Kreuzkrautarten - Gefahr für Mensch und Tier

Die Gattung Kreuzkraut (auch Greiskraut; vom Lateinischen: Senecio = Greis)(Senecio sp.) ist weltweit verbreitet und umfasst mehr als 100 Arten. Sie gehört dem Tribus Senecioneae und der Famile der Asteraceen (Korbblütler) an.

In Mitteleuropa sind ~40 Arten beschrieben.

Allen Kreuzkrautarten gemein ist das Auftreten von Pyrrolizidinalkaloiden (PA). Diese PA können mutagene, kanzerogene, teratogene und embryotoxische Eigenschaften aufweisen. Obgleich Vergiftungsfälle an Tieren seit fast 100 Jahren bekannt sind, wurde in Europa bis vor ca. 20 Jahren den PA-haltigen Pflanzen und der phytochemischen,  analytischen und pharmakologischen  Bearbeitung  nur geringes Interesse zuteil. Dies resultierte sicherlich auch daher, dass hier kaum Vergiftungsfälle bekannt wurden; aber auch dadurch, dass die Toxizität der PA völlig unterschätzt und falsch beurteilt wurde: man sah diese Stoffe  - von ihrer Giftigkeit beurteilt - als eher vernachlässigbar an. Da die PA bezüglich anderer pharmakologischer Eigenschaften kaum von Bedeutung sind - im Gegensatz zu anderen Alkaloiden, die ausgeprägte physiologische und pharmakologische Eigenschaften zeigen -, wurden sie wissenschaftlich wenig beachtet.
Rückblickend erstaunt dies umso mehr, da bereits in den 50iger Jahren des letzten Jahrhunderts in Deutschland eine Pferdekrankheit unter dem Namen "Schweinsberger Krankheit" oder "Leberkoller" beschrieben wurde, die durch die Aufnahme von Kreuzkräutern (in erster Linie Jakobskreuzkraut und Frühlingskreuzkraut) verursacht wurde; man machte auch für diese Intoxikation die in der Pflanze beinhalteten PA verantwortlich. Diese Berichte deckten sich ziemlich genau mit den Fallberichten, die seit 1920 aus anderen Ländern (Australien, Neuseeland) an Haustieren (Schafe, Rinder, Pferde) beschrieben sind.
Auch schwere Vergiftungsfälle bei Menschen, die zwischen 1960 bis 1975 für Aufsehen sorgten (es wurden epedmieartige Vergiftungsfälle im asiatischen Raum mit über 10.000 Betroffenen und weit über 3000 Todesfällen durch die Aufnahme von mit PA-haltigem Pflanzensamen kontaminiertem Getreide verzeichnet), führten in Mitteleuropa zu keiner Intensivierung der Erforschung der Zusammenhänge zwischen den PA, deren chemischer Struktur und der damit in Zusammenhang stehenden Toxizität.

Das änderte sich erst, als Ende der 80er Jahre zwei tödlich verlaufende Vergiftungsfälle an Kleinkindern auftraten, die durch die Aufnahme von Pflanzenmaterial, welches die toxischen PA enthielt, hervorgerufen wurde.

Da es sich hierbei nicht um eine Kontamination von Nahrungs- oder Futtermitteln handelte, sondern durch Heilpflanzen, welche diese PA enthielten, zustande kamen, reagierte das damalige Bundesgesundheitsamt (BGA; heute: BfArM = Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte) im Rahmen des Stufenplans zur Abwehr von Arzneimittelrisiken mit einem Erlass für Pflanzen oder Zubereitungen hieraus, die toxische Pyrrolizidinalkaloide enthalten: seit 1992 dürfen solche Produkte nur noch in den Handel gebracht werden, wenn sichergestellt ist, dass die tägliche Aufnahmemenge an toxischen PA den Wert von 1µg nicht überschreitet. Die Anwendungsdauer ist auf 6 Wochen zu beschränken. Überschreitet die Anwendungsdauer 6 Wochen, reduziert sich der täglich tolerable Wert auf 0,1µg. Generell ist die Verwendung in Schwangerschaft und Stillzeit auszuschließen.

