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Wie schädigen Pyrrolizidinalkaloide die Leber?

18/2016, 27.05.2016

DFG gefördertes Forschungsprojekt am BfR untersucht Wirkmechanismen von Pyrrolizidinalkaloiden im menschlichen Körper

Pyrrolizidinalkaloide sind natürliche Inhaltsstoffe verschiedener Pflanzen. Sie werden von ihnen als Fraßschutz gebildet. Wie Untersuchungen des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) und der Untersuchungsbehörden der Bundesländer zeigen, können Pyrrolizidinalkaloide auch als Kontaminanten in Lebensmitteln wie Tee, Salatmischungen oder Honig in zum Teil hohen Konzentrationen vorkommen. Hier sind sie jedoch wegen ihrer leberschädigenden und möglichen krebserzeugenden Wirkung unerwünscht. Allerdings ist bisher noch wenig über die Aufnahmewege, die Verteilung und den Wirkmechanismus von Pyrrolizidinalkaloiden im menschlichen Körper bekannt. In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsprojekt „Identifizierung der strukturabhängigen Toxizität von hepatotoxischen Pyrrolizidinalkaloiden“ untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR), auf welchem Weg die verschiedenen Pyrrolizidinalkaloide vom Körper aufgenommen werden, wie sie im Körper zu den verschiedenen Zielzellen transportiert werden und auf welche Weise sie die Zellen und Organe schädigen. „Die Erforschung der genauen Wirkmechanismen derartiger Lebensmittelkontaminanten ist ein wichtiger Beitrag für die Bewertung des gesundheitlichen Risikos dieser Substanzen“, sagt Professor Dr. Dr. Andreas Hensel, Präsident des Bundesinstituts für Risikobewertung. “Wenn Menschen gegenüber Pyrrolizidinalkaloiden exponiert sind, können wir durch die gewonnenen Erkenntnisse die gesundheitlichen Effekte präziser abschätzen.“ Die Förderung des Forschungsprojektes durch die DFG unterstreicht, dass das BfR hier zentrale Erkenntnislücken angeht und wichtige Grundlagen für den gesundheitlichen Verbraucherschutz erarbeitet, die dazu beitragen, gesundheitliche Risiken für Verbraucherinnen und Verbraucher zu minimieren.

Im Zentrum des Interesses der BfR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler stehen die molekularen Aufnahme- und Wirkmechanismen der Pyrrolizidinalkaloide. Es geht dabei insbesondere darum, zu identifizieren, welche der zahlreichen Verbindungen dieser Stoffgruppe für den Organismus schädlich sind und welche toxischen Mechanismen dafür verantwortlich sind. In zwei bereits durch das BfR finanzierten und durchgeführten Forschungsprojekten konnte mit den Methoden der molekularen Toxikologie gezeigt werden, dass der Körper über ein Transportsystem verfügt, das zumindest einige Pyrrolizidinalkaloide abhängig von deren spezifischer chemischer Struktur aus dem Körper transportiert. Diese spezifischen Verbindungen weisen deshalb vermutlich ein geringes schädigendes Potential auf. Es stellte sich bei den Untersuchungen auch heraus, dass die toxischen Pyrrolizidinalkaloide in verschiedener Weise auf Leberzellen wirken. So stören sie beispielsweise den Fettsäurestoffwechsel und die Gallensäuresekretion. Auf Grundlage dieser BfR-internen Forschung wurde nun seitens der DFG ein auf drei Jahre angelegtes weiterführendes Forschungsprojekt genehmigt. Unter dem Titel „Identifizierung der struktur-abhängigen Toxizität von hepatotoxischen Pyrrolizidinalkaloiden“ sollen strukturspezifische Unterschiede der verschiedenen Pyrrolizidinalkaloide ermittelt und daraus resultierende Unterschiede in der toxischen Wirkung weiter untersucht werden. Dabei stehen die Aufnahme in den Körper und die unterschiedlichen molekularen Wirkungen auf die Leber in Abhängigkeit von der Struktur der Pyrrolizidinalkaloide im Mittelpunkt dieses Projektes. Hier sollen einerseits in vitro-Zellkulturmodelle zum Einsatz kommen. Andererseits soll die toxische Wirkung der Pyrrolizidinalkaloide auf die Mausleber auch mit modernen bildgebenden Verfahren in Echtzeit beobachtet werden. Mittels dieser Analysen sollen molekulare Toxizitätsmechanismen auf bestimmte Zelltypen der Leber identifiziert werden. Die Studie soll dazu beitragen, eine genauere und vollständigere Bewertung des gesundheitlichen Risikos der Pyrrolizidinalkaloide zu ermöglichen und helfen, das Risiko von gesundheitsschädlichen Effekten für den Menschen zu minimieren.

Erste Ergebnisse der BfR-Forschung zur Wirkung von Pyrrolizidialkaloiden im Körper sind in den Zeitschriften „Molecular Nutrition & Food Research“ 2014 May;58(5):995-1004 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24375927)

und „Toxicology in Vitro“ 2015 Oct;29(7):1669-82 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26100227)

veröffentlicht worden.

Über das BfR

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ist eine wissenschaftliche Einrichtung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Es berät die Bundesregierung und die Bundesländer zu Fragen der Lebensmittel-, Chemikalien- und Produktsicherheit. Das BfR betreibt eigene Forschung zu Themen, die in engem Zusammenhang mit seinen Bewertungsaufgaben stehen.

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