Glyphosat

Glyphosat – Herbizid mit
Nebenwirkungen
Monika Krüger
Universität Leipzig
ATI
Rauischholzhausen, 26.01.2016
ATI
Papst Franciscus zu Pestiziden
16.06.2015
• “Wir werden krank, z. B. durch Inhalation von
großen Mengen von Rauch, der von Brennstoffen für Kochen und Heizen entsteht. Das
wird ergänzt durch….Dünger, Insektizide,
Fungizide, Herbizide und toxische Pestizide
insgesamt. Diese Technologie ist mit der
Finanzwirtschaft verbunden, behauptet nur
Probleme lösen zu wollen…kreiert dabei aber
andere”.
ATI
Gründe für Interesse an Glyphosat
• Seit Mitte der 1990er unerklärlicher Anstieg von
chronischem oder viszeralem Botulismus in BRD
Böhnel et al. 2011
Fälle
ATI
Inhalt
• Was ist Glyphosat, wie wirkt es, wozu wird es
genutzt?
• Glyphosatwirkungen
• Nachweis von Glyphosat in Proben von
Menschen, Tieren, in Futtermitteln und
Lebensmitteln
• Erkrankungen durch Glyphosat ?
• Was nun?
ATI
Fluch und Segen von Agrochemikalien in
der industrialisierten Landwirtschaft und
ihre Rückwirkungen auf Menschen, Tiere
und Natur
Umweltinstitut München, 2012
ATI
BUND 2012
Glyphosat zur Bekämpfung von
Beikräutern
BUND
Wikipedia
ATI
BUND 2012
Was ist Glyphosat und wie
wirkt es?
ATI
Glyphosat
N-(Phosphonomethyl)-Glycin
Phosphonomethyl-Essigsäure
ATI
Glycin
Glyphosat
Wirkstoff des Totalherbizids Roundup
Anwendung seit 1974 (USA)
derzeit in > 100 Ländern weltweit verwendet
Hauptproduzent China, beliefert Monsanto
Kurzzeitstudien durch Monsanto nur mit technischem
Glyphosat (N-Phosphonomethylglycin), nicht mit Salzen
oder Estern von Glyphosat, damit auch keine Langzeitstudien
(Samsel, 2016)
ATI
Eigenschaften von Glyphosat
• geringes Molekulargewicht, hitzestabil
• gute Wasserlöslichkeit, darum mit
Penetrationsmittel kombiniert, pH-stabil
• schnelle Aufnahme, Absorption und
Translokation in Pflanzengewebe, wird
nicht in Pflanze abgebaut
ATI
Glyphosat
• Def. Glyphosat ist ein systemisches
und nicht-selektives Herbizid, dass
sowohl in der Landwirtschaft als
auch in nichtlandwirtschaftlichen
Gebieten weltweit verwendet wird.
(WHO, 1994)
INTERNATIONAL PROGRAMME ON CHEMICAL SAFETY ENVIRONMENTAL HEALTH CRITERIA 159
ATI
Glyphosat - Wirkungen
• 1 Chelator (Henri Martin, 1950)
• 2 Herbizid (zugelassen in USA 1974)
• 3 Bakteriostatikum
(Abraham et al. 2010)
• 4 Zytostatikum (Camden et al. 1996)
ATI
1 Chelator
Starker Chelator, bindet mehrwertige Kationen wie
Mg++, Ca++, Zn++, Co++, Mn++, Fe++ usw. (bildet
Komplexe mit Kationen)
Kationen (bes. Spurenelemente) sind dann für
Pflanzen und Tiere nicht mehr verfügbar
ATI
1 Chelator
Einfluss von Glyphosat auf Mikronährstoffaufnahme
und Nährstofftranslokation in Sonnenblumen
Eker et al. 2006
Aufnahme über Wurzeln
ATI
Translokation in die Sprosse
1 Chelator
Manganmangel und Darmmikrobiota
• Glyphosat reduziert Bioverfügbarkeit von Mn
für Darmmikrobiota
• Verschiedene Laktobazillen können inhibitorischen Neurotransmitter GABA bilden
ATI
1 Chelator
Se (µg/L)
Zn (µg/dL)
Einfluss von Glyphosat auf Spurenelementgehalt
im Blutserum von Kühen (DK)
Krüger et al. 2013
ATI
1 Chelator
