MEDIZIN | Schwangerschaft 

Quecksilber & Eisen in der Schwangerschaft

Wissenschaftler der Karl Landsteiner Privatuniversität Krems und der Medizinischen Universität Wien forschen an den Transportsystemen der Plazenta.

Getarnt als Aminosäure kann das toxische Schwermetall Quecksilber durch die Plazenta in das Blut des Ungeborenen gelangen. Das hat ein For- schungsteam der Karl Landsteiner Privatuniversität Krems und der Medizinischen Universität Wien nun nachweisen können. Wenig bekannt ist hin- gegen über den plazentaren Transport des dringend benötigten Elements Eisen, das sowohl bei Schwangeren als auch Ungeborenen oftmals in zu geringen Mengen vorliegt. Aufbauend auf den Methoden und Erfahrungen der Quecksilberstudie erforscht das interuniversitäre Team nun auch diesen Transportprozess in einem neuen Projekt, das wieder von der NÖ Forschungs- und Bildungsges.m.b.H. (NFB) unterstützt wird.


Schutzmechanismus versagt

Eine der wichtigsten Funktionen der Plazenta ist der Austausch von Stoffwechselprodukten, Nährstoffen und Gasen zwischen dem Fötus und der Mutter. Dabei gilt es sicherzustellen, dass schädliche Substanzen im Blut der Mutter das ungeborene Leben nicht gefährden. Für Kadmium und Blei gelingt das der Plazenta beispielsweise sehr gut – bei Quecksilber versagt dieser Schutzmechanismus aber. Dieses giftige Schwermetall wird mit erstaunlicher Effizienz aus dem Blut der Mutter in das Kreislaufsystem des Fötus transportiert. Wieso dies passieren kann, war bisher nicht klar, doch vor Kurzem gelang es einem Team von Medizinern der Karl Landsteiner Privatuniversität Krems (KL Krems) und der Medizinischen Universi- tät Wien (MUW), die Gründe dafür nachzuweisen. „Quecksilber liegt im Blut in einer solchen Form vor, dass es strukturelle Ähnlichkeit mit einer Aminosäure hat, die aktiv von der Plazenta aus dem mütterlichen Blut aufgenommen wird“, erläutert die Leiterin der Forschungsgruppe, Prof. Mag. Dr. Claudia Gundacker. Tatsächlich verbindet sich Quecksilber, auch das neurotoxische Methyl-Quecksilber, leicht mit schwefelhaltigen Aminosäu- ren wie Cystein. Diese Verbindung des Schwermetalls mit Cystein ähnelt einer anderen Aminosäure, dem Methionin, die über einen spezifischen Transportmechanismus der Plazenta, das sogenannten System L, ins Blut des Fötus transportiert wird. In Zellkulturen, die der In-vivo-Situation ei- ner Plazenta sehr nahekommen, konnten die Forscher nun erstmals zeigen, dass das System L Methylquecksilber tatsächlich wie eine Aminosäure transportiert. Diese Ergebnisse erklären auch die schon früher beobachtete Tatsache, dass Föten eine höhere Quecksilberkonzentration im Blut haben als ihre Mütter. Der Transportmechanismus der Plazenta pumpt quasi das Quecksilber in das Blut des Ungeborenen.


Transportsystem weiter untersuchen

Die in Toxicology und dem International Journal of Molecular Sciences veröffentlichten Ergebnisse bestätigen auch die Eignung der vom Team ver- wendeten Methoden zur Untersuchung der Transportmechanismen der Plazenta. Grund genug, diese Methoden auch für weitere Untersuchungen einzusetzen. „Uns interessiert nun auch der Eisentransport in der Plazenta. Im Gegensatz zum Quecksilber braucht der Fötus ja Eisen. Bedauerli- cherweise ist aber Eisenmangel selbst in hochentwickelten Ländern bei Schwangeren und auch bei Neugeborenen ein häufiges Problem. Dem können wir nur dann effizient begegnen, wenn wir den Transport besser verstehen“, sagt Prof. Dr. Hans Salzer, Leiter der Klinischen Abteilung Kin- der- und Jugendheilkunde am Universitätsklinikum Tulln und der KL Krems. Nächstes Ziel der Forscher ist es, die für den Eisentransport in der Pla- zenta zuständigen Proteine zu identifizieren und deren Funktion in Zellkulturen zu überprüfen. Weiters wird analysiert, wo genau in der Plazenta diese Proteine vorkommen. In der Folge wird die Gruppe dann auch untersuchen, was der Zusammenhang zwischen der Aktivität dieser Proteine in der Plazenta und dem Eisenstatus von Mutter-Kind-Paaren sein wird. Dazu kann das Team auf 100 Datensätze von gesunden, nicht anämischen Mutter-Kind-Paaren zurückgreifen und so umfassende Erkenntnisse gewinnen.


rh


Originalpublikationen :

Methylmercury Uptake into BeWo Cells Depends on LAT2-4F2hc, a System L Amino Acid Transporter. C. Balthasar, H. Stangl, R. Widhalm, S. Granitzer, M. Hengstschläger & Claudia Gundacker. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 1730; https://doi.org/10.3390/ijms18081730

Mercury toxicokinetics of the healthy human term placenta involve amino acid transporters and ABC transporters. E. Straka, I. Ellinger, C. Balthasar, M. Scheinast, J. Schatz, T. Szattler, S. Bleichert, L. Saleh, M. Knöfler, H. Zeisler, M. Hengstschläger, M. Rosner, H. Salzer & C. Gundacker.  Toxicology 2016, 340: 34-42; https://doi.org/10.1016/j.tox.2015.12.005