellular mechanisms essential for organogenesis were investigated. The expression of various genes eliciting the response to TCDD exposure or involved in tooth and salivary gland development was studied at the mRNA and/or protein levels by in situ hybridization and immunohistochemistry. Association of the dental effects of TCDD with the resistance of a rat strain to TCDD acute lethality was analyzed in two lactationally exposed rat strains. The effect of TCDD on rat molar tooth mineralization was studied in tissue sections. TCDD dose- and developmental stage-dependently interfered with tooth formation. TCDD prevented early mouse molar tooth morphogenesis and altered cuspal morphology by enhancing programmend cell death, or apoptosis, in dental epithelial cells programmed to undergo apotosis. Cell proliferation was not affected. TCDD impaired mineralization of rat molar dental matrices, possibly by specifically reducing the expression of the mineralization-related dentin sialophosphoprotein gene shown in cultured mouse teeth. The impaired mineralization of rat teeth was accompanied by decreased expression of AhR and the TCDD-inducible xenobiotic-metabolozing enzyme P4501 A1 (CYP1A1), suggesting mediation of the TCDD effect by the AhR pathway. The severe interference by TCDD with rat incisor formation was independent of the genotypic variation of AhR determining the resistance of a rat strain to TCDD acute lethality. The impairment by TCDD of mouse submandibular gland branching morphogenesis was associated with CYP1A1 induction and involved blockage of EGF receptor signalling. In conclusion, TCDD exposure is likely to have activated the AhR pathway in target organs with the consequent activation of other signalling pathways involving developmentally regulated genes. The resultant phenotype is organ specific and modified by epithelial-mesenchymal interactions and dependent on dose as well as the stage of organogenesis at the time of TCDD exposure. Teeth appear to be responsive to TCDD exposure throughout their development.

Chemicals risk modeling : toxic effect risks imposed on aquatic organisms by industrial activity

Yhteenveto: Kemikaalien teollisesta käsittelystä vesieliöille aiheutuvien riskien arviointi mallin avulla.

Toxicant distributions and impact models in environmental risk analysis of waste sites

Myrkyllisten aineiden jakaumat ja vaikutusmallit jätealueiden ympäristöriskien analyysissä.

Koksibien käyttö eläinten kipulääkinnässä - kirjallisuuskatsaus

Koksibit ovat tulehduskipulääkkeitä, jotka estävät enemmän syklo-oksygenaasi 2:sta (COX-2) kuin syklooksygenaasi 1:stä (COX-1). Syklo-oksygenaasientsyymistä tunnetaan kolme isoentsyymiä, COX-1, COX-2 ja COX-3. COX-1 on rakenteellinen, jota esiintyy mm. endoteeleillä, verihiutaleissa ja munuaisissa. Sen tuottamat prostanoidit huolehtivat monista fysiologisista toiminnoista, kuten verihiutaleiden aggregaatiosta, mahan limakalvon suojaamisesta sekä munuaisten verenkierrosta. COX- 2 on pääosin tulehdustiloissa ja neoplasioissa indusoituva, mutta sitä on myös rakenteellisena etenkin munuaisissa, suolistossa, keskushermostossa ja lisääntymiselimissä. Tulehdustiloissa ja vaurioissa COX-2:n aktivoituessa syntyvät prostaglandiinit mm. herkistävät vapaita hermopäätteitä kivulle ja lisäävät vaurioalueen verenkiertoa, mikä näkyy ja tuntuu punoituksena ja kuumotuksena. COX-3:n koodaama proteiini poikkeaa paljon COX-1:n ja COX-2:n proteiineista, eikä sillä näyttäisi olevan syklooksygenaasiaktiivisuutta. COX-1:n ja COX-2:n rakenteellisten erojen ansiosta on pystytty kehittämään COX-2 selektiivisempiä tulehduskipulääkkeitä eli koksibeja. Alussa uskottiin, että COX-1:n säästymisen vuoksi koksibit aiheuttaisivat vähemmän sivuvaikutuksia ja niiden kipua lievittävä vaikutus olisi parempi kuin perinteisillä tulehduskipulääkkeillä. Ruuansulatuskanavan osalta koksibit ovatkin turvallisempia kuin ei-selektiiviset tulehduskipulääkkeet, mutta COX-2:n rakenteellisen ilmentymisen johdosta etenkin munuaisiin ja maksaan kohdistuvia sivuvaikutuksia esiintyy edelleen. Ihmisillä todettuja verenkierto-elimistöön kohdistuvia sivuvaikutuksia ei ole kuitenkaan tavattu eläimillä. Koksibeja alkoi tulla markkinoille eläimille 2000-luvun puolivälissä. Tätä kirjoittaessa Euroopassa firokoksibista on myyntiluvallinen valmiste koirille ja hevosille, robenakoksibista koirille ja kissoille ja mavakoksibista koirille. Kaikilla näillä on käyttöindikaatio nivelrikkoon liittyvän kivun ja tulehduksen hoitoon. Lisäksi firokoksibia ja robenakoksibia saa käyttää ortopedisen tai pehmytosakirurgisen toimenpiteen jälkeisen kivun ja tulehduksen lievittämiseen. Oikeilla hoitoannoksilla ja hoitoajoilla annettuna kaikki nämä ovat tehokkaita ja turvallisia kipulääkkeitä eläimille. Koksibeja ei suositella potilaille, joilla on munuaisten, maksan tai sydämen vajaatoiminta, sillä koksibit voivat heikentää näiden toimintaa edelleen. Käyttöä ei myöskään suositella potilaille, jotka kärsivät alhaisesta verenpaineesta tai veritilavuudesta tai saavat nesteenpoistolääkkeitä, koska tällöin riski munuaisvaurioille kasvaa. Koksibeja ei saa käyttää potilailla, joilla on ruuansulatuskanavan haavauma tai ruuansulatuskanavaan liittyviä oireita, eikä niitä saa käyttää yhdessä muiden tulehduskipu-lääkkeiden tai kortikosteroidien kanssa, koska yhdessä ne lisäävät riskiä ruuansulatuskanavan haavaumille. Lisätutkimuksia koksibeista kuitenkin vielä kaivattaisiin. Etenkin mavakoksibi aiheuttaa paljon kysymyksiä turvallisuudesta pitkän puoliintumisaikansa johdosta. Myös firokoksibin tehoa ja turvallisuutta ähkyhevosilla tulisi tutkia lisää. Alustavien tutkimusten perusteella firokoksibi saattaisi olla jopa fluniksiinimeglumiinia parempi vaihtoehto etenkin ohutsuoliperäisten ähkyjen hoitoon, sillä firokoksibi ei näyttäisi hidastavan ohutsuolen limakalvovaurion paranemista kuten fluniksiinimeglumiini.

