4.2.1 Struktur und Eigenschaften
Der Trivialname „Zearalenone“ (englisch) rühert von einer Kombination aus Giberella zeae, resorcyclic acid lactone, ene (Hinweis auf die Doppelbindung vom C1´zum C2´) und -one (Hinweis auf das Keton am C-6´) (URRY et al., 1966). Es wird auch mit dem Synonym F2-Toxin bezeichnet.
Zearalenon gehört zur Gruppe der makrozyklischen Lactone (auch Macrolide genannt). Zearalenon besitzt mit seiner Summenformel von C18H22O5 ein Molekulargewicht von 318. Die Substanz schmilzt unter Zersetzen bei 164-165°C. Die weißen Kristalle sind
löslich in Ether, Benzol, Chloroform, Ethylacetat, Acetonitril, Aceton, Alkoholen, wässrigen alkalischen Lösungen; dafür sind sie wenig löslich in Petrolether oder n-Hexan und unlöslich in Tetrachlorkohlenstoff (v. MILCZEWSKI, 1981; HIDY et al., 1977).
Abbildung 6 Zearalenon
Die chemische Struktur von Zearalenon und seinen Derivaten wurde von URRY et al.
(1966) aufgeklärt. Der chemische Name lautet: 2,4-Dihyroxy-6-(10-Hydroxy-6-Oxo-trans-1-Undecenyl)-β-Resorcylsäure-µ-Lacton (URRY et al., 1966). Eine umfassende Charakterisierung wurde von SHIPCHANDLER (1975) vorgenommen. Zu den bekanntesten Reaktionsprodukten gehören die diastereomeren Alkohole α- und β-Zearalenol. Ein weiteres bekanntes Zearalenonderivat ist die synthetische Verbindung α-Zearalanol, welche in vielen Ländern als Wachstumsförderer unter dem Handelsnamen Ralgro® für Fleischrinder eingesetzt wird, sowie seine diastereomere Verbindung β-Zearalanol und Zearalanon (HIDY et al., 1977; LINDSAY, 1985). Ralgro® ist seit 1989 in der Europäischen Union als Anabolika verboten. Insgesamt wurden inzwischen mehr als 100 Derivate des Zearalenons synthetisiert und aufgrund ihrer verschiedenen pharmakologischen Effekte klassifiziert (HURD, 1977;
SHIPCHANDLER, 1975).
Zearalenon besitzt im Gegensatz zu den endogenen Geschlechtshormonen, welche eine Steroidstruktur besitzen, eine phenolische Konfiguration (KURTZ und MIROCHA, 1978).
Die östrogene Aktivität des Zearalenons wird auf die den Östrogenen verwandte Molekülgeometrie und die Hydroxylgruppe am C2 zurückgeführt (GEDEK, 1980;
HABERMEHL, 1989).
Von großer diagnostischer Bedeutung ist die Eigenschaft des Zearalenons, unter UV-Licht zu fluoreszieren. Dabei ist die grünliche Fluoreszenz nach Anregung durch kurzwelliges Licht (256 nm) stärker ausgeprägt als die blaugrüne im langwelligen UV-Bereich (360 nm).
Das Absorptionsspektrum des in Ethanol gelösten Zearalenons hat drei Maxima im UV-Licht, und zwar bei 236, 274 und 316 nm (URRY et al., 1966; DESHPANDE, 2002).
4.2.2 Bildner
Das Toxin wurde ursprünglich von Kulturen von Giberella zeae, der ascosporenbildenden perfekten Form von Fusarium roseum isoliert, daher auch der alte Name F-2-Toxin (WEIDENBÖRNER, 2001; GEDEK, 1980). Fusarium graminearum und Fusarium culmorum gelten jedoch als die stärksten Toxinbildner (PALYUSIK, 1981).
