Königswinterer Str. 37 a - D-53227 Bonn
Tel. +49-228-976396-0 - Fax +49-976396-12
Als Algentoxine bezeichnet man eine Gruppe von stark toxisch wirkenden Substanzen,
die innerhalb der Zellen von einer Reihe von Cyanophyceen (blau-grünen
Mikroalgen) vorkommen. Nach der Zerstörung der Zellen können die Substanzen
auch ins Wasser gelangen, das dadurch auch ohne Algenzellbestandteile giftig
wirkt. Viele toxische Cyanophyceen enthalten außer den Algentoxinen jedoch noch
extrem geruchsintensive Komponenten, sodaß wegen dieser Geruchswarnung
Vergiftungen bei Menschen relativ selten sind. In Süßwasser kommen folgende
Algentoxin-bildende Gattungen vor: Microcystis, Anabaena, Planktothrix, Nostoc.
Aphanizomenon und Cylindrospermopsis. Nodularia kommt bevorzugt in Meerwasser
vor (ZECH, 2001). Algentoxine sind entweder Leber- (Microcystin, Nodularin)
oder Nervengifte (Anatoxin, Saxitoxin). Die Hepatotoxine sind zyklische
Oligopeptide, die als Protein-Phosphatase-Inhibitoren wirken. Sie können in
Leberzellen, nicht jedoch in andere Zelltypen eindringen, womit ihre
spezifische Toxizität zusammenhängt. Von diesen Toxinen sind heute fast 100
Varianten identifiziert. Allen ist gemeinsam, daß die ungewöhnliche, C20-Aminosäure "Adda" enthalten. Die
Toxizität der Nervengifte kommt dadurch zu Stande, daß sie entweder als
Analogon des Acetylcholins (Anatoxin-a), als Cholinesterase-Inhibitor
(Anatoxin-a(S)) oder durch Blockade der Natrium-Kanäle (Saxitoxin) wirken
(WELLER, 2002).
Veröffentlichungen über Algentoxine haben dazu geführt, daß in der
Öffentlichkeit Furcht vor möglicher Algentoxin-
Kontamination verschiedener Produkte entstanden ist, die auch als
Nahrungsergänzungsmittel mit einer gesundheitsfördernden Absicht konsumiert
werden. Dazu ist folgendes zu bedenken: Algentoxine sind entweder in intakten
Algenzellen vorhanden oder aber nach Zerstörung der Zellen im Wasser. In
wasserfreien oder -armen Produkten kommt allenfalls eine Kontamination durch
Algenzellen in Frage.
Bei der als Nahrungsergänzungsmittel verwandten Cyanophycee (blau-grüne Alge)
Aphanizomenon flos aquae ("AFA Uralge") ist eine solche Kontamination
vorstellbar, wenn sie auch kaum eine realistische Gefahr darstellt.
Aphanizomenon flos aquae wird nicht kultiviert, sondern überlicherweise im
Upper Klamath Lake in Oregon "wild" geernet. In diesem See wurde
Microcystin (als freilich einziges Algentoxin) nachgewiesen, vermutlich auf
Grund von Vorkommen von Microcystis.
Toxische Cyanophyceen sind von nicht-toxischen morphologisch oft nicht
unterscheidbar. Die früher gängige Annahme, daß von Aphanizomenon flos aquae
selbst eine toxische Variante vorkommt (CARMICHEAL, 1997; MAHMOOD, 1087;
RAPALA, 1993), wird jedoch neuerdings in Zweifel gezogen (LI, 2000).
Jedenfalls stellen die Aphanizmenon-Produzenten durch ein aufwendiges
Kontrollprogramm (Mouse bioassay, enzyme linked immuno sorbent assay (ELISA)
usw.) sicher, daß das in den Handel kommende Aphanizomenon flos aquae toxinfrei
ist. Das Landwirtschaftsministerium des Staates Oregon hat die Obergrenze von
Microcystin in Anlehnung an eine Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation auf
1 Mikrogramm je Gramm Algenmasse festgelegt (CHORUS, 1999; CARMICHAEL,
2000).
Bei einem anderen kommerziell verwandten Algenprodukt, Spirulina platensis
(eigentliche Arthrospira) können Algentoxine schon deshalb nicht vorkommen,
weil Spirulina nur in alkalischem Medium wächst, dessen pH von ca. 9 das
Wachstum anderer Organismen unterbindet. Jedenfalls sind keine toxischen
Cyanophyceen bekannt, die unter diesen Umständen gedeihen. Reihenuntersuchungen
von kommerziellen Spirulina-Mustern ergaben, daß diese stets algentoxinfrei
sind (KUIPER-GOODMAN, 2001; LAWRENCE 2001).