Wie kam es nun dazu, dass erst seit relativ kurzer Zeit die toxischen Nebenwirkungen von Pyrrolizidinalkaloiden in Mitteleuropa beachtet wurde?
Ein Grund hierfür ist, dass die Stoffe selber nur eine geringe akute Toxizität aufweisen und daher lange Zeit als gering oder gar nicht giftig angesehen wurden. Das Toxizität der PA beruht jedoch darauf, dass sie in der Leber zu den eigentlich toxischen Agentien umgebaut (metabolisiert) werden; daher ist die Leber auch das erste Zielorgan der toxischen Wirkung.

Siehe: Toxizitätsschema: http://phyto.pharma.uni-bonn.de/pa.html

Ein weiterer Grund ist sicherlich auch der Verlauf der Toxizität: PA können von akuter Toxizität (selten; Ausnahme: Pferde) über sub-chronische Toxizität bis zu einer Langzeittoxizität wirken. Dies hängt von Dosis und insbesondere Dauer der Einnahme ab; aber tückischerweise ist diese Toxizität auch abhängig von der Spezies, vom Geschlecht und vom Alter: so scheinen weibliche Individuen geringere Anfälligkeit als männliche zu zeigen und Kleinkinder oder gar Embryos reagieren sehr viel empfindlicher als Erwachsene (daher auch die Auflage des BGA: keine Anwendung von PA-haltigen Präparaten in Schwangerschaft und Stillzeit; PA sind plazenta- und milchgängig; tragisch auch der Fall einer fetalen Intoxikation durch PA: Veno-Occlusive Disease in a Fetus caused by Pyrrolizidine Alkaloids of Food Origin, siehe: unter meiner Rubrik: Isolierung und Strukturklärung von Pyrrolizidinalkaloiden in Heil- und Futterpflanzen; Struktur-Toxizitätsbeziehungen).
Beim Menschen ist eher mit einem sub-chronischen oder chronischen Verlauf der PA-Intoxikation zu rechnen. Daher ist in vielen Fällen, bei denen eine humane PA-Vergiftung vermutet wurde, der Nachweis, dass tatsächlich die PA für die Vergiftung verantwortlich sind, schwer zu führen, da oftmals zwischen Aufnahme der Stoffe und Ausbruch der Krankheit ein längerer Zeitraum liegt.
Anders sieht die Situation bei Tieren aus: gerade Pferde zeigen eine sehr hohe Empfindlichkeit für die toxische Reaktion von PA. d.h., diese Spezies reagiert eher im Sinne einer akuten Intoxikation. Dies ist sicherlich auch der Grund dafür, dass man in den 50 und 60er Jahren den Zusammenhang zwischen Aufnahme des Kreuzkrautes und dem Ausbruch der Pferdekrankheit schnell erkannt hatte.

 Zur Situation der Vergiftungsfälle bei Pferden siehe unter http://www.jacobskreuzkraut.de/.

Andere Tierspezies reagieren bedeutend unempfindlicher: von speziellem Interesse hierbei sind Wiederkäuer, da diese Tiere für den Menschen eine herausragende Stellung besitzen, da sie direkt zur Nahrung dienen (Fleischlieferant), aber auch Produkte liefern, die zu Nahrungszwecken verwendet werden.
Hierbei ist Milch zu nennen. Es ist bekannt, dass milchliefernde Tiere nach Aufnahme von PA-haltigem Pflanzenmaterial diese Stoffe in die Milch abgeben. Bedenkt man die Bedeutung von Milch, aber auch Milchprodukten wie Käse, Quark, Joghurt,  besonders im Hinblick auf den Anteil in der Kindernahrung (erhöhtes Toxizitätspotenzial bei Säuglingen und Kleinkindern!), dann wird das Gefährdungspotenzial deutlich.
Ein weiteres aktuelles Problem ist die Belastung von Honigen durch toxische PA. Über  den Zwischenwirt Biene gelangen die Stoffe in den Honig. Man geht davon aus, dass in erster Linie durch die Biene in den Honig eingeschleppter Pollen dafür verantwortlich ist. Z.Zt. wird davon ausgegangen, dass ein sehr hoher Prozentsatz der auf dem Markt angebotenen Honige mehr oder weniger stark mit PA kontaminiert ist. Durch die relativ geringe individuelle Aufnahme an Honig sollte die Gefahr einer direkten Humangefährdung gering sein; berücksichtigt man hier aber, in wie vielen Produkten (auch hier spielt die Kindernahrung wieder eine besondere Rolle) Honig verarbeitet wird (z.B. Energieriegel, Müsli, etc.), bekommt das Honigproblem eine sehr viel größere Bedeutung.