Außerdem produzieren folgende Schimmelpilze Zearalenon: Fusarium sambucinum, Fusarium moniliforme, Fusarium nivale, Fusarium avenaceum, Fusarium semitectum, Fusarium equiseti, Fusarium acuminatum, Fusarium oxysporum, Fusarium poae, Fusarium solani, Fusarium sporotrichoides, Fusarium tricinctum (MARASAS et al., 1984; NEISH et al., 1982; ENDERS, 1984; RICHARDSON et al., 1985; BUCHHOLZ, 1989, PALYUSIK, 1981;
SPICHER, 1981; WEIDENBÖRNER, 2001).
Fusarium culmorum und Fusarium equiseti bilden neben dem Zearalenon auch die diastereomeren Alkohole α- und β-Zearalenol. Diese Verbindungen konnten in Lebens- und Futtermitteln als natürliche Kontaminanten nachgewiesen werden (MIROCHA et al., 1979;
THALMANN et al., 1985).
4.2.3 Biosynthese
Zearalenon gehört zu den Nonaketiden und wird aus Acetyl- und Malonyleinheiten gebildet (REISS 1981a). Wenn die Ketogruppen nicht reduziert werden, dann wird die daraus resultierende Komponente sehr reaktiv sein und eine Reihe von Kondensationsreaktionen, welche oft zur Bildung von Ringkomponenten führen, durchlaufen.
Solche Intermediate werden Polyketide genannt und werden gewöhnlich als Tri, Tetra-, Pentaketide, etc., je nach der Zahl der eingebauten Acetylgruppen, bezeichnet. Das Muster des Faltens und der Kondensation der anfänglichen Polyketidkette ist für jede Pilzgattung spezifisch. Das Ganze spielt sich vermutlich an spezifischen Enzymoberflächen ab. Die Vermittlung könnte über zweiwertige Metallionen wie z.B. Calcium, Magnesium oder Zink, welche mit der Enolform der Polyketidkette interagieren, vermittelt werden. Was auch immer die letzten Details der Polyketidbiosynthese sind, die ersten Schritte sind so nahe verwandt mit der Fettsäuresynthese, dass es möglich erscheint, dass der Polyketid-Synthetase-Enzymkomplex sich aus dem Fettsäure-Synthetase-Komplex heraus entwickelt hat (SMITH und MOSS, 1985).
Abbildung 7
aus SMITH und MOSS (1985): Biosynthese des Zearalenons
4.2.4 Vorkommen
Zearalenon kommt hauptsächlich in Mais und Maisprodukten vor, wobei spät reifende Hybridmaissorten empfänglicher für die Fusariose sind als die herkömmlichen Sorten (PALYUSIK, 1977). Beschrieben wurde es aber auch schon in Hafer, Gerste, Weizen, Roggen, Sojabohnen, Walnüssen, Reis, Hirse, Kartoffeln, Sorghum, Pekannüssen und Bier (SCOTT, 1990; TANAKA et al., 1988; KUIPER-GOODMAN et al., 1987; ORTH, 1981;
SPICHER, 1981).
GEDEK (1985a) zeigte in einer Übersichtsarbeit über das Vorkommen von Zearalenon in 15 Ländern, dass beim Mais 23,6 % der Proben positiv waren, während nur 7,7% der Gerste Zearalenon enthielt. Von 1982 bis 1985 untersuchten BAUER et al. (1987) 710 Futterproben auf ihren Gehalt an Zearalenon. In 13,9% der Proben konnten durchschnittliche Gehalte von 41,6 µg/kg nachgewiesen werden, wobei sich die Spanne der Zearalenonkonzentration von 1 bis 1726 µg/kg erstreckte. TANAKA et al. (1988) sammelten 500 Proben Getreide in 19 Ländern, und es zeigte sich, daß 44% der Proben Zearalenon enthielten bei einem durchschnittlichen Gehalt von 45 µg/kg. Die Hälfte der von TANAKA et al. (1988) untersuchten Proben enthielt auch Nivalenol und Deoxynivalenol.