Mitochondriendysfunktion
• Reduzierung der Mn-SOD durch Mn-Mangel
in PNG (Polymorphkernige Neutrophile
Granulozyten)
Phagozytose
• Mn-SOD bei Entzündung (TNF α, LPS, Il1)
hochreguliert
• Eukaryonten besitzen in Mitochondrien
bestimmten Mn-abhängigen SOD-Typ, Cu/Znabhängige SOD befinden sich im Zytoplasma
und extrazellulär
ATI
1 Chelator
Ammoniak-und Glutamatanstieg
durch Mangan-Mangel
• Mn-Mangel führt durch Hemmung der
Glutamin-Synthetase zum Anstieg von NH3
und Glutamat (beide neurotoxisch)
• Arginase= Finalenzym im Harnstoffzyklus,
durch Mn-Mangel gehemmt
ATI
1 Chelator
Cholesterol und Bilirubin
• Cholesterolsynthese in Leber durch Mn stimuliert
• Hemmung der CYP-Enzyme verschlechtert
Fähigkeit zur Cholesterol-Oxidierung, da von
vielen Enzymen abhängig
• Mn-Mangel führt zu Reduzierung der Versorgung von Körper und MDT-Mikrobiota mit Mn und
Konzentrierung von Mn und Cholesterol in Leber
• Glyphosat führt zu Bilirubinämie
(Samsel und Seneff, 2015)
2 Herbizid
Glyphosate - Wirkungsmechanismus
Bakterien
Pilze
Protozoen
Algen
Vit. KK
ATI
Behindert alle Proteine und Wirkstoffe, die die drei aromatischen Aminosäuren
benötigen, Tannin, Lignin, Flavonoide etc, Wuchsstoffe.
2 Herbizid
Wirkungsmechanismus
• Ca. 35% der Pflanzentrockenmasse wird
durch aromatische Moleküle repräsentiert,
die aus Shikimisäureweg stammen.
• Durch die Hemmung der 5-EnolpyruvylShikimisäure-3-Phosphat –Synthase (EPSPS)
kommt es zu massivem Anstieg von Shikimisäure und zur Störung des Kohlenstoffflusses
im Shikimisäure-Pathway und zum Tod der
Pflanze.
(Sikorski und Gruys, 1996)
ATI
Gründe für häufige Anwendung
•
•
•
•
Hersteller attestierte folgende Eigenschaften:
hohe Unkrautvernichtungseffektivität
geringe Toxizität für Nichtzielorganismen
geringes Risiko des Durchsickerns in das
Grundwasser, da feste Adsorption an
Bodenteile
• relativ schnelle Degradierung
(Borggaard und Gimsing, 2008)
ATI
Glyphosatabbau in Umwelt
ENVIRONMENTAL HEALTH CRITERIA 159, 1994
• Hauptmetabolit = AMPA (toxisch)
• Hydrolyse: 6,3% nach 32d bei pH 5, 7, 9 und
5°C sowie 35°C (Monsanto, 1987)
• Photodegradation: <1%
• Bakterieller Abbau, Biodegradation:
aerob>anaerob
Pseudomonas spp., Laktosespalter nutzen G
als P-Quelle
ATI
3 bakteriostatisch
Wirkung auf Mikroorganismen
US patent 7,771, 736 B2 (2010)
ATI
3 bakteriostatisch
Bakterien besitzen 2 Formen von EPSPS
• Klasse I: sensibel für Glyphosate in mikromolaren Konzentrationen
• Klasse II: noch aktiv in Gegenwart von Glyphosat
Sensibel
Lactobacillus spp.
Enterococcus spp.
Bifidobacterium spp.
Bacillus spp.
ATI
Shehata et al. 2012
Krüger et al. 2013
Resistent
Salmonella Typhimurium
Salmonella Enteritidis
Salmonella Gallinarum
Clostridium tetani
Clostridium perfringens
Clostridium botulinum (Krüger et al. 2013)
Fusarium spp
3 bakteriostatisch
Antimikrobielle Wirkung von Glyphosat, N-AcetylGlyphosat und AMPA (mg/ml) auf E. faecalis
ATI
3 bakteriostatisch
Einfluss von Glyphosat auf
Bodenmikroorganismen
(Zobiole et al., 2010; Kremer, 2010)
%
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Fusarien
ATI
Kontr.
