Wie beeinträchtigen marine Biotoxine die Gesundheit?

25/2016, 22.06.2016

DFG-gefördertes Forschungsprojekt des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) zur Wirkung mariner Biotoxine beginnt.

Weisen Muscheln hohe Gehalte an marinen Biotoxinen auf, kann es nach deren Verzehr beim Menschen zu Vergiftungen kommen. Diese können sich je nach Toxin in verschiedenen Symptomen äußern. Eines dieser marinen Biotoxine ist die Okadasäure. Eine Aufnahme hoher Konzentrationen führt zu Darmbeschwerden mit schweren Durchfällen, Erbrechen und Schmerzen im Bauchbereich. Neben diesen akuten Effekten ist jedoch auch bekannt, dass die Okadasäure im Tierversuch auch Darm und Leber schädigen kann sowie krebsauslösend und fruchtschädigend (embryotoxisch) wirkt. Im Forschungsprojekt „Molekulare Charakterisierung der toxikologischen Wirkung des marinen Biotoxins Okadasäure in in vitro-Modellen der humanen gastrointestinalen Barriere und der Leber“ wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Abteilung Lebensmittelsicherheit des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) den toxischen Mechanismus aufklären, der zu diesen gesundheitlichen Beeinträchtigungen führt. „Die Frage ist, ob und wie die Okadasäure über den Darm in die Blutbahn und damit in die Leber gelangt und in welche Stoffe sie der Körper bei dieser Passage umwandelt“, erläutert BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. Derzeit bestehen große Wissenslücken, inwieweit die Okadasäure auf diesem Weg in toxischere Substanzen umgewandelt wird, die die Zellen schädigen können. Diese Wissenslücken sollen durch das Forschungsprojekt geschlossen werden.

Marine Biotoxine sind Stoffwechselprodukte von Algen. Unter besonders günstigen Umweltbedingungen („Algenblüte“) werden sie vermehrt gebildet. Da Algen die Hauptnahrungsquelle für wasserfiltrierende Muscheln darstellen, werden folglich auch marine Biotoxine wie die Okadasäure von ihnen aufgenommen und reichern sich im Muschelfleisch an. Werden vom Menschen Muscheln mit hohen Gehalten an Okadasäure verzehrt, kommt es zur typischen diarrhöischen Muschelvergiftung, die in erster Linie Beschwerden im Darmtrakt hervorruft. Diese akuten Effekte, die sich allein auf den Darmtrakt beschränken, sind gut untersucht. Weniger erforscht sind dagegen die kanzerogenen und stark zellschädigenden sowie die embryotoxischen Eigenschaften der Okadasäure. Sie können dann eintreten, wenn das marine Biotoxin die Darmbarriere überwindet, in die Blutbahn gelangt und in der Leber zusätzlich toxische Stoffwechselprodukte (Metaboliten) gebildet werden. Ob das geschieht, ist abhängig von der aufgenommenen Menge an Okadasäure. Im Forschungsprojekt untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie die Darmwand als Barriere den Körper vor der Okadasäure bei einer niedrigen Konzentration schützt und warum bei hohen Konzentrationen im Darm diese Barriere versagt. Mit Hilfe von Zellkulturen aus Zellen der menschlichen Darmwand werden dafür die Veränderung der Barriere-Eigenschaften einer bestimmten Zellschicht der Darmschleimhaut durch die Okadasäure und der Entgiftungsmechanismus des Darms untersucht. Mit Hilfe von menschlichen Leberzellen wird außerdem die Metabolisierung dieses marinen Biotoxins untersucht, also die Bildung von Stoffwechselprodukten geringerer oder höherer Toxizität. Die Aufklärung der molekularen Zusammenhänge der Entgiftung wie auch der Aktivierung zusätzlicher toxischer Eigenschaften sollen dazu beitragen, unbekannte Toxizitätsmechanismen der Okadasäure zu identifizieren, die eine relevante Rolle für die Reaktion des Körpers bei der Aufnahme von höheren Dosen dieses marinen Biotoxins spielen. Das BfR erwartet, dass die Ergebnisse des Forschungsprojektes zusätzliche Daten zur oralen Bioverfügbarkeit, zur Toxikokinetik und Metabolisierung von Okadasäure liefern, um deren gesundheitliches Risiko für den Menschen besser abschätzen zu können. Das Forschungsprojekt ist auf drei Jahre angelegt und wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Über das BfR

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ist eine wissenschaftlich unabhängige 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.