MÄRTLBAUER et al. (1991) untersuchten Getreide aus Bayern auf Zearalenon:
Jahr Gesamtprobenzahl Positive Proben Probenmaterial Mittelwert in µg/kg
1987 49 14 Hafer 8
1987 48 32 Weizen 13
1988 30 30 Hafer 23
1988 50 2 Weizen 5
Im Jahr 2000 wurden Maisproben aus dem Schweizer Handel auf Zearalenon untersucht. 17 von 51 Maisproben enthielten Zearalenon. Im Mittel wiesen die 17 positiven Proben 30 µg/kg Zearalenon auf. Den höchsten Gehalt wies eine Probe mit 100 µg/kg Zearalenon auf.
Insgesamt fünf Proben enthielten mehr als 40 µg/kg Zearalenon (NOSER et al., 2000).
THIELERT et al. (2005a) untersuchten 128 Proben deutsches Brot auf Zearalenon. Nur 4 Proben wiesen Gehalte von über 10 µg/kg bei einem Höchstwert von 23 µg/kg auf.
Mit dem Futter verabreichtes Zearalenon kann durch Carry-over in tierischen Produkten auftreten. Bei einem Fütterungsversuch wurden 1,8 mg Zearalenon einem laktierendem Schaf oral verabreicht. In der Schafmilch gelang der Zearalenon-Nachweis schon 24 Stunden nach der oralen Gabe. Der Gehalt betrug 1-2 µg/kg. Das saugende Lamm des Mutterschafes zeigte 10 Tage nach der Toxingabe deutliche Symptome von Hyperöstrogenismus (HAGLER et al., 1980). Von MIROCHA et al. (1981) wurde Milchkühen täglich eine mit 25 mg/kg Zearalenon kontaminierte Getreideration (entsprechend 1,4 g/7 Tage) verabreicht. Am siebten Tag nach Versuchsbeginn wurde die Gesamtkonzentration von Zearalenon und seinen Metaboliten α- und β-Zearalenol in der Milch zu 1,3 mg/kg bestimmt (entspricht 0,7% der total verabreichten Menge).
4.2.5 Bildungsbedingungen
Die Bildung des Zearalenons in Getreide wird in den gemäßigten Klimazonen durch vorübergehend eintretende niedrige Temperaturen begünstigt, denn die an der Biosynthese beteiligten Enzyme werden bei niedrigen Temperaturen induziert (SHERWOOD und PEBERDY, 1974). Das Optimum der Zearalenonbildung liegt nach ORTH (1981) bei 12°C, während das Optimum für das Pilzwachstum bei 25-30°C liegt (KRÄMER, 1987). Nach
GEDEK (1985a) muß die Substratfeuchte für eine Zearalenonproduktion umso höher sein, je niedriger die Außentemperatur ist. Die Toxinbildung setzt bereits bei 15-16% Kornfeuchte ein, wenn die Temperatur 25°C beträgt. Auch der Verlauf der Temperaturkurve ist von großer Relevanz für die Zearalenonanreicherung im Substrat. So konnten MIROCHA et al.
(1967) eine maximale Toxinmenge nach Inkubation von 2 Wochen bei 25 bis 28°C und nachfolgender Temperaturabsenkung auf 12°C für 2 bis 3 Wochen erzielen. Dies wird auch durch eine andere Studie bestätigt, bei der eine Fusariumkultur für 3 Wochen bei 22°C gehalten wurde und dann am sechsten Tag für 22 Stunden einem Kälteschock von 8°C ausgesetzt wurde. Die betreffende Kultur produzierte dreimal soviel Toxin, wie die ständig auf 22°C gehaltene Vergleichskultur (MÜLLER und WEBER, 1996). Nach HERTRAMPF (1984) liegt der pH-Bereich für das Wachstum von Fusarien bei 3,5 bis 7,5. Während aber das Wachstum in einem weiten Bereich möglich ist, erfolgt die Mykotoxinbildung oft nur in einem sehr engen pH-Bereich (BÖHM, 1989). Setzt man eine Fusarienkultur der Lichteinwirkung aus, dann wird das Pilzwachstum gefördert, während in der Dunkelheit die Mykotoxinbildung gefördert wird (MÜLLER und WEBER, 1996).
