Auch die Leber kann sich irren

Es ist Fütterungszeit: Markus Hollmann nimmt eine Kulturschale mit Leberzellen aus dem Schrank und schüttet eine Lösung hinzu. Die Lösung enthält Bismutverbindungen, harmlose Substanzen, so dachte man bisher immer. Hollmann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Umweltanalytik der Universität Duisburg-Essen. Bismut, sagt er, ist zwar ein Schwermetall, aber es gilt als ungefährlich, im Vergleich zu beispielsweise Blei oder Quecksilber. Bismutverbindungen findet man daher unter anderem in Lippenstiften und in Körperpuder. Und sogar in Medikamenten.

"Das ist eine Verbindung, die bei Magen- und Darmgeschwüren eingesetzt wird - oder eingesetzt wurde in Deutschland. Heutzutage wird sie immer noch in den USA zum Beispiel eingesetzt. In Deutschland findet die Verwendung noch eher in Hämorrhoiden-Cremes statt."

Hollmanns Experimente rücken das vermeintlich harmlose Bismut jetzt aber in ein anderes Licht.

"Wir können aber auch sagen, dass Bismut, was immer als das grüne Metall bezeichnet worden ist, wahrscheinlich längst nicht so grün ist, wie alle immer denken."

Denn im Experiment zeigte sich, dass die Leberzellen die Bismutverbindungen verwandelten: und zwar in organische, fettliebende Substanzen. Das hat aber eine für den Menschen unangenehme Auswirkung:

"Das organische Bismut ist lipophiler, das heißt, es hat eine erhöhte Tendenz, fettlöslich zu sein, dadurch ist es in der Lage, natürliche Beschränkungen wie die Blut-Hirn-Schranke eventuell zu überwinden und kann in Bereiche des Gehirns vorstoßen, wo rein anorganische Verbindungen nicht hinein gelangen können."

Und das kann gefährlich werden. Frühere Experimente haben gezeigt, dass eine ähnliche organische fettliebende Verbindung des Bismut ein starkes Gift ist: Sie schädigt das Gehirn und führt zu epilepsieartigen Anfällen, in leicht höherer Konzentration auch zum Tode. Toxikologen gehen davon aus, dass auch die Verbindung, die Hollmann in seinen Experimenten gefunden hat, gefährlich ist, wenn auch vielleicht nicht in dem Ausmaße. Die Leberzellen in Hollmanns Experiment haben zwar nur einen kleinen Teil der Bismutverbindungen umgewandelt, Grund zur Entwarnung ist das aber nicht.

"Wir haben Umwandlungsraten von zwei bis drei Prozent, das heißt, das sind einige Milligramm, die man umwandelt, wenn man die normale Dosierung befolgen würde als Medikament. Aber es ist nun mal so, dass immer die Dosis das Gift macht."

Natürlich kann noch niemand sicher sagen, ob sich die Leberzellen im menschlichen Körper genauso verhalten werden wie die in Hollmanns Zellkulturen.

"Allerdings hat die Leberzelllinie, die wir verwendet haben, sehr große Ähnlichkeit mit Zellen in einem lebenden Organismus, die Funktionen sind nahezu identisch. Ich würde sagen, dass es ein besseres Modell für den Körper ist als zum Beispiel Mäuse oder Ratten zu füttern."

Der Chemiker geht daher davon aus, dass bismuthaltige Medikamente in hoher Dosis giftig sein könnten. Bis heute sind diese Tabletten in den USA und vielen anderen Ländern als Mittel gegen Magengeschwüre noch auf dem Markt. Ob auch aus den Bismutverbindungen in Lippenstiften im menschlichen Körper eine giftige Substanz entstehen könnte, hängt davon ab, wie die Verbindung im Körper verstoffwechselt wird.

"Die Umwandlung hängt natürlich mit der Aufnahme in die Zellen zusammen, wenn eine Verbindung nicht aufgenommen wird, dann kann sie logischerweise auch nicht umgewandelt werden."

Markus Hollmann hat in seinem Experiment drei Bismutverbindungen getestet, zwei wurden von den Leberzellen aufgenommen und in mutmaßlich giftige Substanzen umgewandelt. Als nächstes will der Chemiker herausfinden, was genau mit Bismutverbindungen im menschlichen Körper passiert. Denn erst wenn er weiß, wie Bismut im Blut vorliegt, kann er sagen, wie giftig welche Verbindungen wirklich sind.