Biomarker der internen Exposition gegenüber toxikologisch relevanten Kontaminanten in Lebensmitteln
The assessment of health risks resulting from the intake of genotoxic carcinogens in food depends essentially on a valid exposure assessment. The reliability of the external exposure estimation is restricted by various factors, e. g. inaccurate data from dietary protocols and variations of food contaminant contents. As an alternative, the individual internal exposure to genotoxic substances may be described by specific biomarkers in different matrices. For example, mercapturic acids formed after glutathione conjugation of electrophilic metabolites can be detected in the urine. This typically reflects the exposure to the parent compound over a period of one to two days. The determination of adducts in the blood proteins serum albumin (SA) and hemoglobin (Hb) allows for conclusions to be drawn about the external exposure within the last three weeks (SA) or within the last four months (Hb). Protein adducts are used routinely in occupational medicine as biomarkers of internal exposure to substances in the ambient air of the workplace. The availability of increasingly sensitive analytical techniques also makes it possible to detect numerous adducts in proteins from human blood samples that are formed after the continuous intake of very small doses of toxic substances from foods. Here, we present the current state of science exemplified by protein adducts of the food contaminants acrylamide, aflatoxin B1 and glycidol. The biomarker can be used in the future to investigate previously unknown relationships between internal exposure and disease incidences.
Die Bewertung der gesundheitlichen Risiken, die aus der Aufnahme gentoxischer Kanzerogene in Nahrungsmitteln resultieren, hängt wesentlich von einer validen Abschätzung der Exposition ab. Die Zuverlässigkeit der Schätzung der externen Exposition wird eingeschränkt, z. B. durch ungenaue Angaben in Ernährungsprotokollen und Variationen von Gehaltsdaten in Lebensmitteln. Als Alternative kann der Nachweis der individuellen, internen Exposition gegenüber gentoxischen Substanzen durch die Analyse von spezifischen Biomarkern in unterschiedlichen Matrizes dienen. So bilden sich nach Entgiftung durch Glutathionkonjugation substanzspezifische Mercaptursäuren, die sich im Urin nachweisen lassen. Sie reflektieren die Exposition gegenüber der Ausgangssubstanz in einem Zeitraum von 1 bis 2 Tagen. Die Bestimmung von Proteinaddukten in den Blutproteinen Serumalbumin (SA) und Hämoglobin (Hb) erlauben Rückschlüsse auf die externe Exposition innerhalb der letzten 3 Wochen (SA) oder innerhalb der letzten 4 Monate (Hb). Besonders in der Arbeitsmedizin ist es Routine, Proteinaddukte als Biomarker der internen Exposition gegenüber Substanzen am Arbeitsplatz zu nutzen. Die Verfügbarkeit von immer sensitiveren chemisch-analytischen Techniken ermöglicht es mittlerweile, in Proteinen aus humanen Blutproben auch zahlreiche Addukte zu detektieren, die nach kontinuierlicher Aufnahme sehr geringer Dosen von toxikologisch bedenklichen Substanzen aus Lebensmitteln gebildet werden. Hier stellen wir den Stand der Forschung anhand von Proteinaddukten der Lebensmittelkontaminanten Acrylamid, Aflatoxin B1 und Glycidol vor. Diese können in der Zukunft dazu dienen, bislang unbekannte Zusammenhänge zwischen der internen Exposition und Krankheitsinzidenzen zu untersuchen.
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