PLASENCIA und MIROCHA (1991) fanden heraus, dass bestimmte Fusarien auch ein Konjugat, das wasserlösliche Zearalenon-4-sulfat, bilden können. Außerdem sind andere Pilze der Gattung Rhizopus in der Lage, von Fusarien gebildetes Zearalenon in Zearalenon-Glykosid zu überführen (KAMIMURA, 1986). Diese beiden Substanzen stellen sogenannte
„maskierte Mykotoxine“ dar, die in der routinemäßigen Analytik nicht mit erfasst werden, im tierischen Organismus aber die gleiche Wirkung wie das Zearalenon entfalten können (GAREIS et al., 1990).
4.2.6 Gegenmaßnahmen
LEIBETSEDER (1981) empfiehlt als Prophylaxe vor Mykotoxikosen agrartechnische und auch futtertechnische Maßnahmen wie: Anbau geeigneter Sorten, Fruchtwechsel, Züchtung pilzresistenter Sorten, schonende Ernte- und Dreschverfahren, Trocknung, Kontrolle der Rohmaterialien im Mischbetrieb, gute Lagerbedingungen, limitierter Einsatz verdächtiger Futtermittel, Vermeidung von Feuchtigkeit sowie starkem Temperaturwechsel (Kondenswasserbildung), keine Überlagerung des Futters.
Es wurde aufgezeigt, dass die Glutenfraktion im Vergleich zum unbehandelten Korn bis zur siebenfachen Menge an Zearalenon enthalten kann. Das Toxin wird in der folgenden Reihenfolge in den verschiedene Fraktionen aufgefunden: Gluten > lösliche Anteile >
Faseranteil > Keimfraktion (BENNETT et al., 1978). In der Stärkefraktion ist Zearalenon nur selten vorhanden (WEIDENBÖRNER, 2001). TRENHOLM et al. (1991) konnten durch
Sieben oder Schälen des Getreides die Gehalte an DON und Zearalenon deutlich senken.
Sie stellten fest, dass die größeren und dadurch im Sieb verbleibenden Getreidepartikel 67 bis 83% weniger Toxin enthalten als die Ausgangsportion. Durch das Entfernen der Außenschicht des Getreides mittels Schälen konnte eine Reduzierung des Toxingehaltes um 40 bis 100% erreicht werden. Bei dieser Methode ist jedoch mit hohen Getreideverlusten (13 bis 69%) und auch mit hohen Verlusten des Proteingehaltes (22 bis 32%) zu rechnen.
Ein weiteres physikalisches Verfahren zur Minderung des Mykotoxingehaltes in Getreide stellt die Flotationsmethode dar (HUFF und HAGLER, 1985). Dabei wird die Eigenschaft genutzt, dass verpilzte Getreidekörner ein geringeres spezifisches Gewicht aufweisen als gesunde und demzufolge auf dem Wasser schwimmen. Der Gehalt an Zearalenon in natürlich kontaminiertem Mais und Gerste kann auch bis zu einem gewissen Ausmaß (2-61%) durch Waschen mit Wasser reduziert werden (TRENHOLM et al., 1992).
Ungeachtet seines großen Lactonringes ist Zearalenon sehr hitzestabil und weist eine bemerkenswerte Hitzestabilität während technologischer Prozesse auf (BENNETT et al., 1980; MATSUURA et al., 1981). Der größte Anteil des Zearalenons übersteht eine Temperatur von 180°C für 30 Minuten. Das Backen von Brot vermindert den ursprünglichen Toxingehalt von Weizenmehl um 34-40%. Beim Herstellen von Nudeln um 48–62% und beim Backen von Keksen um 16–27% (WEIDENBÖRNER, 2001). Bei 200 °C nimmt der Toxingehalt linear mit der Zeit ab; 37% nach 30 min und 69% nach 60 Minuten (MATSUURA et al.,1981).
