PUBLIKATIONEN

INSTITUT FÜR
TOXIKOLOGIE

ARBEITSGRUPPE
WÄTJEN

GRADUIERTENKOLLEG
1427

GRK-PROJEKT-2

GRK-PROJEKT-6

TOXIKOLOGIE VON
NAHRUNGS-
ERGÄNZUNGSSTOFFEN

MYKOTOXINE

ANTI-TUMOR-
SUBSTANZEN AUS
TRAD. HEILPFLANZEN

ANTI-TUMOR-
SUBSTANZEN AUS
MARINEN
ORGANISMEN

SCHWERMETALL-
TOXIKOLOGIE

Toxikologische Aspekte von Nahrungsergänzungsmitteln

Die Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln hat in Deutschland stark zugenommen. Zu den Nahrungsergänzungsmitteln gehören neben Vitaminen und Mineralstoffen auch die „sonstigen Stoffe mit ernährungsspezifischen oder physiologischen Wirkungen“, zu denen sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe wie Flavonoide und Resveratrol gezählt werden. Nahrungsergänzungsmittel unterliegen nicht dem Arzneimittelgesetz und werden daher keiner konsequenten toxikologischen Testung unterzogen. Da diese Stoffe frei verkäuflich sind, können deshalb adverse Effekte durch Überdosierung nicht ausgeschlossen werden. Im Rahmen meiner Habilitationsarbeit wurden mechanistische Untersuchungen zu protektiven und toxischen Wirkungen von verschiedenen Flavonoiden, Resveratrol und Zink in kultivierten Säugerzellen durchgeführt.

Es wurde in verschiedenen Zellsystemen eine zelluläre Aufnahme der Substanzen nachgewiesen (HPLC). Zelltypabhängig traten hierbei  z.T. starke Akkumulationseffekte auf, bei bestimmten Polyphenolen hingegen wurde eine intensive Metabolisierung beobachtet. Es zeigte sich, dass die zelluläre Aufnahme der Flavonoide an das Vorhandensein distinkter struktureller Elemente gekoppelt war. Die intrazelluläre Lokalisation der Substanzen wurde fluoreszenzmikroskopisch bestimmt. In zellfreien Systemen wurden die antioxidativen Eigenschaften verschiedener Polyphenole quantifiziert. In Zellkulturexperimenten konnte, abhängig von der verwendeten Substanz, bei niedrigen Konzentrationen eine protektive Wirkung gegenüber oxidativem Stress nachgewiesen werden (Schutz vor H₂O₂-induzierter Zytotoxizität, DNA-Strangbrüchen, Lipidperoxidation). In nur wenig höheren Konzentrationen zeigten einige der verwendeten Substanzen jedoch zelltypabhängig eine hohe Eigentoxizität, es konnte die Induktion von DNA-Strangbrüchen und eine verstärkte Lipidperoxidation durch die Flavonoide nachgewiesen werden. Die Art des Zelltodes erwies sich dabei, abhängig von der verwendeten Zellinie, sowohl als apoptotisch als auch als nekrotisch. Für bestimmte Flavonoide konnte als toxischer Wirkmechanismus unter oxidativen Bedingungen eine Adduktbildung mit Glutathion und Inhibition der Glutathion-S-Transferase nachgewiesen werden. 

Wegen dieser adversen Effekte sowie der beobachteten Akkumulation in bestimmten Zelltypen kann nicht a priori von einer Unbedenklichkeit von Flavonoiden, Resveratrol und Zink in Nahrungsergänzungsmitteln ausgegangen werden. Bei den durchgeführten Experimenten kam es zudem zu Überschneidungen zwischen protektiven und toxischen Konzentrationsbereichen. Dies erschwert die Ableitung einer toxikologisch unbedenklichen Dosis für diese Nahrungsergänzungsmittel.