Bei der Entwicklung von Methoden zur
Massenkultur von Mikroalgen (vor allem Spirulina und Scenedesmus), die schon
vor Jahrzehnten u.a. in Deutschland erfolgte, wurde dem möglichen Vorkommen
toxischer Substanzen große Aufmerksamkeit geschenkt. Es wurde damals auf
folgende Substanzen untersucht: Aflatoxin, Ochratoxin A, Sterigmatocystin,
Citrinin, Patulin, Penicillinsäure, Zearalenon, T2-Toxin, Diacetoxysciroenol,
Trichothecene, Fumitremorgen und Verucolugen. Keines der aufgelisteten
Toxine wurde je in Algenmustern entdeckt und alle biologischen Tests fielen
negativ aus (BECKER,1984(I), BECKER 1984(II)).
Auch bei der als Calcium- und Magnesium-Spender verwandten Tangart (Makroalge)
Lithothamnium kann es nicht zu einer Algentoxin-Kontamination kommen. Die
teilfossilierten kalkhaltigen Lithothamnium-Sprossen werden auf dem
Meeresboden gesammelt, wo Cyanophyceen nicht in merklichen Konzentrationen
vorkommen (sie bilden eher aufschwimmende Algenteppiche). Schon wegen des
Größenunterschieds können sie nicht versehentlich zusammen mit Lithothamnium-Sprossen
geerntet werden. Das gleiche gilt im übrigen für die verschiedenen Braunalgen
(etwa Laminaria oder Fucus), die wegen ihres Iodgehalts als
Nahrungsergänzungsmittel genutzt werden.
(Fragen zum Problem der Algentoxine beantwortet Dr. E.W. Becker, Tübingen,
email: wolfgang.becker@med.uni-tuebingen.de)
BECKER, E.W.(I), VENKATARAMAN, L.V. 1984: Production and utilization of the
blue-green alga Spirulina in
BECKER, E.W.(II), 1984: Biotechnology and exploitation of the green alga
Scendesmus obliquus in India, Biomass, 1-19
CARMICHAEL, W.W., 1997: The cyanotoxins. In Advances in Botanical Research,
Vol. 37 (Ed. by J.A. Callow), pp 211-256. Academic Press,
CARMICHAEL, W.W.; DRAPEAU, C.;
CHORUS, i., BARTRAM J. (eds). 1999: Toxic Cyanobacteria in water - A guide to
their public health consequences. Monitoring and Management. E & FN Spon,
KUIPER-GOODMAN, T., et al., 2001: Risk Assessment of microcystins in blue-green
algal health food products, in: Mycotoxins and phycotoxins in perspective at
the turn of the millenium. Proceedings of the Xth International IUPAC symposium
on mycotoxins and phycotoxins 21-25 May, 2000, Guarauja (Brazil), eds. W.J. de
Koe, R.A. Samson, H.P. van Egmond, J. Gilbert, M. Sabino, IUPAC and AOAC
International, Ponsen and Looyen, Wageningen, The Netherlands, pp. 549-556
LAWRENCE, J., et al., 2001: Comparison of Liquid Chromatography/Mass
spectrometry, ELISA, and Phosphatase assay for the determination of
microcystins in blue-green algae products. J. AOAC Int. vol. 84, no. 4, 1035-1044
LI, R.H., CARMICHAEL, W.W., LIU, Y.D., WATANABE, M.M., 2000: Taxonomic
re-evaluation of Aphanizomenon flos aquae NH-5 based on morphology and 16S rRNA
gene sequences. Hydrobiologia, 438, 99-100
MAHMOOD, N.A. CARMICHEAL, W.W., 1987: Annatoxin-a(s), an anticholinesterase
from the cyanobacterium Anabaena flos aquae NRC-525-17. Toxicon, 25, 1221-1227
RAPALA, J.; SIVONEN, K., LYRA, C., NIEMELŽ S.I., 1993: Anatoxin-a concentration
in Anabaena and Aphanizomenon flos-aquae at different environmental conditions
and comparison of growth by toxic and non-toxic Anabaena strains, a laboratory
study. Applied Environmental Microbiology, 64, 99-105
WELLER, M.G., 2002: Algengifte im Wasser. Nachrichten aus der Chemie, 06/2002,
S. 700-7005
ZECH; CH., 2001: Entwicklung von immunanalytischen, chromatographischen und
massenspektrometrischen Methoden zur Bestimmung cyanobakterieller Hepatotoxine
(Microcystine und Nodularine). Dissertation, TU München, Nov. 2001, S.3
Anregungen, Fragen, Mitteilungen? Klicken Sie hier, um uns eine email zu schicken.