Die Bildung von Zearalenon durch Fusarium graminearum auf gelagertem Weizen kann durch 0,1–1%ige Zusätze an Ameisen-, Essig-, Propion- und Buttersäure gehemmt werden (REISS, 1981d). Die Behandlung von Mais mit 3%igem Ammoniumhydroxid und Wärme (50°C für 16 Stunden) resultierten in einer 96%igen Reduktion des Toxins (BENNETT et al., 1980). McKENZIE et al. (1997) berichteten von der vollständigen Zerstörung des Zearalenons in wäßriger Lösung durch die Anwendung von 10%igem Ozon für 15 Sekunden.
4.2.7 Toxizitäts-Daten
Zearalenon besitzt nur eine geringe akute Toxizität. Die LD50-Werte für orale sowie intraperitoneale Verabreichung liegen >2000 mg/kg KG und > 500 mg/kg KG bei der Maus,
>4000 mg/kg KG bis >10000 mg/kg KG und > 5000 mg/kg KG bei der Ratte sowie >15000 mg/kg KG bei Hühnern nach oraler Gabe (SCUDAMORE, 1998; WEIDENBÖRNER, 2001).
Die LD von per oral verabreichtem Natriumchlorid bei Ratten liegt zum Vergleich bei 3750
mg/kg KG. Bei jungen Schweinen verursacht die Gabe einer oralen Einzeldosis eine geschwollene, entzündete Vulva mit einem NOAEL von weniger als 3,5 mg/kg KG (FARNWORTH und TRENHOLM, 1983).
Zearalenon induziert einen zeit- und dosisabhängigen Anstieg des Uterusgewichtes von jungen Mäusen: So stellte ein 2- bis 2,5-facher Anstieg des Uterusgewichtes einen Tag nach einer einzigen intraperitonealen Injektion von 10 mg Zearalenon/kg die maximale beobachtete Reaktion dar (UENO et al., 1974).
MIROCHA et al. (1967) stellten nach Injektion von Zearalenon an weiblichen Ratten in Dosierungen von 20–650 µg/kg KG über sieben Tage fest, dass eine positive Korrelation zwischen der verabreichten Zearalenonmenge und der Uterusmasse besteht.
Eine kontinuierliche Dosisgabe von 0,5 bis 2,0 mg Zearalenon pro Tag über eine Woche an junge Mäuse und Ratten zeigte eine Zunahme des Uterusgewichtes bis zur dreifachen Masse ohne eine begleitende Zunahme der Gewichte an Leber, Nieren, Milz oder Körpergewicht. Histologische Untersuchungen der Uteri ergaben eine Hypertrophie des Myometriums und eine erhöhte Mitoserate (UENO et al., 1974).
Subakute bis chronische Toxizitätsstudien zeigten, dass die meisten Effekte auf die östrogene Wirkung des Zearalenons zurückzuführen sind (KUIPER-GOODMAN et al., 1987).
Bei Mäusen trat eine Atrophie der Samenbläschen und der Hoden auf sowie eine schwammige Metaplasie der Prostata, Osteoporose, eine Myelofibrose des Knochenmarks, eine Vakuolisierung des Cytoplasmas der Nebenniere, Hyperkeratose der Vagina und eine Hyperplasie des Endometriums.
Bei einer Fütterungsstudie über 103 Wochen erhielten Fischer-344-Ratten Zearalenon mit Konzentrationen von 0; 1 und 2 mg/kg KG/Tag. Es kam zu einer verringerten Gewichtszunahme bei den behandelten Tieren im Vergleich zu den Kontrolltieren, jedoch waren keine Unterschiede bei den Überlebensraten der Tiere zu erkennen. Beobachtet wurden folgende nicht-neoplastische Läsionen: Entzündung der Prostata, eine Atrophie der Hoden, eine erhöhte Inzidenz an hepatocellulären cytoplasmatischen Vakuolisierungen bei männlichen Tieren, erhöhte Inzidenz einer chronischen progressiven Nephropathie bei beiden Geschlechtern. Bei den niedrig und hochdosierten männlichen Tieren sowie bei den niedrig dosierten weiblichen Tieren kam es zu Netzhauterkrankungen und Katarakten.