Biene auf Jakonskreuzkraut:

Eine weitere Humangefährdung durch toxische PA ist - neben der Aufnahme durch PA-haltige Heilpflanzen - die Kontamination von Nahrungsmitteln. Vielfach berichtet wurde die Kontamination von Getreide: schwerste Vergiftungen mit mehreren Tausenden von Todesfällen sind über diesen Intoxikationsweg bekannt geworden. Dieser Weg spielt bei uns in Mitteleuropa (noch?) keine Rolle: die Art und Weise des Getreideanbaus, die Feldpflege und die Art der Ernte lassen eine Kontamination mit PA-haltigem Pflanzensamen als eher unwahrscheinlich erscheinen.
Anders sieht es mit der Kontamination von Salaten mit toxischen Kreuzkräutern aus.
Im Falle von Rucola-Salat wurden etliche mit dem gemeinen Kreuzkraut verunreinigte Proben in Supermärkten sichergestellt. Auch in Salatmischungen wurde dieses Ackerunkraut gefunden. Bereits 2007 warnte das Bundesamt für Risikobewertung (BfR) vor dieser Humangefährdung.
Im Falle von Rucola oder Salatmischungen ist diese Gefahr sicherlich groß, da beide Pflanzen (Salat und gemeines Kreuzkraut) sich sowohl von der Größe aber besonders auch von der Form der Blätter für Nicht-Fachleute kaum unterscheiden lassen und auch die Art der Ernte eine Kontamination kaum verhindert.
Das hier tatsächlich eine Humangefährdung vorliegt, bestätigt die Analyse einer mit gemeinem Kreuzkraut kontaminierten Rucolaprobe, in der auf 40g Salat 2600µg toxischer PA gefunden wurde (Hinweis: das BGA hat als unbedenkliche tägliche Menge weniger als 1µg zugelassen). Nicht abzuschätzen ist das toxische Potenzial einer solchen Probe sollte sie z.B. von einer Schwangeren oder Stillenden verzehrt werden!

Von welchen Kreuzkrautarten geht eine Gefährdung aus?

PA-haltige Heilpflanzen (Gebrauch durch den Erlass des BGA reglementiert):

Huflattich - Tussilago farfara

Beinwell - Symphytum spezies

Pestwurz - Petasites spezies

Borretsch - Borago officinale

Wasserdost - Eupatorium spezies

in der Homöopathie werden verwendet:

Goldkraut - Senecio aureus

Aschenpflanze - Cineraria maritima (syn. Senecio cineraria)

Neben dieser direkten Gefährdung durch die Verwendung dieser Pflanzen oder Zubereitungen hieraus, besteht eine Humangefährdung durch Kontamination von Nahrungs- und Futtermitteln.

Hierbei spielt die in den letzten Jahren beobachtete gravierende massive Ausbreitung und Vermehrung einiger Kreuzkrautarten eine entscheidende Rolle:
diese Situation trifft besonders auf das Jakobskreuzkraut (JKK; Senecio jacobaea, syn. Jacobae vulgaris) zu.

 Diese Pflanze hat sich auf Stillegungsflächen, Straßenrändern und in Weiden derart ausgebreitet, dass man unbedingt von einer Gefährdung sprechen kann. Etliche Vergiftungsfälle an Tieren (hier wieder an erster Stelle sind die für eine PA-Intoxikation besonders anfälligen Pferde zu nennen) wurden in den letzten 2 Jahren in Mitteleuropa beobachtet, die direkt auf die Aufnahme von JKK zurückzuführen sind (siehe: http://cdl.niedersachsen.de/blob/images/C39412784_L20.pdf sowie: http://www.jacobskreuzkraut.de/).

