Chemie
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Persistentes Risiko
Persistentes RisikoWirkungen und Mechanismus von Dioxin
Dioxin ist die Abkürzung für 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) und stellt den Prototyp einer Gruppe von Umweltgiften dar, die sich aus 75 verschiedenen Dibenzodioxinen und 135 Dibenzofuranen zusammensetzen. Dioxinquellen Dioxin kann als Nebenprodukt chemischer Synthesen chlorierter organischer Verbindungen gebildet werden. Hauptemissionsquellen sind allerdings unvollständige Verbrennungsprozesse. Aufgrund gesetzlicher Regularien – z.B. des vorgeschriebenen Einsatzes effizienter Filter bei der Müllverbrennung – konnte die Dioxinfreisetzung in den letzten Jahrzehnten deutlich gesenkt werden. Die einzigen natürlichen Quellen sind Waldbrände und Vulkanausbrüche. Dioxin ist sehr lipophil, chemisch und thermisch stabil – es wird erst bei Temperaturen von über 800 °C zersetzt –, sodass es sich in der Nahrungskette anreichern kann und im Fettgewebe kumuliert. Die Halbwertzeit im Menschen wird mit 7–11 Jahren angegeben. Über 90 % des Dioxins bzw. dioxinähnlicher Substanzen werden über die Nahrung aufgenommen, insbesondere über Fleisch, Fisch, Eier, Geflügel- und Milchprodukte. Die tägliche Aufnahmemenge liegt bei ca. 2 pg/kg Körpergewicht und man geht derzeit davon aus, dass die Gesamtbelastung junger Erwachsener bei ca. 10 pg/g Körperfett liegt. In dioxinbelasteten Eiern wurden ca. 60 pg Dioxin/Ei gemessen. Würde also eine 60 kg schwere Person mit einem Körperfettanteil von 25 % einen Monat lang jeden Morgen ein solches Ei essen, würde deren Gesamtbelastung um etwa 1 % steigen. Wirkungen Im Tiermodell gilt Dioxin als eine der toxischsten Substanzen überhaupt, wobei sich die Toxizität durch starke Speziesunterschiede auszeichnet. So liegt die LD50 beim Meerschweinchen mit 0,6–1 pg/kg um 1000- bis 10000-fach niedriger als beim Hamster. Der Mensch gehört glücklicherweise zu den weniger sensiblen Spezies mit einer geschätzten LD50 von ca. 5000 pg/ kg. Nach einer akuten Dioxinintoxikation sterben die Tiere am so genannten „wasting syndrome“, das durch Thymusatrophie, Lipolyse und schwere Veränderungen im Stoffwechsel gekennzeichnet ist. Daneben können Leberschäden beobachtet werden. Die wichtigsten chronischen Wirkungen im Tiermodell sind Immunsuppression, Teratogenität, Störungen des endokrinen Systems sowie Tumorpromotion vor allem in der Leber und der Lunge. Hauptsymptom beim Menschen nach einer akuten Vergiftung mit Dioxin ist die Chlorakne. Ein Anstieg von Lebertransaminasen und Triglyceriden im Blut weist außerdem auf Hepatotoxizität hin. Immunsuppression konnte im Menschen bislang nicht festgestellt werden. Allerdings scheint Dioxin einen Einfluss auf die Reproduktion beim Menschen auszuüben: In Seveso zeugten stark mit Dioxin belastete junge Männer deutlich mehr Mädchen als Jungen. Aufgrund limitierter Evidenzen beim Menschen und ausreichender Evidenz im Tiermodell wurde Dioxin 1997 von der WHO als karzinogen eingestuft. So konnte man nach dem Sevesounfall in der betroffenen Bevölkerung eine Zunahme an Lymphomen und Leukämien, Weichteilsarkomen sowie Brustkrebs feststellen. Allerdings wird diese Einstufung heute noch kontrovers diskutiert. Mechanismus – der Arylhydrocarbon-Rezeptor
Die meisten, wenn nicht sogar alle Wirkungen von Dioxin werden über einen Rezeptor vermittelt, den Arylhydrocarbon-Rezeptor (AhR). Der AhR wird in allen Tierspezies von der Fruchtfliege und dem Fadenwurm über Fisch, Maus, Ratte bis zum Menschen gebildet und wird beim Menschen in nahezu allen Geweben und Organen exprimiert. Es handelt sich um einen Transkriptionsfaktor, der, an verschiedene Proteine gebunden, im Zytosol vorliegt. Fazit Aufgrund strenger Richtlinien ist die Emission von Dioxin und dioxinähnlicher Substanzen in den letzten Jahrzehnten glücklicherweise stark zurückgegangen. Da diese Substanzen aber sehr stabil und lipophil sind, gehören sie zu den persistierenden organischen Umweltgiften, sodass man auch heute von einer permanenten Hintergrundbelastung ausgeht. Diese ist nach dem derzeitigen Kenntnisstand für den Menschen nicht schädlich. Eine wissensbasierte Risikoabschätzung für Dioxin ist allerdings zurzeit nicht möglich, da man die molekularen Mechanismen der toxischen Dioxinwirkungen nicht kennt und auch die Ursachen für die starken Speziesunterschiede bislang nicht erforscht sind. Es muss daher gelten, die Dioxinaufnahme so weit wie möglich zu senken und die Kontamination von Lebensmitteln mit Dioxin absolut zu vermeiden. |
L&M 1 / 2011Das komplette Heft zum kostenlosen Download finden Sie hier: zum Download Der Autor:Weitere Artikel online lesenNewsSchnell und einfach die passende Trennsäule findenMit dem HPLC-Säulenkonfigurator unter www.analytics-shop.com können Sie stets die passende Säule für jedes Trennproblem finden. Dank innovativer Filtermöglichkeiten können Sie in Sekundenschnelle nach gewünschtem Durchmesser, Länge, Porengröße, Säulenbezeichnung u.v.m. selektieren. So erhalten Sie aus über 70.000 verschiedenen HPLC-Säulen das passende Ergebnis für Ihre Anwendung und können zwischen allen gängigen Herstellern wie Agilent, Waters, ThermoScientific, Merck, Sigma-Aldrich, Chiral, Macherey-Nagel u.v.a. wählen. Ergänzend stehen Ihnen die HPLC-Experten von Altmann Analytik beratend zur Seite – testen Sie jetzt den kostenlosen HPLC-Säulenkonfigurator!© Text und Bild: Altmann Analytik ZEISS stellt neue Stereomikroskope vorAufnahme, Dokumentation und Teilen von Ergebnissen mit ZEISS Stemi 305 und ZEISS Stemi 508ZEISS stellt zwei neue kompakte Greenough-Stereomikroskope für Ausbildung, Laborroutine und industrielle Inspektion vor: ZEISS Stemi 305 und ZEISS Stemi 508. Anwender sehen ihre Proben farbig, dreidimensional, kontrastreich sowie frei von Verzerrungen oder Farbsäumen. © Text und Bild: Carl Zeiss Microscopy GmbH |