Erhöhte Tumorraten, welche auf die Behandlung zurückzuführen sind, wurden nicht gefunden (NTP, 1982).
Nach RUDDICK et al. (1976) ist Zearalenon verantwortlich für eine dosisabhängige Zunahme der Vorfälle von Skelettanomalien wie verspäteter oder ausbleibender Knochenbildung, fehlgebildeten Rippen und Brustbein in Rattenembryos. Defekte wurden bei 37% der 22-tage alten Rattenembryos nach oraler Verabreichung von 10 mg Zearalenon/kg KG pro Tag vom Tag 6 bis 15 der Schwangerschaft festgestellt.
ETIENNE und JEMMALI (1982) beobachteten, dass 45% der Jungsauen, welche mit Eintritt der Pubertät 3,6 oder 4,3 mg/kg Zearalenon mit dem Futter verabreicht bekamen, innerhalb der nächsten 50 Tage keinen Östrus zeigten. Bei der Untersuchung der Genitalorgane waren seit der Pubertät persistierende Gelbkörper, das Fehlen von Weißkörpern sowie ödematöse Uteri festzustellen, die eine fast doppelt so große Masse aufwiesen wie die Uteri der Kontrollgruppe. Das Ausmaß der Beeinträchtigung des Zyklusgeschehens ist dosisabhängig, was auch EDWARDS und DAY (1985) bestätigten. Sie untersuchten den Einfluß verschieden hoher Zearalenondosen auf die Ovartätigkeit und fanden in Abhängigkeit von der Zearalenonmenge am 19. bis 21. Zyklustag zyklische Gelbkörper, die Progesteron in ausreichender Menge produzierten, um die Ovulation zu hemmen. 30 Tage nach Absetzen des Toxins war die Anöstrie vorbei.
KUMAGAI und SHIMIZU (1982) berichteten von ähnlichen Beobachtungen mit persistierenden Zyklen ohne Eisprung in der Ratte, wenn diese kurz nach der Geburt Zearalenon ausgesetzt wurden.
Nach EDWARDS et al. (1987a) zeigten Sauen, welche 5 oder 10 mg/kg Zearalenon in der Ration (entspricht 200 oder 400 µg/kg KG/Tag) zwischen dem Tag 5 und 20 des Zyklus erhielten, eine um ca. 8,2 bzw. 11,7 Tage verlängerte Zyklusdauer, während die Gruppe, welche 1 mg/kg (40 µg/kg KG/Tag) mit dem Futter erhielt, vergleichbare Zykluslängen wie die Kontrollgruppe aufwies. Der NOEL dieser Studie wurde zu 40 µg/kg KG/Tag bestimmt.
Bei trächtigen Mäusen erhöhte sich die Anzahl an Totgeburten nach Injektion von Zearalenon (300µg/kg KG proTag) (PALYUSIK, 1981). Pubertierende Schweine reagierten ebenfalls sehr empfindlich auf Zearalenongaben während der Schwangerschaft. Sie wiesen eine erhöhte Rate an Scheinschwangerschaften, verminderte Fortpflanzung und eine Abnahme an lebenden Nachkommen auf.