Während zunächst die Hinweise auf die mögliche Gefahr durch JKK als lächerlich abgetan wurde, hat mittlerweile bei den meisten Behörden ein Umdenken eingesetzt und es werden vielerorts Anstrengungen unternommen, der Situation Herr zu werden.  Nicht nur die Ausbreitung auf Weideflächen ist hier zu beachten; sicherlich besteht eine noch höhere Gefahr durch Mähwiesen, da sich das JKK dort ebenfalls massiv ausbreitet und überdies die toxischen PA im Mähgut verbleiben und so auch ihre Nebenwirkung erhalten bleibt. Günstiger sieht es im Fall der Silage aus: wir konnten feststellen, dass bei der Silierung der größte Teil der toxischen PA fermentativ abgebaut werden.

Weitere problematische Weidepflanzen sind die dem JKK sehr ähnlichen gespreiztblättrige und das raukenblättrige Kreuzkraut (Senecio erraticus und Senecio erucifolius) sowie das Wasserkreuzkraut (Senecio aquaticus). Besonders im südlichen Teil Mitteleuropas und im alpinen Bereich machen auch das Steppenkreuzkraut (Senecio integrifolius; syn. Tephroseris integrifolia) und das Alpenkreuzkraut (Senecio alpinus)  größere Probleme.
Keine dieser Arten hat in der massiven Zunahme der Verbreitung jedoch die Ausmaße von JKK angenommen. Gründe für die extensive und sehr bedenkliche Zunahme von JKK gibt es viele, wie günstige klimatische Bedingungen der letzten Jahre, Brach- und Stilllegungsflächen, auf denen sich diese genügsame Pflanze hervorragend ausbreiten konnte, aber auch die Tatsache, dass zur Neubegrünung von Leerflächen, Straßenrändern, etc., Samenmischungen verwendet wurden, die JKK-Samen beinhalteten. Dieser unglaubliche Vorgang (bedenkt man die Tatsache, dass das toxische Potenzial von JKK auf jeden Fall hätte bekannt sein müssen: Vergiftungsfälle durch JKK sind seit 1920 beschrieben!) hat die jetzige Situation maßgeblich gefördert.

Erwähnt werden muss auch eine Kreuzkrautart, die als Weide- oder Wiesenpflanze bislang keine Rolle spielt, die aber bezüglich ihrer massiven Ausbreitung und Vermehrung dem JKK gleichzusetzen ist: das schmalblättrige Kreuzkraut (Senecio inaequidens). Zum ersten Mal Anfang der 80er Jahre in Norddeutschland angesiedelt, hat sie sich dieser ursprünglich aus dem Mittelmeerraum stammende Neubürger bei uns extrem besonders an Straßenrändern, entlang der Autobahnen und auf Schuttflächen angesiedelt. In letzter Zeit konnte beobachtet werden, dass diese Art ihre angestammten Wuchsplätze verlässt und ebenfalls auf Ackerflächen, entlang von Getreidefeldern und sogar auf kargen Wiesen anzutreffen ist.

Toxizität bei Menschen:

Eine direkte Abschätzung der Toxizität beim Menschen ist nur sehr schwer zu ermitteln, da der Mensch eher einen sub-chronische bis chronischen Verlauf der PA-Intoxikation zeigt und durch den längeren Zeitraum zwischen Aufnahme und Ausbruch der Krankheit selten ein Rückschluss auf Menge und Aufnahmedauer zu führen ist.

Drei Fälle sind beschrieben, in denen dies möglich war:

•       Das PA Echimidin (z.B. aus Beinwell): Aufnahme von 14,1 µg pro Tag, 120 Tage lang. Dies entspricht 85 mg oder 1,7 mg/Kg bw. Resultat:  sub-chronische  Lebervergiftung.

•       Gewürzmischung mit Beinwell : 20 – 30 µg PA pro Woche als Tee genommen während der Schwangerschaft: akutes Leberversagen  (VOD) des Neugeborenen.

•       Das PA Heliotrin (aus Heliotropium-Samen) als Kontamination im Getreide führte in Afghanistan zu 8000 Fällen mit massiven Todesfolgen (über 3000 Menschen). Das kontaminierte Brot wurde über einen Zeitraum von 2 Jahren verwendet. Die ermittelte Gesamtaufnahmemenge betrug 1,46 g pro Person.

