Das Totalherbizid Glyphosat - Nachweis im Urin, Organen und Muskulatur von Lebensmittel liefernden Tieren

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1 Das Totalherbizid Glyphosat - Nachweis im Urin, Organen und Muskulatur von Lebensmittel liefernden Tieren Monika Krüger, Philipp Schledorn, Jürgen Neuhaus, Wieland Schrödl Aus dem Institut für Bakteriologie und Mykologie, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig, An den Tierkliniken 29, Leipzig Einleitung Glyphosat ist ein systemisches und nichtselektives Herbizid, das sowohl in der Landwirtschaft als auch in nichtlandwirtschaftlichen Gebieten weltweit verwendet wird (anonym, 1994). Es leitet sich von der Aminosäure Glycin ab und ist ein N- (Phosphonomethyl)-Glycin. Es ist das weltweit am häufigsten eingesetzte Herbizid. Ca. eine Million Tonnen werden pro Jahr produziert und in Deutschland wurden im Jahr 2010 ca Tonnen eingesetzt. Ursprünglich als Chelator entwickelt, ist es seit 1974 in den USA, als Totalherbizid patentiert. In Deutschland wir es zur Unkrautbekämpfung auf Äckern, Weiden, Wiesen, als Erntehilfsmittel (Vorerntesikkation- Getreide werden vor der Ernte trocken gespritzt), zum Abtöten von Kartoffelkraut (kurz vor der Ernte), zur Unkrautbekämpfung im Garten- und Zierpflanzenbau, Feldgemüsebau, Obstbau, Weinbau, in Baumschulen, Forst und Nichtkulturland, z.b. Bahngleise, verwendet. In den USA wurde 1996 genetisch verändertes, Glyphosat-resistentes Soja (GVO Soja) als Futter- und Nahrungsmittel zugelassen. Diese Sojapflanzen werden auf dem Feld mit Glyphosat besprüht, nehmen das Glyphosat über die Pflanzenoberfläche auf und verteilen es systemisch. Dadurch ist der Wirkstoff auch in den Bohnen enthalten. Der derzeitige Rückstandshöchstwert für genverändertes Soja (RR Soja) liegt bei 20mg/kg (anonym, 2013). In der Folgezeit wurden RR Mais, RR Baumwolle, RR Luzerne, RR Raps, RR Zuckerrüben entwickelt. Glyphosat führt zur Störung des Sekundärstoffwechsels in Pflanzen, Bakterien, Protozoen und Pilzen durch Chelatierung von essentiellen Metallionen, bes. Spurenelementen, die Kofaktoren von vielen Enzymen sind. Glyphosat blockiert den Shikiminsäure-Stoffwechselweg, wodurch für Menschen und Tiere essentielle aromatische Aminosäuren wie Phenylalanin, Tryptophan und Tyrosin nicht mehr oder in geringerer Konzentration bilden. Darum sterben empfindliche Pflanzen ab (Shehata et al. 2012). Die Glyphosat-resistenten Pflanzen, die mit Glyphosat behandelt wurden, haben

2 signifikant geringere Spurenelementkonzentrationen als Nicht-GVO-Pflanzen (Eker et al. 2006). Vom Hersteller (Monsanto) werden die folgenden wesentlichen Eigenschaften des Herbizids hervorgehoben: Hohe Unkrautvernichtungseffektivität, geringe Toxizität für Nichttargetorganismen, geringes Risiko des Durchsickerns in das Grundwasser, da feste Adsorption an Bodenteile und relativ schnelle Degradierung, geringes Molekulargewicht, gute Wasserlöslichkeit, darum benötigt es ein Penetrationsmittel (fettlöslich), um von den Zellen aufgenommen zu werden, ph- Stabilität, schnelle Aufnahme, Absorption und Translokation in Pflanzengewebe (Borggaard und Gimsing, 2008). Glyphosat ist hitzestabil. Menschen und Tiere, die Glyphosat-haltige Nahrung aufnehmen, absorbieren ca % des Wirkstoffes im vorderen Teil des Magen-Darmtraktes (MDT), der dann systemisch verteilt wird und nach ca. 14,4h zum größten Teil wieder ausgeschieden wird. Etwa ein Prozent verbleibt im Knochenmark. Ca % des oral aufgenommenen Glyphosats passagieren den MDT, wirken hier aber auf das Darmepithel und die Im Lumen befindliche Mikrobiota. Shehata et al. (2012) und Krüger et al. (2013) konnten nachweisen, dass Laktobazillen, Bifidobakterien, Enterokokken durch Glyphosat in ihrer Keimzahl reduziert werden, Clostridium (C.) botulinum und C. perfringens, Salmonella (S.) Typhimurium, S. Enteritidis und S. Gallinarum dagegen unbeeinflusst blieben. Enterokokken antagonisieren beispielsweise C. botulinum. Die Reduktion dieser gesundheitsfördernden Bakterien bedingt eine Veränderung im mikrobiellen Gleichgewicht, es entsteht eine Dysbiose. Unsere eigenen Untersuchungen sprechen dafür, dass nur in einer dysbiotischen Magen-Darm-Mikrobiota C. botulinum Keime oder deren Toxine festzustellen waren. Was bei permanenter chronischer Applikation von Glyphosat, auch in bisher als harmlos eingeschätzten Konzentrationen passiert, weiß man nicht. Im Tierbereich wird überwiegend RR-Soja als Futtermittel eingesetzt. Werden sikkiertes Stroh und Getreide verwendet, steigt die Glyphosatmenge in der Ration, der Hauptteil kommt jedoch aus dem RR Soja. Mit den eigenen Untersuchungen soll ein Beitrag zum Vorkommen in Ausscheidungen (Urin) und in Organen und Fleisch von Nutztieren und Wildtieren geleistet werden. Material und Methoden Glyphosat- Nachweissystem

