Bismutmethylierung im Organismus

Internationale Aufmerksamkeit hat eine Arbeit des Instituts für Umweltanalytik an der Fakultät für Chemie der Universität Duisburg-Essen (UDE) erhalten. Die Arbeit von Prof. Dr. Alfred Hirner über die Umwandlung von nicht-toxischen in potenziell giftige Metall-Verbindungen im menschlichen Körper wurde vom RSC-Verlag für einen Nachdruck im renommierten Magazin "Highlights in Chemical Biology" ausgewählt.

Wie ein nicht oder nur wenig giftiges Element im menschlichen Körper durch Reaktionen toxisch werden und so große Schäden anrichten kann, das untersuchten die Duisburg-Essener Wissenschaftler anhand des Elements Bismut, das grundsätzlich eine geringe Giftigkeit aufweist.

Bismut wird in der Medizin beispielsweise als Anti-Ulcus-Medikament, also zum Bekämpfen von Magen- und Darmgeschwüren eingesetzt. Auch in manchen Medikamenten gegen Reisedurchfälle ist Bismut enthalten. Der großflächige Gebrauch der Bismut-haltigen Präparate führte in der Vergangenheit zu pandemieartigen Ausbrüchen von krankhaften Veränderungen des Gehirns ("Enzephalopathien") zum Beispiel in Frankreich und Australien.

Als Erklärung wird im Allgemeinen eine Umwandlung des "harmlosen" anorganischen Bismuts in eine potenziell toxische Spezies angenommen - wie diese Reaktion vor sich geht, wurde allerdings bisher nicht untersucht. Bekannt ist aber ein vergleichbares Phänomen: Vom Quecksilber, dessen biochemischer Abbau im Organismus große Parallelen aufweist, weiß man, dass anorganische Spezies durch bestimmte Prozesse in der Lage sind, die Blut-Hirn-Schranke, die das Gehirn eigentlich vor Erregern und Giften schützt, zu durchdringen.

Im Projekt der Umweltanalytiker wurde in Kooperation mit dem Uni-Klinikum Essen eine mögliche Umwandlung von Leberzellen in die potenziell toxischen Bismutspezies untersucht, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. Durch massenspektrometrische Techniken konnte die Verstoffwechselung (Metabolisierung) belegt werden, so dass erstmalig die Umwandlung des Metalls Bismut durch menschliche Leberzellen nachgewiesen wurde.

Ein Experte in Chemischer Toxikologie, Prof. Yasumitsu Ogra (Showa Pharmaceutical University, Tokyo, Japan), ordnet die Arbeit in "Highlights in Chemical Biology" wie folgt ein: "Der Nachweis der Bismutmethylierung kann zu neuen toxikologischen Einsichten führen. Die Technik ebnet den Weg zur Speziesanalytik von anderen flüchtigen metallhaltigen Metaboliten in biologischen Proben."

Markus Hollmann, Jens Boertz, Elke Dopp, Joerg Hippler, Alfred Vitalis Hirner:
Parallel on-line detection of a methylbismuth species by hyphenated GC/EI-MS/ICP-MS technique as evidence for bismuth methylation by human hepatic cells.
In: Metallomics; online erschienen am 6. Oktober 2009, DOI

Quelle: Universität Duisburg-Essen, UDE

Aktualisiert am 27.11.2009.

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