Daneben gibt es eine Vielzahl von Fällen, in denen eine Intoxikation durch PA-haltiges Pflanzenmaterial beschrieben wird ohne konkrete Angaben zu Menge und Aufnahmedauer:

Toxizität bei Wiederkäuern:

Auch hier liegen zahlreiche Berichte vor:

Daneben gibt es etliche Verfütterungsversuche, die einen Rückschluss auf das toxische Potential der PA zulassen:

·         1975 erhielten Schafe 20 Wochen lang 100 g JKK.  Der Tod trat ein nach 11, 18 und 46 Wochen. Da JKK einen Gehalt bis zu 0,5% aufweist, kann davon ausgegangen werden, dass die Tiere täglich 500 mg PA erhielten.

·         1982 wurden 1,2 bis 4,04 kg pro kg Körpergewicht (bw) von JKK an Ziegen verfüttert. Ab 1,2 kg pro kg bw wurde chronische Toxizität beobachtet. Das bedeutet, dass Ziegen 100% ihres Körpergewichtes von JKK aufnehmen können. Rinder können dagegen nur 5-20% ihres Körpergewichtes aufnehmen, ohne chronische Toxizität zu entwickeln.

·         1982 Heliotropium ovalifolium wurde an Ziegen und Schafe in Dosen von 10 - 5 g pro kg bw verfüttert. Alle Ziegen verstarben nach einer aufgenommenen Gesamtmenge von 1-5 kg Pflanzenmaterial, wogegen die Schafe 20 kg Pflanzenmaterial noch überlebten.

·         1984 wurde an Ziegen 10g pro kg bw Crotalaria saltiana bis zu einer Menge von 0,5 kg Pflanzenmaterial verfüttert; es traten schwere Leberschädigungen auf.

·         1984 wurde Echium plantagineum (eine PA-haltige Pflanze, die besonders in Australien zu schweren Viehvergiftungen geführt hat) in 4 Perioden zu je 12 Wochen in Mengen von 0,03 bis 1% in das Futter gemischt: es wurden keine Schädigungen beobachtet.

·         1986 wurde die gleiche Pflanze in einer Menge von 81,4 mg pro kg bw und 105,6 mg pro kg bw an Kälber und Schafe verfüttert. Die Schafe zeigten keine Toxizität, alle Kälber wiesen schwere Leberschädigungen auf.

·         1985 wurde die tödliche Dosis für Senecio ridellii in Ziegen bei 400 g Pflanze über eine Periode von 20 Tagen verfüttert gefunden ( = 15 mg pro kg bw an PA total).

·         1986 zeigte die Verfütterung von 12,1 kg Frühlingskreuzkraut (Senecio vernalis) verteilt über 100 Tage nur schwache Leberschäden.

·         1988 wurde an Kälber 1,3 kg pro Tag JKK verfüttert. Nach 182 Tagen lagen schwere Leberschäden (Megalozytosen) vor.

·         1991 wurde ebenfalls an Kälber 45 mg pro kg bw PA (aus Senecio ridellii) über 20 Tage gegeben.  Dies führte zu einer Sterblichkeitsrate von 100%.

·         1991 wurde gezeigt, dass eine einmalige Dosis von 60 mg pro kg bw PA (aus Cynoglossum officinale) Kälber innerhalb 48 Std. tötete.

·         1992 wurde Rindern Dosen von 0,5 bis 4 g pro kg bw von Senecio oxyphyllus verfüttert. Als toxischer Bereich wurde eine Gabe von 1 g pro kg bw über 60 Tage lang ermittelt.

Diese Daten lassen keine eindeutige Dosis-Toxizitätsableitung zu, da zu unterschiedliche Dauer in den Verfütterungsexperimenten verwendet wurden.
Klar wird aber, dass die Empfindlichkeit für die PA-Toxizität vom Rind über die Ziege zum Schaf abnimmt.
Von Bedeutung ist jedoch bei allen drei Tierspezies, dass in jedem Fall nach Aufnahme toxischer PA diese in mehr oder weniger großen Konzentration in die Milch dieser Tier ausgeschieden werden und so über den Zwischenwirt Tier zu einer Humangefährdung führen kann.