600g/ha
1200g/ha
2400g/ha
Pseudom.
MnReduzierer
3 bakteriostatisch
Glyphosatwirkung auf Fusarien
ohne GP
0,1mg/ml
1mg/ml
10mg/ml
3d Wachstum auf
Sabouraudagar
F. poae
F. graminearum
F. proliferatum
F. verticillioides
F. sporotrichioides
ATI
3 bakteriostatisch
Antagonismus von Glyphosat-empfindlichen
Bakterien für C. botulinum A, B, D, E
Shehata et al. 2012: Antagonistic effects of different bacteria on Clostridium botulinum types A. B. D. E.
Vet.
ATI Rec. 10.1136/vr.101184.
Einfluss von Glyphosat auf C. botulinum und
seinen Gegenspieler Enterococcus faecalis
4h
1,E+10
8h
1,E+09
300
E. faecalis hemmt BoNT-Bildung
1,E+08
E. fecalis cfu
Glyphosat hemmt
E. faecalis
1,E+06
1,E+05
1,E+04
1,E+03
BoNt-B ng/ml
250
1,E+07
200
150
100
50
1,E+02
ATI
E.E.fecalis
+ 0.1
mg
Faecalis
+ 0,1mg
glcophosat/ ml
Glyphosat/ml
E. fecalis+,1mg
+ 1 mg
E. Faecalis
glcophosat/ ml
Glyphosat/ml
3,5E+01
3,5E+02
3,5E+03
3,5E+04
3,5E+06
3,5E+05
Enterococcus faecium
C.bot Typ
B
E. fecalis
3,5E+07
1,E+00
3,5E+08
3,5E+09
0
1,E+01
Symptome Chronischer Botulismus
ATIUnphysiologische
Körperhaltung
Symptome Chronischer Botulismus
Nicht abgeschluckte Futterwickel, 17.08.10
ATI
Symptome Chronischer Botulismus
ATI
Visköser Speichelfluss
Symptome Chronischer Botulismus
ATI
Blinddarm, chronischer Botulismus
Bakteriennachweis mit Clostridiensonde
Swidsinski, 2010
ATI
Versporte Bakterien
ATI
Schlachttier: Labmagen, diffuse plasmazellulär-dominante, teils erosive Abomasitis mit
multifokalem Nachweis septierter Pilzhyphen sowie Bakterien (Stäbchen und Kokken)
Pilzhyphen
ATI
Labmagen, Schlachttier
4 Zytostatikum
Toxizität von Glyphosat und Roundup
auf HT29-MTX Zells (48h)
ATI
(Gac et al. 2014 submitted)
Zusammenfassung
• Glyphosat beeinflusst durch Hemmung des
Shikimisäure-Stoffwechselpfades die Synthese
aromatischer Aminosäuren – Tryptophan,
Phenylalanin, Tyrosin – den Stoffwechsel von
Bakterien, Pilzen, Protozoen und Algen.
• Glyphosat ist ein Chelator
• Glyphosat besitzt antimikrobielle (bakteriostatische) Eigenschaften.
• Glyphosat beeinflusst Zellwachstum
ATI
Glyphosat-Quellen für Mensch und
Tier
• Futterimporte - GVO-Soja, GVO- Raps, GVOMais !!!!
