Als perfektes Gift, um ungeliebte ZeitgenossInnen loszuwerden, hat sich Arsen im Laufe der Geschichte einen Namen gemacht. Weniger bekannt ist, dass das Spurenelement fast überall in der Natur zu finden ist. Im Gegensatz zum giftigen anorganischen Arsen sind die fettlöslichen Verbindungen, die Arsen-Lipide, und ihre eventuelle Toxizität noch kaum erforscht. Chemikern der Arbeitsgruppe um Univ.-Prof. Dr. Kevin Francesconi von der Karl-Franzens-Universität Graz ist es nun erstmals gelungen, Arsen-Lipide in menschlicher Muttermilch zu identifizieren. Die Ergebnisse der Studie, die in Kooperation mit KollegInnen des Norwegian Institute of Public Health und der Norwegian University of Life Sciences durchgeführt wurde, sind kürzlich im US-Fachjournal „Environmental Science & Technology Letters“ erschienen.
„Untersuchungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass Arsen unter anderem in Wasser, Reis und Meereslebewesen zu finden ist“, weiß Kevin Francesconi. Um zu klären, ob das Spurenelement über die Nahrung auch in die Muttermilch gelangt, wurde der für seine Arsen-Forschungen international renommierte Chemiker beauftragt, Proben von Frauen aus Norwegen, wo viel Fisch und Meeresfrüchte gegessen werden, zu analysieren.
Glücklicherweise fanden die Grazer Wissenschafter kaum toxisches, anorganisches Arsen in der Milch, sehr wohl aber unterschiedliche Arsen-Lipide. Von diesen fettlöslichen Verbindungen, die von Algen aus anorganischem Arsen im Wasser produziert werden, ist bekannt, dass sie sich in Meereslebewesen anreichern.
„Wir konnten acht verschiedene Arsen-Lipide identifizieren“, berichtet Mag. Michael Stiboller, Erstautor der aktuellen Studie und Doktorand an der Uni Graz. Der Nachweis stellte eine große Herausforderung dar, da die fettlöslichen Verbindungen schwer zu isolieren und analysieren sind. Eine von Stiboller entwickelte Methode zur Fraktionierung von Arsen – zur Aufspaltung in wasser- und lipidlösliche Formen – trug wesentlich zur Lösung des Problems bei. Das extrem hochauflösende Massenspektrometer des „NAWI Graz Central Lab – Environmental, Plant & Microbial Metabolomics“, das von Karl-Franzens-Universität und TU Graz gemeinsam betrieben wird, ermöglichte die anschließende exakte Analyse.
Interessant sind die Ergebnisse vor allem, weil zum ersten Mal Arsen-Lipide in Muttermilch nachgewiesen werden konnten. Grund zur Sorge liefern sie aber noch nicht. „Die Konzentration aller in der Muttermilch entdeckten organischen Arsen-Verbindungen betrug insgesamt rund 0,5 Mikrogramm pro Kilogramm. Der derzeit empfohlene Grenzwert für Arsen in Trinkwasser liegt bei zehn Mikrogramm pro Liter“, beruhigt Stiboller. „Angesichts der Bedeutung von Muttermilch für die Entwicklung eines Kindes sollten die neuen Erkenntnisse aber auf jeden Fall weitere Forschungen anregen, da die Toxizität und die Auswirkungen von organischem Arsen auf den Organismus noch weitgehend ungeklärt sind“, mahnt Francesconi. Frühere Studien an menschlichen Zellen hätten gezeigt, dass manche Arsen-Lipide toxisch seien, und kürzlich durchgeführte Untersuchungen an Fruchtfliegen würden darauf hindeuten, dass Arsen-Lipide die Blut-Hirn-Schranke passieren könnten.
Publikation
Arsenolipids Detected in the Milk of Nursing Mothers
Michael Stiboller, Georg Raber, Virissa Lenters, Elin Lovise Folven Gjengedal, Merete Eggesbø, and Kevin A. Francesconi
Environmental Science & Technology Letters, June 12, 2017
DOI: 10.1021/acs.estlett.7b00181