PA-Gehalt in Jakobskreuzkraut (Senecio jacobaea, syn. Jacobaea vulgaris)

Ein wichtiger Aspekt ist sicherlich der Gehalt an toxischen PA in den Kreuzkrautarten. Generell enthalten alle Kreuzkrautarten PA.
Die genannten Arten, die z.Zt. ein Gefahrenpotenzial darstellen, zeigen alle einen ähnlichen Gesamtgehalt an toxischen PA. Dieser kann jedoch schwanken in Abhängigkeit vom Zeitpunkt in der Vegetationsperiode, vom Standort und von der Bodenbeschaffenheit. Allgemein kann gesagt werden, in den kritischen Kreuzkrautarten liegt der Gehalt an PA zwischen 0,01 bis 1%.

Im Falle von JKK haben wir den PA Gehalt sowohl auf die Gesamtmenge als auch im Hinblick auf die einzelnen PA über die Vegetationsperiode untersucht.

Dabei ergab sich folgendes Bild:

Gehalt an Pyrrolizidinalkaloiden in µg/ 1g Pflanzenmaterial

Erwartungsgemäß ist in der Blütezeit der höchste Gehalt zu finden. Aber auch die Rosette weist einen Gehalt von 0,1% auf, der dann zur Blüte auf 0,8% ansteigt.
Damit wird deutlich, dass JKK zu den Pflanzen mit einem hohen PA Gehalt zählt und damit ein hohes toxisches Potenzial aufweist.    

Betrachtet man die individuelle Verteilung der einzelnen Alkaloide, wird offenbar, dass JKK 10 PA von unterschiedlicher chemischer Struktur enthält:

Gaschromatogramm eines Totalextraktes von JKK:

 Gesamtpflanze:

Aus dem Abbild der Verteilung der einzelnen PA wird deutlich, dass auch das Mengenverhältnis der einzelnen PA sowohl jahreszeitlichen als auch standortbedingten Schwankungen unterworfen ist. Der Grad der Toxizität der einzelnen PA im JKK ist ähnlich. Die unterschiedliche Verteilung der einzelnen PA, bzw. die Unterschiede in der Zusammensetzung der Mischung ist jedoch von Bedeutung, da in Abhängigkeit von der jeweiligen konkreten Struktur der einzelnen PA ein unterschiedliches pharmakokinetisches Verhalten resultiert. Das bedeutet, dass die unterschiedlichen von der Struktur abhängigen physikalischen Eigenschaften sich auf die Resorption, die Metabolisierung und die Elimination (was als Entgiftungsparameter anzusehen ist) auswirken; hiermit ist in erster Linie die Geschwindigkeit der jeweiligen Parameter gemeint.
So konnten wir feststellen, dass, obwohl sie nicht als Hauptkomponente im JKK-PA-Muster vorliegen, die Metabolite der PA Seneciphyllin und Jacolin im Lebergewebe von an einer JKK-Intoxikation verstorbenen Tieren sich am längsten nach der PA-Aufnahme nachweisen lassen, wodurch auf einen relativ langsamen Verlauf des Abbaus der PA in der Leber geschlossen werden kann.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die PA von Kreuzkrautarten, sollten diese in Form von Heilpflanzen und Zubereitungen hieraus oder als Kontaminanten in Nahrungs- und Futtermitteln aufgenommen werden, eine ernstzunehmendes gesundheitliches Risiko darstellen.
Eine weitere Ausbreitung  und Verbreitung auf landwirtschaftlich genutzten Flächen ist daher unbedingt zu verhindern.
Dies gilt aber auch für andere Flächen, wie Straßenränder, Bahndämme, Brachflächen, Naturschutzflächen, in denen sich JKK und die anderen genannten problematische Kreuzkräuter ausbreiten, da - bedingt durch eine räumliche Nähe - diese Pflanzen auf Nutzflächen zu Kontamination führen können ("übersiedeln" der PA-Pflanzen oder auch durch Wind verbreiteter Kreuzkrautsamen auf diesen Nutzflächen).

Dr. Helmut Wiedenfeld