Toxikologische Studien und Grenzwerte

Chemische Stoffe können in Abhängigkeit von der Dosis, der Dauer und dem Zeitpunkt der Exposition ganz unterschiedliche Schädigungen beim Menschen verursachen. Deshalb werden viele verschiedene Schadwirkungen in Studien untersucht, um Gefahren für Verbraucher ausschließen zu können. Welche Studien erforderlich und wie sie durchzuführen sind, ist in internationalen Richtlinien festgelegt (siehe „Externe Links“).

Aufgabe des BfR ist es, zum Schutz von Verbrauchern toxikologische Grenzwerte vorzuschlagen. Dabei berücksichtigt das BfR verschiedene Wege, auf denen Menschen mit potenziell gefährlichen Stoffen in Kontakt kommen können. Ein solcher Weg ist z. B. der Verzehr von Lebensmitteln, die Rückstände enthalten. Zudem können Anwender eines Pflanzenschutzmittels oder Biozids dieses auch einatmen oder über die Haut aufnehmen.

Was wird in toxikologischen Studien untersucht?

Im Einzelnen müssen untersucht werden:

• Toxikokinetik/Metabolismus: Untersuchungen, wie ein Stoff in den Körper aufgenommen, verstoffwechselt und wieder ausgeschieden wird
• Akute Toxizität: Effekte eines Stoffes nach einmaliger Aufnahme
• Haut- und Augenreizung, Sensibilisierung: Auslösen allergischer Hautreaktionen
• Subchronische Toxizität: Wirkung bei wiederholter Aufnahme
• Genotoxizität: Untersuchungen, ob ein Stoff das Erbgut verändern kann
• Chronische Toxizität, Kanzerogenität: Studien zu Langzeiteffekten und zum krebsauslösenden Potenzial
• Reproduktionstoxizität, Entwicklungstoxizität: Untersuchungen, ob ein Stoff die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigt oder die Nachkommen schädigt
• Neurotoxizität: Effekte auf das Nervensystem
• Dermale Absorption: Aufnahme über die Haut
• Sonstige Studien: bei Bedarf, z.B. Studien zum Wirkmechanismus

In diesen Studien werden den Versuchsorganismen verschiedene Dosen des Pflanzenschutzmittels oder Biozids verabreicht, und es wird die höchste Dosis ermittelt, bei der kein toxischer Effekt mehr auftritt. Diese Stoffmenge wird auch „No observed adverse effect level“ (NOAEL) genannt und meistens in Milligramm je Kilogramm Körpergewicht und Tag angegeben. Außerdem wird die niedrigste Dosis ermittelt, bei der noch ein toxischer Effekt auftritt. Am Ende einer Studie weiß man, ob ein Stoff zum Beispiel die Leber schädigt, die Niere oder das Nervensystem, ob ein Stoff Krebs auslösen kann oder die Embryonalentwicklung beeinträchtigt und ab welcher Dosis die Effekte auftreten.

Wie kommen die toxikologischen Grenzwerte zustande?

In den experimentellen Untersuchungen an Versuchsorganismen wird die Menge eines Stoffs ermittelt, bei der keinerlei Schadeffekte beobachtet werden, der so genannte No Observed Adverse Effect Level (NOAEL).

Um aus dem NOAEL einer Studie an Ratten einen Grenzwert ableiten zu können, der auch für den Menschen sicher ist, wird die Dosis ohne erkennbare schädliche Wirkung noch durch einen so genannten (Un)sicherheitsfaktor geteilt, der Unterschiede zwischen den Arten (d.h. Tier und Mensch) ebenso berücksichtigen soll wie Unterschiede zwischen den Individuen (d.h. den einzelnen Menschen). Meist wird dafür ein Faktor von 100 verwendet. So ist gewährleistet, dass auch besonders empfindliche Personen geschützt sind. Bei Stoffen, die besonders gefährliche Eigenschaften haben (z. B. Krebs erzeugen können), kann ein weiterer Sicherheitsfaktor von bis zu 10 eingerechnet werden. Bei Einhaltung der so errechneten Grenzwerte besteht kein Risiko für Anwender oder Verbraucher.

Für unterschiedliche Belastungen werden verschiedene Grenzwerte vorgeschlagen. Diese Grenzwerte werden jeweils aus den toxikologischen Studien abgeleitet, die die erwartete Art der Belastung am besten widerspiegeln.

Man unterscheidet unter anderem folgende Grenzwerte:

• ADI (Acceptable Daily Intake): Grenzwert für die Langzeit-Exposition von Verbrauchern
• ARfD (Acute Reference Dose): Grenzwert für die Kurzzeit-Exposition von Verbrauchern
• AOEL (Acceptable Operator Exposure Level): Grenzwert für die Exposition von Anwendern
• AEL (Acceptable Exposure Level): Grenzwert für die Exposition bei der Anwendung eines Biozids