Acrylamid/Acrylnitril

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"Acrylamid- und Acrylnitril- Belastung beim Menschen – Merkaptursäuren und Hämoglobin-Addukte als Parameter der Dosis und des biochemischen Effektes"

Acrylamid (AA) ist mit einer weltweiten Produktion von 200 000 Tonnen pro Jahr ein wichtiger industrieller Ausgangsstoff für die Herstellung von sog. Polyacrylamiden (PA). Diese sind häufig in Farben, Lacken und Abdichtmitteln enthalten, kommen aber auch z.B. als Hilfsstoffe in der Papierherstellung oder als Flockungsmittel in der Trinkwasseraufbereitung zum Einsatz. Daneben findet man PA z.B. auch in Kosmetika.

 

Acrylamid/Acrylnitril

 

 

 

 

Anfang 2002 konnten schwedische Wissenschaftler zeigen, dass Acrylamid beim Erhitzen stärkehaltiger Lebensmittel, wie Kartoffel und Getreide, entsteht. Besonders in Pommes Frites, Keksen, Frühstückscerealien, Kartoffelchips etc. wurden hohe Acrylamidkonzentrationen gefunden (bis zu 4000 µg/kg). Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) liegt die über Nahrungsmittel täglich aufgenommene Acrylamidmenge zwischen 0,3 und 0,8 µg/kg Körpergewicht. Raucher weisen gegenüber Nichtrauchern übrigens eine deutlich (ca. 4 mal) höhere Belastung an AA auf als Nichtraucher.

AA wirkt in hohen Dosen neurotoxisch und ist außerdem als Keimzellmutagen erkannt worden. Acrylamid hat sich im Tierversuch als eindeutig krebserzeugend erwiesen (DFG; IARC). Aus Gründen des vorbeugenden Gesundheitsschutzes ist deshalb davon auszugehen, dass Acrylamid auch beim Menschen Krebs erzeugt. Neueste Untersuchungen an unserem Institut haben ergeben, dass der menschliche Stoffwechsel des Acrylamid den der Ratte gleicht. Dies darf als weiterer Hinweis gewertet werden, dass Acrylamid auch beim Menschen krebserzeugend wirkt. Zudem legen unsere Untersuchungen nahe, dass anamnestische Angaben völlig ungeeignet sind, die Acrylamidbelastung zu erfassen.

Schätzungen zum Krebsrisiko der Allgemeinbevölkerung durch Acrylamid schwanken derzeit in sehr weiten Grenzen. Die so genannten "unit risk" (Einheitsrisiko) Abschätzungen liegen zwischen 70 und 1000 zusätzlichen Krebsfällen pro 100 000 Einwohnern. Diese Zahlen liegen deutlich über den Risikoabschätzungen für andere wohlbekannte Umweltkanzerogene, wie Dieselruß, PAH oder Benzol. So machen zum einen die Wirkungsstärke, zum anderen die erheblichen Mengen, die wir täglich aufnehmen, das Acrylamid zu einem großen umweltmedizinisch toxikologischen Problem. Derzeit versucht man das Krebsrisiko der Bevölkerung dadurch zu reduzieren, dass man Obergrenzen für den Acrylamidgehalt in Lebensmitteln einführt. Für Nahrungsmittel wurde deshalb ein Aktionswert von 1000 µg Acrylamid / kg festgelegt. Dies aber kann lediglich als erster Schritt zur Vermeidung von Gesundheitsschäden angesehen werden. Durch die Begrenzung des Acrylamidgehaltes in Lebensmitteln lässt sich das gesundheitliche Risiko des Menschen weder zuverlässig abschätzen noch begrenzen. So ist es das Ziel dieser Untersuchungen festzustellen, welche Acrylamidmengen die Allgemeinbevölkerung tatsächlich aufnimmt. Dabei werden auch Risikogruppen erfasst. Auf dieser Grundlage kann das Krebsrisiko abgeschätzt und ggf. abgesenkt werden. Darüber hinaus hoffen wir aus dieser Studie weitere Erkenntnisse über die Wirkung des Acrylamid auf den Menschen zu gewinnen. Diese Erkenntnisse kommen dem Schutz der menschlichen Gesundheit zu gute.

