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Exposition ist ein Grundbegriff der Toxikologie, der Wissenschaft von den Giften. Wie sehr ein Organismus gegenüber einem potenziell schädlichen Stoff „exponiert“ ist, entscheidet maßgeblich über das gesundheitliche Risiko.
Was hat Gift mit klassischer Musik zu tun? Mehr, als es im ersten Moment scheinen mag. Denn eines ihrer wichtigen Elemente ist die Exposition: Am Beginn einer Komposition wird das musikalische Thema vorgestellt, „exponiert“.
Auch in der Toxikologie, der Wissenschaft von den Giften, ist die Exposition zentral. Doch ist es hier keine Melodie, die präsentiert wird.
Es ist ein potenziell gefährlicher Stoff, etwa ein Toxin (Gift) oder eine Chemikalie, gegenüber denen der Mensch exponiert oder ausgesetzt ist. Kein Gift ohne Exposition. Und: Je höher die Menge (Dosis) des Toxins, umso größer die Exposition – und damit das gesundheitliche Risiko. Hier endet die Analogie zu den schönen Klängen der Klassik.
Ob eine Substanz einem Menschen Schaden zufügen kann, hängt nicht nur von dieser selbst ab. Sondern eben auch davon, wie stark und wie lange eine Person ihr ausgesetzt ist. Daher ist die Bestimmung der Exposition entscheidend, um das gesundheitliche Risiko zu bewerten. Das spielt zum Beispiel eine Rolle, wenn es um die Begutachtung von Chemikalien, Verunreinigungen (Kontaminationen) und Rückständen in Lebensmitteln oder um den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln geht. Für das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung), das mit diesen Themen befasst ist, ist deshalb eine umfassende und präzise Schätzung der Exposition gegenüber einem Stoff von zentraler Bedeutung.
Eingeatmet, geschluckt, über die Haut aufgenommen
Es gibt im Wesentlichen drei Wege, über die eine Substanz in den menschlichen Körper eintritt. Sie kann eingeatmet (inhaliert) oder geschluckt (orale Aufnahme) werden oder über die Haut vom Organismus aufgenommen werden (dermale Aufnahme). Nicht nur die Dosis, auch der Zugang ist für die Wirksamkeit entscheidend. Eine Chemikalie, die oral zugeführt wird, wird über den Darm in die „Entgiftungszentrale“ Leber transportiert und dort unter Umständen bereits „entschärft“. Wird ein Stoff dagegen inhaliert, gelangt er direkt und meist sehr rasch in den Blutkreislauf. Wieder anders sieht es bei der Haut aus. „Als Barriere gegen Toxine ist die Haut ein mitunter unterschätztes Organ“, sagt Pestizidexperte und BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung-Vizepräsident Dr. Tewes Tralau. „Sie besitzt ein erstaunliches und ganz eigenes ‚Entgiftungstalent‘.“
Entscheidend ist also nicht nur, wie hoch die Dosis eines Stoffs ist, sondern auch, auf welche Weise dieser in den Organismus gelangt und in welchem Maße er aufgenommen wird. Berücksichtigt werden muss zudem, ob die Zufuhr schlagartig (akut) oder ständig (chronisch) erfolgt. 50 Milligramm Strychnin, ein von Pflanzen gebildetes Gift, auf einmal genommen, können lebensbedrohlich sein. Wird Strychnin dagegen über 20 Tage in täglichen Mengen von 2,5 Milligramm zugeführt, ist die Wirkung nicht tödlich – trotz der gleichen Gesamtdosis.
In allem steckt Chemie
Essen und Trinken, Möbel, Kleidung, Körperpflege, Arbeit und Freizeit – im Alltag kommen wir über eine unzählige Menge an Stoffen und Gegenständen mit Zehntausenden von chemischen Verbindungen in Kontakt. Eine zentrale Aufgabe des BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung ist es zu ermitteln, ob Verbraucherinnen und Verbraucher durch Konsumgüter einem gesundheitlichen Risiko ausgesetzt sind. Deshalb ist die Exposition ein entscheidendes Thema des Instituts. Am Anfang steht eine zuverlässige Klassifikation der „Welt der Dinge“. Sie beginnt mit der Zweiteilung in Substanzen (einzelne Stoffe) und Gemische (zum Beispiel Kosmetik, Reinigungsmittel, Farben …) sowie Gegenstände (etwa Möbel, Spielzeug, Kleidung), um sich dann weiter zu verzweigen.
