Komm. Direktor: Prof. Dr. med. Karsten Schrör Universitätstr.  1 40225  Düsseldorf Tel.:  49 (0) 2 11-8 11 30 22 Fax:  +49 (0) 2 11-8 11 30 13 kschroer@uni-duesseldorf.de

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Toxikologie ist die Lehre von den Giften. Ihr Aufgabengebiet ist die Erforschung der schädlichen Wirkungen chemischer Stoffe auf Menschen und Ökosysteme. Eine Hauptaufgabe ist dabei, die von Giftstoffen ausgehenden Gefahren einzuschätzen. Dabei geht es heute weniger um Fälle von offensichtlicher, zumeist akuter Vergiftung, sondern in zunehmendem Maße auch um die schwieriger zu beurteilenden Langzeit- und Kombinationswirkungen kleiner Mengen von chemischen Stoffen, die der Mensch aus der Umwelt und der Nahrung aufnimmt.

Ein Beispiel ist die Belastung durch Rückstände von Pflanzenschutzmitteln in der Nahrung. Die Lebensmittelskandale der jüngsten Zeit – beispielsweise der Nitrofenoder der Acrylamidskandal – zeigen, dass die Prävention von Langzeitfolgen, insbesondere von möglichen Krebserzeugenden Wirkungen, inzwischen im Mittelpunkt toxikologischer Risikobewertung steht.

Fast jeder Mensch kommt tagtäglich mit Giftstoffen im weitesten Sinne in Berührung, sei es durch die Umwelt, in der er lebt, oder durch die Nahrung, die er zu sich nimmt. Normalerweise sind die Dosierungen dieser Gifte so gering und die Abwehrkräfte des Körpers beim gesunden Menschen so intakt, dass keine gesundheitlichen Schäden auftreten. Das Institut leistete bislang und leistet weiterhin einen wichtigen Beitrag dazu, dass dieser Zustand erreicht ist und auch erhalten bleibt. Darüber hinaus soll erreicht werden, dass die Risiken für den Menschen, sich zu vergiften oder vergiftet zu werden, immer weiter reduziert werden. Weiter ist es Aufgabe der Toxikologie, zu erforschen, wie sich der Mensch gegen die Wirkungen gesundheitsschädlicher Stoffe aus Umwelt und Nahrung schützen kann und ob die von Wissenschaft und Medien propagierten Schutzstoffe wirklich ungefährlich und damit unbedenklich für die Gesundheit des Menschen sind.

Die Tätigkeitsschwerpunkte des Instituts für Toxikologie liegen sowohl auf den Gebieten der toxikologischen Grundlagenforschung als auch auf der toxikologischen Beratung. In der Forschung befasst sich das Institut in Zellkulturmodellsystemen hauptsächlich mit der Wirkungsweise von Leber- und Nervengiften sowie mit den Schutzwirkungen von Antioxidanzien. Bei Antioxidanzien handelt es sich zum Beispiel um Konservierungsstoffe, die die Oxidation von Lebensmitteln verhindern und deren Haltbarkeit verlängern sollen.

Die Beratungsleistungen des Instituts werden zum einen durch Ärzte und Patienten in Anspruch genommen, die sich vorwiegend in Fragen chronischer Wirkungen von Giften an das Institut für Toxikologie wenden. Zum anderen gibt das Institut sein Wissen durch die Mitarbeit in Kommissionen beim Bundesministerium für Arbeit und Sozialordnung, beim Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz, bei der Biologischen Bundesanstalt und bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft weiter. Diese Einrichtungen beraten wiederum die zuständigen politischen Institutionen in Fragen der Sicherheit von Arbeitsstoffen, Kosmetika, Pflanzenschutzmitteln und Lebensmitteln.


Forschung und Lehre

Bei der Einwirkung von chemischen Stoffen auf den Menschen kommt es im Gewebe häufig zur Bildung von Entzündungsmediatoren wie reaktiven Sauerstoffspezies und Zytokinen. Diese Entzündungsmediatoren verändern das Verhalten oder die Eigenschaften anderer Zellen und rufen somit Wucherungen und Tumoren hervor. Die Zellen reagieren darauf mit einer vermehrten Bildung von protektiven Proteinen, zum Beispiel antioxidativen Enzymen, welche die reaktiven Sauerstoffspezies unschädlich machen können.

Im Institut für Toxikologie wird untersucht, wie Zellen ihren Bestand an antioxidativen Enzymen hochregulieren können, wenn sie einem oxidativen Stress ausgesetzt werden. Dabei stehen die Enzyme Katalase und Mangan-Superoxiddismutase im Vordergrund des Interesses. Bei seinen Untersuchungen bedient sich das Institut kurzzeitiger Übertragungen von Reporterfusionsgenen und In-vitro-DNA-Bindungsassays, die sie bei Zellkulturmodellen wie primären Leberparenchymzellen, Hepatomzellen, kortikalen Neuronen und Astrozyten anwenden. Dabei wird überprüft, ob antioxidative Bioflavonoide, also in der Nahrung enthaltene Pflanzeninhaltsstoffe, diese Induktionsprozesse beeinflussen.

In Hepatomzelllinien, d. h. Zelllinien aus Tumoren der Leber, die nach stabiler Übertragung des Gens für den Tumornekrosefaktor-a (TNF) dieses Zytokin dauerhaft exprimieren, erforschen die Wissenschaftler die Mechanismen des Einflusses von TNF auf die Wirkung hepatotoxischer Stoffe sowie die Mechanismen der TNF-Resistenz.

Die Situation im Berufsumfeld der toxikologischen Forschung und Beratung ist zurzeit durch zwei gegenläufige Entwicklungen gekennzeichnet. Während einerseits der Bedarf an Toxikologen in Industrie und Behörden steigt, nimmt andererseits die Zahl der toxikologischen Ausbildungsstätten an den Universitäten ab. Das Institut für Toxikologie versucht, dem drohenden Mangel an qualifizierten Toxikologen entgegenzuwirken und engagiert sich deshalb durch seine Teilnahme am internationalen Graduiertenkolleg „Molecular Mechanisms in Food Toxicology“, dessen Koordination bei der Institutsleitung liegt, bei der Ausbildung von Toxikologen. An diesem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Graduiertenkolleg beteiligen sich renommierte Hochschullehrer aus Düsseldorf, Dortmund, Wageningen, Maastricht, Utrecht und Bilthoven. Die von den Wissenschaftlern betreuten Doktoranden arbeiten an Dissertationen zu Themen aus der Lebensmitteltoxikologie und nehmen an einem Unterrichtsprogramm über alle Teilgebiete der Toxikologie teil.


Vita Universitätsprofessor Dr. med. Karsten Schrör