Chemikalien im Trinkwasser: Wie wirken sie sich auf die Gesundheit aus?

Auf der Suche nach embryotoxischen bzw. neurotoxischen Substanzen im Wasserkreislauf

Arzneimittel, Pestizide und Kosmetika landen irgendwann mit dem Abwasser in den Kläranlagen. Von dort können Rückstände mit dem Wasserkreislauf sogar ins Trinkwasser gelangen. Wir nutzen diese Chemikalien zwar schon länger, jedoch ist bei vielen die genaue Wirkung auf den Menschen, die Tiere und die Umwelt bei weitem nicht abschließend erforscht. So streiten sich bis heute die Experten, ob beispielsweise das Pflanzenschutzmittel Glyphosat, dass auf den Äckern der Republik tonnenweise ausgebracht wird, Krebs auslösen kann oder nicht. Die Studienlage dazu ist durchaus widersprüchlich.

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Was kommt da eigentlich als Trinkwasser aus unserem Wasserhahn? Deutschland wird zwar weltweit für seine extrem gute Trinkwasserqualität beneidet, doch auch hierzulande finden die Wasserversorger immer wieder Substanzen im Wasserkreislauf, die sie nicht genau einordnen können. Bei den Chemikalien handelt es sich um Rückstände von Arzneimitteln, Pestiziden oder Kosmetika. Ob sie Krebs auslösen, ob sie in der Embryonalentwicklung neurotoxisch oder embryotoxisch sind, ist vielfach noch gar nicht bekannt. Das soll sich nun mit dem „Neurobox-Projekt“ ändern.

 

Das Umweltbundesamt sieht akuten Handlungsbedarf und hat deswegen das Projekt „Neurobox“ initiiert. Damit sollen Wasserversorgern und Behörden Tests zur Verfügung gestellt werden, um neurotoxische Substanzen zu erkennen und zu bewerten. Mit beteiligt am Neurobox-Projekt ist die Hochschule Darmstadt. Dort wird am Fachbereich „Chemie- und Biotechnologie“ untersucht, wie sich die Rückstände auf die Zellentwicklung und das Nervensystem auswirken. Viele dieser Chemikalien stehen im Verdacht eine hormonähnliche Wirkung zu haben und somit wichtige Prozesse beeinflussen zu können. Die Wissenschaftler hoffen, dass bis 2020 belastbare Ergebnisse vorliegen.

 

Neurotoxische Stoffe können in den Wasserkreislauf gelangen

Wie es der Name bereits vermuten lässt, schädigen neurotoxische Stoffe das Nervensystem. Weichmacher (Phthalate), Pestizide und Alkylphenole sind gleich doppelt gefährlich. Sie besitzen nicht nur eine hormonartige, sondern oft auch eine neurotoxische Wirkung. Studien brachten diese Stoffe bereits mit einer Entwicklungsverzögerung bei Kindern, Autismus, der Entwicklung des Aufmerksamkeitsdefizitsyndroms ADHS und einer verminderten Fruchtbarkeit in Verbindung. Mehrere der genannten Substanzen sind deswegen in der EU bereits verboten, aber damit noch lange nicht aus der Welt.

Es gab bei der Neurobox bereits ein Vorgängerprojekt, bei dem Wissenschaftler auch schon eine Testbatterie entwickelten. Jedoch meldeten Wasserversorger einen weiteren Forschungsbedarf an. Sie stoßen im Wasser immer öfter auf Stoffe, deren Gefährdungspotenzial sie nur schlecht oder gar nicht einschätzen können. Nun muss das Neurobox-Projekt Tests entwickeln, die sie Wasserversorgern und Behörden an die Hand geben können, um ihnen eine Bewertung der im Wasserkreislauf gefundenen Spurenstoffe zu ermöglichen.

 

 

Stammzellen helfen Wissenschaftlern

Dafür ist noch viel Grundlagenforschung notwendig. Hormonell wirksame Stoffe werden deswegen im Hinblick auf ihre Wirkung auf embryonale Stammzellen untersucht. Die dabei verwendeten embryonalen Stammzellen stammen von Mäusen, es handelt sich als um murine Stammzellen. Sie sind pluripotent aber nicht omnipotent. Das bedeutet, aus den verwendeten Stammzellen kann sich kein vollständiger Organismus mehr entwickeln. Jedoch können sich die pluripotenten embryonalen Stammzellen noch immer zu einer Vielzahl von Zell- und Gewebetypen entwickeln und sich zum Beispiel zu schlagenden Herzmuskelzellen oder Nervenzellen ausdifferenzieren. Tierversuchen mit Mäusen sind damit nicht mehr nötig.

In der Petrischale lagern sich die Mäusestammzellen zu sogenannten „embryoid bodies“, also kleinen Körperchen zusammen, die ganz rudimentär einem Embryo ähneln. Die „embryoid bodies“ nehmen die Form eines Tropfens oder eine Kugel an und simulieren so den ganz frühen Embryo.

Auf Zellkulturplatten werden die Mäusestammzellen den zu testenden Substanzen ausgesetzt und beobachtet, was passiert bzw. was nicht passiert. Wenn sich dann nur noch wenige der Körperchen zu schlagenden Herzmuskelzellen differenzieren, ist davon auszugehen, dass die verabreichte Substanz embryotoxisch wirkt. Die Embryotoxizität beeinflusst die Entwicklung während der Embryogenese negativ. Das bedeutet: Entweder der Embryo entwickelt schwerste Fehlbildungen oder er stirbt sogar ganz ab, weil in der frühen Embryonalphase meist der Grundsatz gilt: Entweder Top oder Flop. Entweder der Embryo ist lebensfähig und die Schwangerschaft wird fortgesetzt. Oder er ist nicht lebensfähig und der Körper bricht die Schwangerschaft ab, um Ressourcen zu sparen.

 

Neurotoxische Substanzen verhindern in der Petrischale die Differenzierung zu Nervenzellen

Die Wissenschaftler vermögen die Kulturbedingungen auch so zu steuern, dass die Mäusestammzellen angeregt werden, sich zu Nervenzellen auszubilden. Dann kann unter Zugabe der zu testenden Substanz festgestellt werden, ob sie auf die Bildung von Nervenzellen bzw. Neuronen-Netzwerken einwirken. Wäre dem so, müsste der Substanz eine Neurotoxizität attestiert werden.

In der Regel werden Chemikalien im Wasser im Mikrogramm-, teilweise sogar im Nanogramm-Bereich gefunden. Es mag sich auf den ersten Blick „nur“ um kleinste Mengen handeln, jedoch können nicht alle Substanzen vom Organismus abgebaut werden und reichern sich dann im Lauf des Lebens an. Genau deswegen müssen die Wissenschaftler herausbekommen, ob die Substanzen schädlich sind und ab welcher Menge die schädigende Wirkung eintritt.

 

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