Acrylnitril (ACN) ist mit einer geschätzten Produktion von ca. 360 000 t pro Jahr allein in Deutschland ein sehr wichtiger Grundstoff für die Kunststoffindustrie. Es kommt dabei vor allem als Monomer bei der Synthese von Kunstfasern (Polyacryl), Harzen, Gummi und anderen Kunststoffen zum Einsatz. Es dient darüber hinaus als Ausgangssubstanz für die Synthese von AA. Bei der Herstellung von AA kann es demnach zu erheblichen Mischexpositionen gegenüber diesen beiden Substanzen kommen. ACN sowie auch in geringeren Mengen AA sind Bestandteile von Tabakrauch.

ACN wirkt hautreizend und beim Verschlucken akut toxisch (LD50: 25 - 200 mg/kg KG Kaninchen). Bei ACN-exponierten Arbeitern ergaben sich vereinzelt Hinweise auf eine erhöhte Tumorinzidenz, von der International Agency for Research on Cancer (IARC, Lyon) wurde ACN als 2B – Kanzerogen ("possibly carcinogenic to humans") eingestuft, die DFG hat ACN ebenso wie AA als wahrscheinlich krebserregend beim Menschen eingestuft..

Für ACN ist das Rauchen die einzig bekannte umweltbedingte Quelle.

Zu einer Exposition gegenüber AA und ACN kann es bei der industriellen Herstellung und Verwendung von AA- und ACN - Lösungen bei den entsprechenden Arbeiternehmern kommen (häufig kommt auch eine Mischexposition gegenüber beiden Stoffen vor).

Biomonitoring: Die individuelle innere Belastung und Beanspruchung von belasteten Arbeiternehmern und auch der Allgemeinbevölkerung kann durch Biologisches Monitoring und Biochemisches Effektmonitoring ermittelt werden.

Beim Biologischen Monitoring wird die Konzentration der aufgenommenen Substanz und ihrer Metabolite in Körperflüssigkeiten bestimmt. Für AA haben wir als Marker für die inneren Belastung die Merkaptursäuren (MA) N-Acetyl-S-(2-carbamoylethyl)cystein (AAMA) und N-Acetyl-S-(2-carbamoyl-2-hydroxyethyl)cystein (GAMA) gewählt. Es wurde mittlerweile eine analytische Methode für die Quantifizierung beider Stoffe im Urin entwickelt und angewendet.

Beim Biochemischen Effektmonitoring werden die Reaktionsprodukte der Fremdsubstanz bzw. ihrer Metabolite mit Makromolekülen (Proteine und DNA) im Körper bestimmt und quantifiziert. Bezüglich des Biochemischen Effektmonitorings von AA wurde bereits eine Methode zur Bestimmung der Hämoglobin-Addukte AAVal und GAVal im Blut etabliert.

Für die Bestimmung des ACN Hb-Addukt Cyanoethylvalin (CEVal ) im Blut ist ebenfalls bereits eine Methode an unserem Institut etabliert, für die Merkaptursäuren im Urin ist die Entwicklung einer analytischen Methode derzeit in Arbeit.

Im Rahmen des laufenden Projektes sollen Methoden zur Bestimmung von MA und Hb-Addukten von AA und ACN entwickelt, validiert und angewendet werden. Durch die Anwendung dieser Methoden bei der Untersuchung von AA und ACN belasteten Personen sollen Hinweise erhalten werden, welche Parameter sich für ein biologisches Monitoring belasteter Personen eignen. Zusätzlich tragen diese Untersuchungen zur Aufklärung des Metabolismus beim Menschen bei und leisten somit letztlich auch einen Beitrag zur Risikoabschätzung.

weiteres Acrylamid-Forschungsprojekt:

Aromatische Amine/Acrylamid
"Belastung und Beanspruchung der Bevölkerung mit aromatischen Aminen und Acrylamid - Quellen und Gesundheitsrisiko" gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Gesundheit, Ernährung und Verbraucherschutz