Arsen in der Nahrung

Ernährung

Studie schließt Wissenslücke

Arsen kann in Fisch, Trinkwasser und Reis vorkommen. Arsen n Reinform oder als anorganische chemische Verbindung stört den Energiehaushalt der Zellen und kann sogar Krebs auslösen. Demgegenüber galten organische Arsenverbindungen bisher als unbedenklich, wie die Wissenschaftsfonds FWF am Montag herausstellt. Der FWF ist die zentrale österreichische Einrichtung zur Grundlagenförderung und deren Kommunikation an die Öffentlichkeit.

Ungiftiges Arsen

Der emeritierte Chemiker Kevin Francesconi an der Universität Graz füllt eine Lücke, dass eben auch Fische, und Krustentiere große Mengen an giftigem Arsen aufweisen können. Arsen stammt dabei aus natürlichen Quellen und wird im Meerwasser gelöst. Algen verwechseln Arsen mit Phosphat und schleusen es dann in die Nahrungskette ein. Allerdings haben die Meereslebewesen Strategien entwickelt, das Arsen unschädlich zu machen.

Diese Verbindung heißt Arsenobetain – dabei wird in dem körpereigenen Molekül Betain statt einem Stickstoffatom ein Atom des Metalls Arsen eingebaut. Die Harmlosigkeit von Arsenobetain ist seit längerer Zeit bekannt und vermittelte eine Sicherheit, die sich nun als trügerisch herausstellt: „Forschungen über Arsen in Meereslebewesen wurden nicht weiterverfolgt. Erst kürzlich konnten wir mit unserer Arbeit in Graz zeigen, dass es allerdings noch eine ganze Reihe weiterer Arsenverbindungen in Meereslebewesen gibt, die sehr wohl toxisch sind“, sagt Francesconi.

Die Rede ist von Molekülen, bei denen Arsen an Lipide gebunden ist, die zum Fettstoffwechsel des Körpers gehören. Die Gefährlichkeit dieser Arsenverbindungen besteht unter anderem darin, dass sie fettlöslich sind und daher Zellwände mühelos durchdringen können. Diese Arsenverbindungen untersuchte Francesconis Team in Graz nun gemeinsam mit einer Arbeitsgruppe der Universität Potsdam in dem Grundlagenprojekt. Dabei konnte gezeigt werden, dass diese Verbindungen anders als Arsenobetain hochgiftig sein können.

Dabei zeigte sich etwa, dass Arsenolipid in Mäusen die Blut-Hirn-Schranke überwindet und sich im Gehirn ansammelt. Aufgrund dieser Daten wurden weitere Kooperationen geschlossen, unter anderem mit norwegischen und japanischen Partnerinstitutionen. Beide Länder sind für hohen Konsum von Fisch und Meeresfrüchten bekannt. Gemeinsam mit den norwegischen Forschungspartnern konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schließlich zeigen, dass die untersuchten Arsenverbindungen über die menschliche Muttermilch an Kinder weitergegeben werden.

Wie hoch ist das Risiko?

Wie gefährlich die Verbindungen für den Menschen genau sind, lasse sich trotz der zahlreichen Ergebnisse noch nicht sagen. „Man weiß, dass die Effekte im Menschen ganz anders sein können als im Tierversuch“, erinnert der Forscher. Francesconi betont daher, dass noch viel zu tun sei: Als 2016 von der Europäischen Union Grenzwerte für Arsen in bestimmten Nahrungsmitteln festgelegt wurden, klammerte man organische Arsenverbindungen sowie den gesamten Bereich von Fisch und Meeresfrüchten bewusst mit dem Hinweis aus, es gebe noch nicht genügend Daten.

Wie gefährlich die Substanzen sind, müsse eine große epidemiologische Studie herausfinden, sagt Francesconi.

Lesestoff:

Xiong, Ch., Stiboller, M., Glabonjat, RA., Rieger, J., Paton, L., Francesconi, KA.: Transport of arsenolipids to the milk of a nursing mother after consuming salmon fish, in: Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, Vol. 61, 2020

Yu, X., Xiong, Ch., Jensen, KB., Glabonjat, RA., Stiboller, M., Raber, G., Francesconi, KA.: Mono-acyl arsenosugar phospholipids in the edible brown alga Kombu (Saccharina japonica), in: Food Chemistry, Vol. 240, 2018

Witt, B., Meyer, S., Ebert, F., Francesconi, KA., Schwerdtle, T.: Toxicity of two classes of arsenolipids and their water-soluble metabolites in human differentiated neurons, in: Archives of Toxicology 2017

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