• Getreide und Stroh nach Vorernte-Sikkation
• Kontaminiertes Brunnenwasser
ATI
Nachweis von Glyphosat und AMPA in
Soja (Bohn et al. 2013)
VERORDNUNG Nr. 441/2012 DER EU- KOMMISSION
Rückstandshöchstgehalte Glyphosat in Futtermitteln
ATI
Futtermittel
Grenzwert
mg/kg
Leinsamen
10
Sonnenblumenkerne
20
Rapssamen
10
Sojabohne
20
Gerste
20
Mais
1
Hafer
20
Roggen
10
Weizen , Dinkel, Tritikale
10
Süßlupine
10
*
* Bodenbehandlung
Glyphosat –Aufnahme bei Säugetieren
• 20-30 % (20% BfR) nach oraler Aufnahme im
oberen Teil des Magen-Darm-Trakts
absorbiert
• Nach 5-6h Maximalwert im Blut
• Verteilung im extravasalen Gewebe
• Eliminationshalbwertzeit 14,4 h
(Brewster et al. 1991)
• Akkumulation in Geweben(Paganelli et al. 2010)
ATI
Glyphosatgehalte in Futtermitteln
ATI
Futtermittel
Nutztiere
Glyphosatgehalt
mg/kg
Rindermischpellets
Mö
0,971
Rindermischpellets
Da
0,765
Rindermischpellets
Po
0,507
Rübbenschnitzel
Hundefutter
Glyphosat
mg/kg
1
0,035
2
0,129
3
0,074
4
0,231
5
0,352
0,002
6
0,152
Wildpellets
0,506
7
0,094
Weizen geschält
0,131
8
1,735
Garlix Leckmasse
2,6
9
0,928
Eicheln
0,309
10
1,456
Mais
0,035
11
0,912
Rindermischpellets
Fakultät
0,131
12
1,194
Urin „Hund“
1,41 ng/ml
• Glyphosatnachweise in verschiedenen Substraten von Menschen und
Tieren
ATI
Nachweis von Glyphosat in Urinen von
Milchkühen sowie Organen und Fleisch
BRD
Krüger et al. 2014: Detection of Glyphosate
Residues in Animals and Humans.
J Environ Anal Toxicol 2014
ATI
Nachweis von Glyphosat im Urin von
Hasen und Mastkaninchen
n=77
n=193
(Krüger et al. 2014: Detection of Glyphosate Residues in
Animals and Humans. J Environ Anal Toxicol . )
ATI
Nachweis von Glyphosat im Urin von
Menschen
n=199
n=99
n=102
n=41
ATI
UBA-Studie, 2016
ATI
Glyphosatnachweis in Urinproben der
Umweltprobenbank, UBA, 2016
Anteil Proben über unteren Bestimmungsgrenzwert der
Methode
ATI
• Glyphosatwirkungen
ATI
Einfluss auf Immunsystem
Einfluss von Glyphosat auf IgM Antikörper
gegen Schwärzepilze bei Milchkühen aus
Sachsen-Anhalt
(Schrödl et al. 2014)
ATI
Einfluss auf Immunsystem
Einfluss von Glyphosat auf das Akut-PhaseProtein LBP bei Milchkühen aus SachsenAnhalt
ng/ml
16
P<0.05
14
12
10
8
6
<10ng/ml
4
10-40ng/ml
2
>40ng/ml
0
LBP
ATI
Therapieresistentes Festliegen der Milchkuh
Glyphosat im Urin von Festliegern (n=52) und
Gesunden (n=206) Kühen.
Rulff et al. 2014, in review
ATI
C. botulinum ABE und CD Serum-Antikörper
bei Festliegern (n=52) und gesunden (n=206)
Kühen
Festlieger
Frischabkalber
ATI
Weitere Glyphosat - Effekte
(Samsel und Seneff, 2013)
• Hemmung der Cytochrom P450 (CYP)-Enzyme (Leber,
Darmepithel)
• Reduktion der Detoxifizierung von Xenobiotica (Mykotoxine,
Bakterientoxine, Organophposphate, etc. )
• Langsame Manifestierung von Entzündungen im gesamten
Körper
• Oxidativer Stress
• Hormonzerstörer
• Hemmung der Biosynthese aromatischer Aminosäuren und
verwandter Substanzen durch die MDT-Mikrobiota
• Intravaskuläre disseminierende Koagulation durch „Aussalzen "
von Blutproteinen
ATI
Disseminierende intravaskuläre
Koagulopathie (Gerlach, 2012)
ATI
Blutparameter und Glyphosat
Einfluss von Glyphosat auf Leber- und
Muskelenzyme sowie Harnstoff in Blutserum
(Krüger et al. 2013
ATI
GLDH= Glutamate dehydrogenese, GOT=Glutamate Oxalacetate Transaminase
Fleischqualität und Glyphosat
Einfluss von Glyphosat auf Schlachtkörperqualität
