Die in Kreuzkräutern enthaltenen Stoffe (Pyrrolizidin- Alkaloide, PA) werden durch Stoffwechselvorgänge zu toxischen Produkten und zerstören zuerst das Lebergewebe.

Die toxischen PA sind

• krebserregend
• schädigen das Erbgut (DNA)
• wirken stark fruchtschädigend
• hohe Dosen schädigen außerdem das Zentrale Nervensystem, die Lunge und die Nieren

Die Giftstoffe bewirken eine irreversible Schädigung der Leberzellen

• hohe Mengen über einen kurzen Zeitraum: die akute Vergiftung
• geringe Mengen über einen längeren Zeitraum: die chronische Vergiftung

1. Über Pyrrolizidinalkaloide (PA)
2. Umwandlung in Giftstoffe (Metabolische Toxifizierung)
3. Toxizität (Wirkungsweise bei Pferd, Rind, Mensch)

Verfasser und Copyright ©: Dr. Helmut Wiedenfeld, ehem. Akademischer Direktor Pharmazeutisches Institut Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.

Pyrrolizidin-Alkaloide (PA) sind weit verbreitet im Pflanzenreich. Ihr Hauptvorkommen liegt in den Pflanzenfamilien Asteraceen; Boraginaceen und Fabaceen. Bis heute sind etwa 200 strukturell verschiedene Alkaloide beschrieben.

Diese Verbindungen sind von Bedeutung, da sie toxische Nebenwirkungen aufweisen können. Diese Toxizität ist abhängig von der Struktur der PA. Hierbei sind das Vorhandensein einer Doppelbindung in bizyklischen Fünfringsystem ("Necin") und die Veresterung der alkoholischen Gruppen am Necin essentiell.

Die PA selber zeigen keine oder nur geringe akute Toxizität. Sie werden jedoch im Organismus zu den eigentlich toxischen Verbindungen metabolisiert (verstoffwechselt).

Da dieser Prozess in der Leber abläuft, ist dieses Organ auch das erste Ziel der Toxizität. Es kommt zur charakteristischen VOD ("veno-occlusive disease"), zu Megalocytosen, zu Zirrhosen.

Die Umwandlung der untoxischen PA in die eigentlich toxischen Verbindungen verläuft in drei Schritten.

Nach oraler Aufnahme und Absorption in den Blutkreislauf werden in der Leber die PA durch Enzyme (Cytochrome P-450) hydoxyliert. Dieser Prozess verläuft relativ langsam, so dass während dieses Vorgangs in gesunden Organen ein Detoxifizierungsprozess ablaufen kann: durch sog. Esterasen (spezielle Enzyme) können die PA in untoxische Bruchstücke zerlegt und ausgeschieden werden.

Ist jedoch die Hydroxylierung erfolgreich abgelaufen, erfolgt im zweiten Schritt eine rasche Umwandlung zu den Schlüssel- fragmenten, den sog. Didehydropyrrolizidinen (Pyrrolen).

Diese Schlüsselfragmente können im dritten Schritt hochreaktive "Carboniumionen" bilden, die sich sofort mit sog. Nukleophilen umsetzen, wie sie z.B. in vitalen Proteinen oder Nukleosiden vorkommen. Im ersten Fall treten Reaktionen mit Mercapto-, Hydroxyl- oder Aminogruppen der Proteine ein, im zweiten Fall werden die Aminogruppen der Purin- und Pyrimidinbasen der DNA attackiert.

In jedem Fall (Proteine oder DNA) ist die normale Funktion im menschlichen Organismus verhindert. Im Falle der DNA ist Mutation und damit irreversible Zellschädigung die Folge, was zu kanzerogenem (krebsauslösendem), mutagenem (zellgut- schädigendem) und teratogenem (frucht- schädigendem) Verlauf führen kann.

Das toxische Potential der PA hängt ab von der chemischen Struktur. Da die PA an sich kaum toxisch sind, ist die Reaktionsgeschwindigkeit, mit der die metabolische Toxifizierung verläuft, entscheidend für den Grad der Toxizität.

Im Falle der PA, die im Jakobskeuzkraut (Senecio jacobaea), im Raukenblättrigen Kreuzkraut (Senecio erucifolius) oder im Schmalblättrigen Kreuzkraut (Senecio inaequidens) vorkommen, sind die -von der chemischen Struktur her gesehen- toxischsten Alkaloide vorhanden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Menge, die aufgenommen wird.

Wie erwähnt spielt der Detoxifizierungsprozess hier eine zentrale Rolle: ist die aufgenommene Menge gering, ist der Organismus in der Lage, diese Stoffe auszuscheiden. Wird aber eine bestimmte Grenzmenge, die unterschiedlich ist für die verschiedenen Tierspezies und den Menschen, überschritten, erfolgt unweigerlich die metabolische Toxifizierung. Ist jedoch eine Reaktion mit Proteinen oder DNA erfolgt, ist die Zellschädigung unausweichlich. Hand in Hand geht damit aber eine mehr oder weniger starke Schädigung der betroffenen Leber, die dann in der Folge den Detoxifizierungsprozess immer schlechter vollziehen kann.

Das bedeutet, dass die Menge an aufgenommenen PA und die spezies- charakteristische Empfindlichkeit die Toxizität bestimmen: dies kann somit von akut über subakut bis zu chronischen Schäden verlaufen.

Im Falle der akuten Vergiftungsbilder ist eine relativ hohe Aufnahmemenge Voraussetzung. Die Menge ist dann so groß, dass die metabolische Toxifizierung schnell einsetzt und rasche Leberschädigung erfolgt. Im Vordergrund stehen dann Angriff der Carboniumionen auf vitale Proteine.

Ein deutliches Beispiel hierfür sind die Vergiftungen, die bei Pferden beobachtet werden. Diese Tierspezies ist sehr empfindlich für die PA - eine Intoxikation verläuft daher meistens als akutes Geschehen:

Durch die rasche Schädigung der Leber erfolgt Schädigung des Zentralnervensystems. Die Folge sind "Leberkoller" und Kolik, die deutlichen Anzeichen für die sog. "Schweinsberger Krankheit" mit Todesfolge.

Im Falle von Rindern sind eher subakute oder chronische Schäden zu erwarten. Diese Tiere reagieren deutlich unempfindlicher auf die PA, wodurch es eher zu Langzeitschäden kommt.

Hieraus resultiert dann plötzliches akutes Leberversagen mit dem histologischen Bild der Veno-occlusive Disease (VOD), was durch kanzerogene Veränderung der Leber-DNA zustande kommt.

Im Falle der Humanintoxikation sind fast ausschließlich chronische Schäden zu erwarten. Hier sind somit kanzerogene, mutagene und teratogene Reaktionen die Folge, ebenfalls mit dem Erscheinungsbild der VOD. Die Ausnahme sind teratogene Schäden, z.B. durch Aufnahme von toxischen PA während der Schwangerschaft; es zeigen sich fruchtschädigende Eigenschaften: die fetale Leber reagiert in diesem Falle wesentlich empfindlicher und akute Intoxikation ist zu beobachten, was dann praenatal zu schwersten Folgen (Todesfälle bei Neugeborenen durch akutes Leberversagen) führt.