3 Glyphosat wurde mit einem für die Wasseruntersuchung zugelassenen ELISA-Test (Abraxis, USA) nachgewiesen. In Voruntersuchungen wurde der Test hinsichtlich Eignung zur Urinuntersuchung gegen Gaschromatographie/Atomadsorptionsspektroskopie validiert. Der Korrelationskoeffizient lag für Rinderurin bei 0,96. Urine wurden in der Regel vor der Untersuchung 1:10 in pyrogenfreiem Wasser verdünnt. Gewebeproben wurden zu einem Gramm abgewogen, in 5ml pyrogenfreies Wasser verbracht, zerkleinert, 10min. gekocht, bei 3000xg 15 min zentrifugiert und der Überstand durch einen 3000 Da Filter filtriert. Die Glyphosatmessung erfolgte im Filtrat. Probenmaterial Rinder 343 Urine verschiedener konventioneller Bestände aus Deutschland, 12 Urine aus deutschen Biobetrieben, 242 Urine aus 8 dänischen Beständen, 32 Därme, 41 Lebern, 26 Nieren, 23 Lungen und 6 Fleischproben wurden untersucht. Hasen 139 Hasenurine wurden untersucht. Kaninchen 216 Mastkaninchenurine wurden untersucht. Ergebnisse Die Ergebnisse gehen aus den Abbildungen 1-5 hervor. Bei konventionell gefütterten Kühen war Glyphosat in allen Urinen nachweisbar. Die Tiere aus einem Biobetrieb wiesen signifikant geringere Glyphosatwerte im Urin auf. Die Werte der dänischen Kühe lagen über denen der deutschen Kühe. Sehr erstaunlich sind die sehr hohen Werte der Mastkaninchen. Die Werte wurden durch GC/MSMS bestätigt.

4 Abb. 1: Ergebnisse der Glyphosatuntersuchung in Urinen von Kühen in konventioneller und Biohaltung. Abb. 2:Ergebnis der Glyphosatuntersuchung dänischer Milchkühe.

5 Abb. 3: Nachweis von Glyphosat in Organproben und Muskulatur von Rindern. Abb. 4: Vergleich der Glyphosatkonzentrationen in Urinen deutscher und dänischer Milchkühe

6 Abb. 5: Nachweis von Glyphosat in Urinen von Feldhasen und Mastkaninchen. Diskussion Der Nachweis von Glyphosat in Urinen von Milchkühen, Feldhasen und Mastkaninchen zeigt, dass über kontaminierte Futtermittel das Herbizid in die Nahrungskette gelangt. Das trifft Wildtiere ebenso wie Nutztiere und letztendlich auch den Menschen, der am Ende dieser Nahrungskette steht. Die Haupteinträge erfolgen jedoch über Sojaprodukte und Getreide. Insbesondere Kleien sind nach unseren Untersuchungsergebnissen relativ hoch belastet. In den von uns untersuchten Milchviehbeständen und in Laboruntersuchungen konnten wir auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Glyphosat und dem Hämorrhagischen Darm- Syndrom sowie dem chronischen Botulismus hinweisen. Diese Untersuchungen müssen vervollständigt werden. Der Nachweis von Glyphosat in den Urinen bedeutet, dass sich viel größere Mengen im MDT befinden müssen. Unter anaeroben Bedingungen wird der Wirkstoff kaum bakteriell abgebaut. Er wir fäkal ausgeschieden und gelangt in die Umwelt. Die Aminosäure Glycin ist ein wichtiger Botenstoff im Zentralnervensystem von Tieren und Menschen. Für Glycin gibt es wenigstens drei Zellrezeptoren. Wir wissen nicht, ob Glyphosat nicht auch über diesen Weg in die Zelle gelangt. Aus der Literatur ist bekannt, dass Glyphosat zelltoxisch, lebertoxisch und nierentoxisch ist. Durch Glyphosat wird die Fruchtbarkeit bei männlichen und weiblichen Tieren geschädigt. Kühe, die mit Glyphosat-haltigem Futter gefüttert werden leiden unter Spurenelement-, Vitamin B12- und Vitamin-K-

7 Mangel. Die Frage steht im Raum, ob Lebensmittel von diesen Tieren noch den Anspruch erheben können, Mittel zum Leben zu sein. Literatur bei den Verfassern