(USA)
ATI
Fötopathie und Glyphosat
Nachweis von Glyphosat in Organen eines
Damwildfötus, histologische Befunde
ng/g
70
Glyphosat
ng/g
60
50
40
Gehirn: Gehirn: vereinzelt ausgeprägte
Satellitose (Gliaansammlung) und Neurophagie
30
20
10
0
ZNS
ATI
Pathohistologischer Befund
Niere: multifokal Einzelzellnekrosen der
Tubulusepithelzellen
Leber Lunge Niere
Leber: hochgradig schaumiges Zytoplasma
(Glykogenspeicherung/ hydropische Degeneration),
zahlreiche Hepatozytenkerne mit Kernwandhyperchromasie (Apoptose) und Chromatinverklumpung
(Nekrose)
Missbildungen und Glyphosat
Missgebildete Ferkel (DK)
ATI
Missbildungen und Glyphosat
Nachweis von Glyphosat in Organen und
Muskeln von missgebildeten, lebend
geborenen Ferkeln (DK)
(Krüger et al. 2014: Detection of Glyphosate in Malformed Piglets, J Environ Anal Toxicol 2014)
ATI
Missbildungen und Glyphosat
Carrasco, 2010, Missbildungen bei
menschlichen Föten
ATI
Weitere Glyphosat-assoziierte
gesundheitliche Reaktionen
• Fruchtbarkeitsstörungen
Arthus, vorher
ATI
Impotenz, Hauterosionen, Glyphosatausscheidung über Urin 1,4ng/ml
Arthus, nachher (Futterwechsel, Activomin)
Weitere Glyphosat-assoziierte
gesundheitliche Reaktionen
• Kachexie
• Lähmung der Innenschenkelmuskulatur
ATI
Weitere Glyphosat-assoziierte
gesundheitliche Reaktionen
• Verendungen in den ersten 2 Wochen nach
dem Abkalben
ATI
• Was können wir tun?
ATI
Maßnahmen
1.
Langfristige Ziele
Wiederherstellung der Funktionalität der
Kreislaufsysteme Boden-Pflanze-TierMensch durch Beseitigung der GlyphosatEinträge in die Systeme.
ATI
Maßnahmen
2. Kurz-mittelfristige Ziele
Neutralisierung der Glyphosatwirkung in den
einzelnen Systemen durch geeignete
Maßnahmen bei Tieren und Menschen
(Einsatz von Huminsäuren / Pflanzenkohle, Zeolite)
Boden: Stoppen des G-Einsatzes, Ausbringen
von Huminsäuren, Zeoliten und PF-Kohle
ATI
Therapeutische Ansätze
Neutralisation von Glyphosat
WH 67
Shehata et al. 2014: Distribution of Glyphosate in Chicken Organs and its Reduction by Humic
Acid Supplementation. J. Poult. Sci. 51: 334-338.
ATI
Therapeutische Ansätze
Glyphosatgehalt in Organen und Geweben von
Broilern nach Huminsäureapplikation
Shehata et al. 2014: Distribution of Glyphosate in
Chicken Organs and its Reduction by Humic Acid
Supplementation. J. Poult. Sci. 51: 334-338.
ATI
Therapeutische Ansätze
Neutralization of glyphosate
Shehata et al. 2013
200g Pflanzenkohle +500mL Sauerkrautsaft/d
120g Huminsäuren WH67
Gerlach et al.
J Clin Toxicol 2014
ATI
Oral Application of Charcoal and Humic acids to Dairy Cows
Influences Clostridium botulinum Blood Serum Antibody
Level and Glyphosate Excretion in Urine
Zusammenfassung
• Glyphosat Ist in Ausscheidungen und Organen
von Tieren und Menschen nachweisbar.
• Glyphosat steht in Beziehung zum chronischen Botulismus , beeinflusst das Immunsystem, den Leberstoffwechsel, den Spurenelementstoffwechsel, Fruchtbarkeit sowie das
Immunsystem.
• Glyphosat kann in den Organen missgebildeter Ferkel nachgewiesen werden.
ATI
Danke für die Aufmerksamkeit
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
ATI
PD Dr. Schrödl
Dr. Shehata
DVM A. Gerlach
Vet. H. Gerlach
Vet. S. Krüger
Vet. Müller
Vet. Kotsch
Vet. Ackermann
Vet. Neuhaus
Vet. Schledorn
Vet. Rulff
Dr. rer. nat. M. Gac
Prof. A. Rodloff

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