Die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) wertete 2017 bestehende Einteilungen für chemische Substanzen aus und kam auf insgesamt 107 Funktionsgruppen – also Chemikalien, die jeweils die gleiche Aufgabe haben (zum Beispiel Zusammenkleben oder Reinigen). Faktoren, die zu einer besonderen Aufmerksamkeit für die mögliche Aufnahme dieser Substanzen in den Körper führen, sind zum Beispiel ein enger Kontakt zur Haut, Produkte für Kinder und die Berührung mit Lebensmitteln.
Am Anfang steht eine zuverlässige Klassifikation der “Welt der Dinge”.
Die Exposition gegenüber chemischen Stoffen ist Gegenstand verschiedener rechtlicher Regelungen der Europäischen Union (EU), um ein womöglich bestehendes Risiko zu handhaben. Ein wichtiges Rahmenwerk ist die REACH-Verordnung der EU. Danach müssen Hersteller oder Importeure für die Registrierung einer Chemikalie Daten zur Toxizität (Giftigkeit) der Substanz vorlegen und bestimmen, inwieweit Menschen gegenüber dieser exponiert sein können. Eine solche Expositionsschätzung soll dazu beitragen, den gesundheitlich unbedenklichen Gebrauch einer Substanz in einer möglichen Vielzahl von Produkten zu gewährleisten, und muss entsprechend breit angelegt sein.
Auch das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung ist im Zusammenhang mit der REACH-Verordnung für ausgewählte Stoffe mit Expositionsschätzungen befasst. Etwa, wenn es in Verdachtsfällen darum geht, ob die Anwendung eines bestimmten Produkts ein gesundheitliches Risiko darstellen kann. „Wesentliche Grundlage für eine realistische Abschätzung ist eine gute Datengrundlage“, sagt Dr. Oliver Lindtner, Expositionsexperte am BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung. Was ist die Quelle eines Stoffs, wie und in welcher Menge gelangt dieser zum Menschen, welche Gruppe von Personen ist exponiert? Die Daten finden Eingang in Formeln, mit denen Exposition geschätzt wird.
Was steckt im Essen?
Wie bedeutsam das Thema Exposition für das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung ist, zeigt auch das Beispiel der MEAL-Studie. Systematisch wurden mehr als 90 Prozent der in Deutschland konsumierten Lebensmittel auf rund 300 Stoffe geprüft, darunter Nährstoffe, Kontaminanten, Zusatzstoffe, Mykotoxine (Schimmelpilzgifte), Pflanzenschutzmittelrückstände sowie Stoffe aus Verpackungsmaterial. Damit ist es möglich, die Exposition der deutschen Bevölkerung gegenüber bestimmten Substanzen in Lebensmitteln zuverlässig zu schätzen.
„Wir haben nicht nur eine breite Palette von Substanzen gemessen, die in der herkömmlichen Lebensmittelüberwachung nicht berücksichtigt werden“, sagt Lindtner. „Dabei haben wir die Lebensmittel nach der Zubereitung in unserer Versuchsküche untersucht, da sich Stoffgehalte durch Hitzeeinwirkung ändern können.“ Denn nicht nur tiefgekühlte Pommes verändern ihre chemische Zusammensetzung, wenn sie zubereitet werden.
Aus den bisherigen Ergebnissen der MEAL-Studie lässt sich schließen, dass die Lebensmittel in Deutschland sicher sind. Dennoch gibt es bei einigen Stoffen Hinweise, dass toxikologische Richtwerte überschritten werden können. Wie das Beispiel Jod zeigt, kann es auf der anderen Seite sein, dass von einer Substanz weniger als empfohlen aufgenommen wird. Man kann also nicht nur zu viel, sondern auch zu wenig exponiert sein.
Pflanzenschutzmittel: Spurensuche im Blut
Auch die Diskussion um Pflanzenschutzmittel dreht sich zu einem großen Teil um die Exposition. „Wie stark sind Landwirte, Arbeiter, Anwohner oder die umliegende Bevölkerung belastet?“, erläutert Tralau. „Wie hoch ist das Risiko gesundheitlicher Beeinträchtigung?“ Diesen Fragen wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung nun in einer großen Studie in Apfelanbaugebieten nachgehen.
Untersucht werden sollen unter anderem Blutund Urinproben verschiedener Personengruppen auf Wirkstoffe und deren mögliche Effekte. Dieses als Biomonitoring bezeichnete Vorgehen lässt sich verknüpfen mit der Frage möglicher Einflüsse auf die Gesundheit. In jedem Fall ist dieses Vorhaben in einer ähnlichen Größenordnung wie die bereits zu einem großen Teil abgeschlossene MEAL-Studie.
Fest steht: Beim Thema Exposition wird das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung weiter mit den Ton angeben.