Zearalenon zeigte sich in zahlreichen Amestests mit verschiedenen Stämmen von Salmonella typhimurium (TA98, TA100, TA1535, TA1537, TA1538) sowohl mit als auch ohne Aktivierung durch Rattenlebermikrosomen als nicht genotoxisch (WEHNER et al., 1978b;
BARTHOLOMEW und RYAN, 1980; INGEROWSKI et al., 1981; KUCZUK et al., 1978). Beim Test auf Mutagenität mit Saccharomyces cerevisiae sowohl mit als auch ohne mikrosomale
Aktivierung lieferte Zearalenon ebenfalls negative Resultate (KUCZUK et al., 1978). Jedoch zeigten Zearalenon und seine Derivate einen positiven, DNA-schädigenden Effekt im Rekombinationstest mit Bacillus subtilis (UENO und KUBOTA, 1976; SCHEUTWINKEL et al., 1986).
Nach HAGLER et al. (2001) ist Zearalenon nicht mutagen im Maus Lymphomtest in vivo.
Weiterhin induzierte Zearalenon Schwesterchromatidaustausche,
Chromosomenaberrationen und Polyploidie in Ovarzellen des chinesischen Hamsters (HENRY und BOSCH, 2000; KUIPER-GOODMAN et al., 1987).
Seine Fähigkeit, DNA-Schaden in mikrobiologischen als auch im Säugetierzelltest zu verursachen, zeigt, dass Zearalenon eventuell ein schwaches genotoxisches Potential besitzt.
Zearalenon wird aufgrund seiner Lactonstruktur zu den krebsverdächtigen Substanzen gezählt. Ein Zusammenhang zwischen Zearalenon und dem Auftreten von spontanen Tumoren bei Versuchstieren wird vermutet. Diese Theorie wird durch PFOHL-LESZKOWICZ et al. (1995) unterstützt, der zahlreiche DNA-Addukte (12-15) in den Nieren und der Leber von weiblichen BALB/c-Mäusen, welche mit einer Einzeldosis Zearalenon (2 mg/kg KG intraperitoneal oder oral) behandelt wurden, fand. Die Zahl der DNA-Addukte waren in der Leber im Vergleich zur Niere höher. Außerdem war ihre Anzahl nach der intraperitonealen Behandlung größer als nach der oralen Gabe. Sie fanden auch DNA-Addukte in den Ovarien von Mäusen, welchen wiederholte Dosen von 1 mg Zearalenon/kg KG am Tag 1, 5, 7, 9 und 10 der Studie gegeben wurden. Diese Ergebnisse weisen ebenfalls darauf hin, dass Zearalenon möglicherweise hepatocelluläre Adenome gemeinsam mit Tumoren der Genitalorgane von Mäusen induzieren kann.
Entwöhnten weiblichen Sprague-Dawley-Ratten wurde über drei Wochen Futter mit 0,05 mg/kg Zearalenon (5 µg/kg KG) gegeben. Hier wurden keine DNA-Addukte in der Leber, den Nieren und dem Uterus gefunden (LI et al., 1992).
Die karzinogenen Effekte von Zearalenon wurden in einer 2-Jahresstudie mit Mäusen und Ratten evaluiert. Zearalenon verursachte eine Zunahme von hepatocellulären Adenomen in weiblichen Mäusen und Adenome der Hypophyse sowohl in weiblichen als auch in männlichen Mäusen. Eine Zunahme an Adenomen wurde bei Ratten nicht beobachtet (HAGLER et al., 2001).
Das kanzerogene Potential von Zearalenon ist nicht eindeutig klassifizierbar, da karzinogene Effekte nur in einer Tierspezies nachgewiesen sind. In Mäusen, jedoch nicht in Ratten
wurden DNA-Addukte gefunden, was zu der Vermutung führt, dass Zearalenon genotoxisch ist, je nach getesteter Spezies.
In einer Studie zur Immuntoxizität wurde weiblichen B6C3F1-Mäusen subkutan 45 mg/kg KG Zearalenon verabreicht. Daraufhin wurde eine Infektion mit Listeria monocytogenes vorgenommen. Es kam zu keinen Unterschieden in der Überlebensrate der behandelten Tiere im Vergleich zu den Kontrolltieren (PUNG et al., 1984).
