Zwischen niedrig und hoch - welches Schadenspotenzial besitzen einzelne Pyrrolizidinalkaloide?

Forschungsprojekt zur Untersuchung der toxischen Potenz einzelner nahrungsrelevanter Pyrrolizidinalkaloide

02.05.2017 - Deutschland

Pyrrolizidinalkaloide (PA) sind sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe bestimmter Blühpflanzen wie z. B. der Familien der Asteraceae oder Boraginaceae. In der Natur bilden Pflanzen mehrere Hundert verschiedene PA. Vermutlich haben einige davon ein hohes gesundheitsschädigendes Potenzial, während andere schwächer wirken. Für die Risikobewertung ist die Kenntnis des toxischen Potentials der einzelnen PA deswegen zentral. Ein gemeinsames, von der DFG gefördertes Forschungsprojekt des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) und der Universität Kaiserslautern will dies jetzt klären. Dazu sollen durch in vitro Versuche die Prozesse der Metabolisierung (Umwandlung im Stoffwechsel) einzelner PA analysiert und parallel dazu die toxische Wirkung der jeweiligen Stoffwechselprodukte betrachtet werden. Ziel ist es, eine Struktur-Wirkungsbeziehung abzuleiten, um die Schädlichkeit der verschiedenen PA oder PA-Gruppen voraussagen zu können. „Unser Forschungsansatz soll dazu beitragen, die Datenlage für die gesundheitliche Bewertung von Pyrrolizidinalkaloiden in Lebensmitteln weiter zu verbessern“, sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. PA schädigen in hohen Konzentrationen die Leber und stehen im Verdacht, genotoxische Kanzerogene zu sein. Aufgrund dessen sind diese Stoffe weder in Lebens- noch in Futtermitteln erwünscht, können jedoch als Kontaminanten in Lebensmitteln wie Honig, verschiedenen Teesorten und Kräutertees oder in Futtermitteln wie Grünfutter oder Heu vorkommen.

Im Fokus des dreijährigen DFG-Forschungsprojekts „Untersuchungen zur hepatotoxischen und genotoxischen Potenz sowie zur Metabolisierung nahrungsrelevanter Pyrrolizidinalkaloide“ steht die Erforschung des Zusammenhangs zwischen der Metabolisierung einzelner PA im Organismus und ihrer toxikologischen Potenz. Hintergrund ist die allgemeine Annahme, dass PA als solche chemisch inaktiv sind und ihre Toxizität erst durch die metabolische Aktivierung erhalten. Ziel der Forschung ist es, nach der Identifizierung von Stoffwechselprodukten zu verstehen, weshalb einige PA durch die Metabolisierung im Organismus toxischer wirken als andere. Dazu werden im Rahmen des Projektes zum einen Daten zum spezifischen Metabolismus der einzelnen PA erhoben. Dies erfolgt, indem die Umwandlung der verschiedenen PA im Reagenzglas (in vitro) in einer Lösung aus Leberzellbestandteilen, welche die für die Metabolisierung zentralen Enzyme enthalten (wissenschaftli ch bekannt als S9 Mix), nachgestellt wird. Die so gewonnenen Stoffwechselprodukte werden mittels Massenspektrometrie in ihre strukturspezifischen Merkmale aufgeschlüsselt. Zum anderen wird ebenfalls in vitro die Toxizität der untersuchten PA in Zellsystemen an unterschiedlichen Endpunkten untersucht. Anhand der gepoolten Daten aus beiden Testreihen wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine Struktur-Wirkungs-Beziehung ableiten, die Rückschlüsse auf die Toxizität der unterschiedlichen PA ermöglicht bzw. diese erklärt.

Den Grundstein für das Forschungsprojekt haben BfR-interne Forschungsarbeiten der vergangenen Jahre gelegt. Dazu gehören sowohl grundlegende Untersuchungen zum toxischen Mechanismus einzelner PA auf molekularer Ebene als auch die Entwicklung von Methoden zum Nachweis von PA in verschiedenen Lebensmitteln wie Honig, Tee und Kräutertee sowie in Mehl. Der Einsatz dieser Methoden deckte zum Beispiel unerwartet hohe PA-Gehalte in Tee und Kräutertee auf und erlaubte eine Abschätzung der PA-Gehalte, die Verbraucher durch einzelne Lebensmittel aufnehmen. Erst auf dieser Grundlage konnte das BfR seine Risikobewertung zu PA erstellen.

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