 Karzinogene (auch Kanzerogene) ist der Fachbegriff für die Gruppe der krebserzeugenden Stoffe. Zu dieser Gruppe rechnet man eine Vielzahl, zum Teil sehr verschiedene Substanzen, deren krebserzeugende Wirkung sowohl physikalischer als auch chemischer oder biologisch-chemischer Natur sein kann. Als Karzinogene werden alle Stoffe bezeichnet, die in einem geeigneten Tierversuch
- die Häufigkeit spontan entstehender Tumoren erhöhen,
- die Zeit bis zum Auftreten solcher Tumoren (Latenzzeit) verkürzen,
- Tumoren in anderen Geweben erzeugen,
- die Zahl der Tumoren pro Versuchstier erhöhen.
Über die zur Entstehung bösartiger Tumoren führenden Mechanismen besteht noch keine endgültige Klarheit, obwohl eine Vielzahl von Beobachtungen zu Teilaspekten der Krebsentstehung vorliegen. Karzinogene reagieren mit körpereigenen Stoffen wie Proteinen, Ribonucleinsäuren und vor allem Desoxyribonucleinsäuren (DNA) und führen so zu genetischen Veränderungen in der normalen Zelle. Ob und in welchem Maße ein Carcinogen tatsächlich Krebs erzeugt, hängt dabei stark vom individuellen Organismus ab. Auch erbliche Faktoren spielen eine Rolle.
Bei Menschen haben sich bestimmte Berufsgruppen als durch Karzinogene besonders gefährdet erwiesen: Schon 1755 war der Hodenkrebs der Schornsteinfeger als Berufskrebs erkannt, 1895 das 2-Naphthylamin als Ursache des Blasenkrebses bei Arbeitern in Farbstoffabriken, und in neuerer Zeit Vinylchlorid als Ursache von Lebertumoren bei Arbeitern in der Kunststoffindustrie.
Substanzen
Schon lange als Karzinogene bekannt sind bestimmte polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) wie z. B. Benzo[a]pyren, Benz[a]anthracen und Dibenzanthracen. Da sie durch unvollständige Verbrennung organischer Materialien entstehen, sind sie weit verbreitet und kommen z. B. im Steinkohleteer, Hausbrand- und Autoabgasen und in Tabakrauch vor. Dabei können sich strukturell eng verwandte Verbindungen in der biologischen Wirkung stark unterscheiden: Benzo[a]pyren ist stark krebserzeugend, Benzo[e]pyren dagegen nicht.
Besonders zu erwähnen ist die Verbindungsklasse der N-Nitroso-Verbindungen, die unter anderem die große Gruppe der Nitrosamine umfasst. Von den bis heute etwa 300 untersuchten N-Nitroso-Verbindungen erwies sich die überwiegende Mehrzahl (80%) in Tierversuchen als krebserzeugend.
Es gibt eine große Zahl natürlich vorkommender Karzinogene. Hierzu gehören zahlreiche Pflanzeninhaltsstoffe und Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen. So erzeugt der Schimmelpilz Aspergillus flavus Aflatoxine, z. B. Aflatoxin B1, die in schimmelbefallenen Lebensmitteln vorkommen oder durch Verfütterung Aflatoxin-haltigen Futters in Spuren in die Milch gelangen können.
Als krebserzeugende Pflanzen-Inhaltsstoffe sind vor allem die Pyrrolizidin-Alkaloide zu erwähnen, die in zahlreichen, früher viel verwendeten pflanzlichen Arzneimitteln, wie z.B. Kräutertees enthalten waren. Als starkes Carcinogen hat sich auch die Aristolochiasäure erwiesen, ein Hauptbestandteil der bis vor kurzem als pflanzliches Arzneimittel verwendeten Osterluzei. Das in den in Asien weitverbreiteten und als Nahrung dienenden Cycaden-Nüssen enthaltene Cycasin erzeugt ebenso wie Safrol, der Hauptbestandteil des lange Zeit zum Färben von Getränken verwendeten Sassafrasöls, im Tierversuch Tumoren bei Ratten. Eine andere Gruppe von Karzinogenen in Nahrungspflanzen sind Hydrazin-Derivate wie das Gyromitrin.
Ungefähr ein Sechstel aller als krebserzeugend eingestuften Stoffe sind anorganische Substanzen. Der überwiegende Teil sind Mineralien und Metalle, die entweder selbst Krebs erzeugen oder die über die von ihnen ausgehende Radioaktivität wirksam sind. Arsen, Beryllium, Chrom, Nickel und Cadmium gelten eindeutig als krebserzeugend, während Blei noch nicht abschließend beurteilt ist. Eine möglicherweise krebserzeugende Wirkung wird auch für Quecksilber, Kobalt und Selen diskutiert.
Ein erhebliches Krebsrisiko geht von Asbest-Fasern aus. Natürlich vorkommende Asbest-Fasern hatten bis vor kurzem technisch große Bedeutung und sind daher auch heute noch weit verbreitet. Asbest-Fasern können beim Menschen bösartige Tumoren (Karzinome und Mesotheliome) erzeugen.
Krebs entsteht jedoch nicht nur durch die Einwirkung von Karzinogenen. Auch Viren können Tumoren erzeugen.
Zu unterscheiden von den Karzinogenen sind die sogenannte Cokarzinogene oder Tumorpromotoren, die ohne das Vorliegen bereits irreversibel veränderter Zellen keine Tumoren erzeugen können. Die wohl am besten untersuchte Verbindung dieser Art ist das TPA (12-Tetradecanoyl-phorbol-13-acetat). TPA kommt z. B. in einer Reihe höherer Pflanzen, besonders Wolfsmilchgewächsen (Euphorbiaceae) vor.
Vorkommen
N-Nitroso-Verbindungen kommen als krebserzeugende Substanzen in Spuren in einer Reihe von Lebensmitteln vor. Die früher häufig beobachtete Belastung von Bier konnte durch Änderung der Technologie beim Darren des Malzes seit etwa Anfang der achtziger Jahre erheblich gesenkt werden.
Auch die bereits erwähnten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) sind in Lebensmitteln nachgewiesen worden. Sie entstehen bei unvollständiger Verbrennung und zwar bevorzugt bei Temperaturen zwischen 650° und 850°C. Meist an Rußpartikel gebunden, werden sie in die Luft abgegeben und gelangen über Niederschläge in den Boden und das Trinkwasser. Daher überrascht es nicht, dass PAK in Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft, so z.B. Gemüse und Brotgetreide, nachgewiesen wurden. Daneben wurden PAKs auch im Räucherrauch und geräucherten Lebensmitteln gefunden.
Auch während der Nahrungszubereitung können Karzinogene gebildet werden, z. B. durch starkes Erhitzen von Eiweißen.
Spuren krebserzeugender Stoffe wurden auch in Trinkwasser nachgewiesen, wobei bestimmte Trinkwasser-Aufbereitungsverfahren bei der Bildung solcher Stoffe eine Rolle spielen können.
Auch in Körperpflegemitteln wurden Karzinogene gefunden, so z.B. N-Nitrosodiethanolamin in Cremes, Shampoos und Lotionen.
Eine Vielzahl von Karzinogenen ist im Tabakrauch nachgewiesen, unter anderem PAK, N-Nitroso-Verbindungen, Arsen, Selen, radioaktives Polonium-210. Aufgrund epidemiologischer Studien gilt es als gesichert, dass Rauchen das Lungenkrebsrisiko nicht nur deutlich, sondern klar dosisabhängig erhöht.
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