Es gibt nur wenig Daten über die Reaktion des Zearalenons auf den Menschen. Dies liegt vermutlich an der geringen akuten Toxizität des Zearalenons und seiner Metabolite, jedoch geht aus in vitro-Versuchen und aus Versuchen mit radioaktiv markiertem Zearalenon hervor, dass der Mensch eine ähnliche Sensitivität in Bezug auf Zearalenon besitzt wie das Schwein (PFHOL-LESZKOWICK, 1995).
SCF (2000a) beschloß, dass Zearalenon auf der Basis der Dosis, welche keine hormonellen Effekte bei Schweinen hervorruft, evaluiert werden kann, da Schweine die empfindlichste Spezies darstellen. Eine provisorische maximal tolerierbare tägliche Aufnahmemenge für Zearalenon von 0,2 µg/kg KG wurde etabliert. Diese Entscheidung basiert auf dem NOEL von 40 µg/kg KG/Tag aus einer 15-Tages-Studie an Schweinen sowie dem LOEL von 200 µg/kg KG pro Tag aus derselben Studie. In diesem Fall wurde ein Sicherheitsfaktor von 200 herangezogen, da es sich aufgrund unzureichender Daten (verschiedene Empfindlichkeit von jungen im Vergleich zu erwachsenen Schweinen) um einen provisorischen Wert handelt.
Unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Zearalenongehalte in Nahrungsmitteln wurde die tägliche Belastung von 1- bis 4-jährigen kanadischen Kindern durch kontaminierte Maisprodukte auf 0,05-0,10 µg/kg KG geschätzt (KUIPER-GOODMAN et al., 1987).
Ausgehend von dem NOEL von 40 µg/kg KG/Tag ist dadurch keine gesundheitliche Beeinträchtigung zu erwarten. Die zusätzliche Aufnahme von Zearalenon und anderen östrogen wirksamen Substanzen über weitere Getreideprodukte und Milch bleiben jedoch unberücksichtigt.
4.2.8 Krankheitsbilder
Toxische Effekte, welche bei Tieren beobachtet wurden, die Zearalenon ausgesetzt waren, variieren mit der Spezies, jedoch sind Schweine hier die empfindlichste Spezies (MIROCHA und CHRISTENSEN, 1974). Die Toxizität des Zearalenons beruht auf seiner östrogenen Aktivität, welche sich als Hyperöstrogenismus bemerkbar macht. Die typischen Anzeichen eines Hyperöstrogenismus beim weiblichen Schwein sind Unfruchtbarkeit,
erhöhte Vorfälle von Scheinschwangerschaften, verstärktes Milchdrüsenwachstum und abnormale Laktation (MIROCHA und CHRISTENSEN, 1974; ETIENNE und JEMMALI, 1982). Diese Erscheinungen treten dosisabhängig nach ca. 3 bis 7 Tagen auf und verschwinden 7 bis 14 Tage nach Entzug des kontaminierten Futters wieder. Typisch ist, dass brünstig erscheinende Sauen den Eber nicht zulassen (PALYUSSIK, 1977; BAUER und GEDEK, 1978; EDWARDS et al., 1987b; GREEN et al., 1990).
Präpubertäre männliche Schweine reagieren ebenfalls empfindlich auf Zearalenon und durchlaufen eine Feminisierung, was z.B. durch eine Vergrößerung der Vorhaut und der Brüste, eine Atrophie der Hoden und den Verlust der Libido angezeigt wird. Sexuell ausgereifte Eber sind jedoch relativ resistent (DICKMAN, 1992).
Sekundäre Komplikationen aufgrund von Zearalenonaufnahme stellen Totgeburten, Aborte, Mastitis, Vulvovaginitis und rectale oder vaginale Vorfälle dar (SUNDLOF and STRICKLAND, 1986).
Am deutlichsten zeigen sich die Krankheitsbilder nach Zearalenonaufnahme am
Am deutlichsten zeigen sich die Krankheitsbilder nach Zearalenonaufnahme am