Kyynpurema koiralla, kirjallisuuskatsaus ja Yliopistollisen Eläinsairaalan potilasaineistoa vuosilta 2007 - 2008

Kyykäärme (Vipera berus) on Suomen ainoa myrkkykäärme, ja sitä esiintyy lähes koko maassa Pohjois-Lappia lukuun ottamatta. Kyy on yleensä helposti tunnistettavissa selän tummasta sahalaitakuviosta. Käärme ei ole perusluonteeltaan hyökkäävä, vaan pyrkii ensisijaisesti pakenemaan. Koira kuitenkin pääsee monesti yllättämään kyyn ennen kuin käärme ehtii paeta, jolloin se puolustautuessaan saattaa purra rajusti. Kaikki puremat eivät sisällä myrkkyä, vaan noin kolmasosa puremista on ns. kuivapuremia. Kyynpuremia raportoidaan eniten maalis- ja lokakuun välisenä aikana. Kyynpuremasta aiheutuvat oireet ovat koiralla vaihtelevia, ja eläimen voinnin kehittymisen ennustaminen ensioireiden perusteella on vaikeaa. Oireet vaihtelevat paikallisesta turvotuksesta henkeä uhkaavaan monielinvaurioon. Koiralla kuolleisuuden on raportoitu olevan 3,5 – 4 %. Kyynmyrkyn koostumusta ei vielä tarkalleen tunneta, mutta sen pääkomponentin muodostavat suurimolekyyliset proteiinit ja polypeptidit, joista osalla on entsymaattista aktiivisuutta. Lisäksi osalla myrkyn komponenteista vaikuttaisi olevan suoraa toksista vaikutusta kohdekudokseen, esimerkiksi munuaisiin. Keskeisintä kyynpureman patofysiologiassa on myrkyn sytotoksisen komponentin ja proteolyyttisten entsyymien aiheuttama verisuonten endoteelivaurio, jonka seurauksena suonet alkavat vuotaa. Kehittyvä voimakas kudosturvotus on kyynpureman tyypillisin oire, ja se ilmaantuu aina kahden tunnin sisällä puremasta, mikäli purema on sisältänyt myrkkyä. Nesteiden siirtyminen verisuoniston ulkopuolelle johtaa nopeasti hypovolemiaan ja shokkiin. Tärkeiden sisäelinten verenkierto heikkenee, jolloin solut kärsivät hapen ja ravinteiden puutteesta. Myrkky stimuloi myös sytokiinien tuotantoa ja vapautumista elimistöstä. Näiden farmakologisesti aktiivisten aineiden vapautuminen pahentaa systeemioireita, aiheuttaa lihasspasmeja ja on pääasiallisesti kyynpuremasta aiheutuvan voimakkaan kivun taustalla. Kyynmyrkyn sisältämät vieraat proteiinit voivat aiheuttaa myös anafylaktisen reaktion. Tutkimusosan aineisto koostuu 12 koirasta, joita hoidettiin kyynpureman takia Yliopistollisen Eläinsairaalan teho-osastolla vuosina 2007 – 2008. Koirista 10 toipui kotiutuskuntoon ja kaksi jouduttiin lopettamaan komplikaatioiden takia. Tutkimuksessa tarkasteltiin potilaiden virtsa- ja seeruminäytteistä määritettyjä munuaisten toimintaa kuvaavia laboratorioarvoja ja verrattiin lopetettujen koirien arvoja selvinneiden koirien vastaaviin. Tarkoituksena oli selvittää, onko selvinneiden ja lopetettujen välillä havaittavissa eroja, ja että onko tiettyjen laboratoriomääritysten perusteella mahdollista sanoa jotakin potilaan selviytymisennusteesta. Tuloksissa todettiin eroja selvinneiden ja lopetettujen koirien välillä. Virtsasta mitatut munuaisten solutuhoa kuvaavat entsyymiaktiivisuudet (AFOS/C ja GGT/C) sekä virtsan proteiinit kreatiniiniin suhteutettuna olivat lopetetulla selvästi korkeammat kuin selvinneillä koirilla. Myös seeruminäytteissä todettiin eroja. Tulosten perusteella vaikuttaakin siltä, että lopetetuilla koirilla vauriot munuaisissa olivat pahemmat kuin selvinneillä koirilla. Tutkimuksen aineisto oli kuitenkin niin pieni, että tuloksia voidaan pitää ainoastaan suuntaa antavina.