Heterocyclische aromatische Amine

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Allgemein[Bearbeiten]

2 Klassen an heterzyklischen oaromatischen Aminen. Links durch Pyrolyse (Pyridoindole). Rechts durch Maillard-Reaktionen (Aminoimidazo-Verbindungen)

Die Chemie der heterozyklischen aromatischen Amine (HAA) ist sehr komplex und mitunter auch noch nicht vollständig durchschaut.
Eine Tatsache ist jedoch, nicht nur die biologischen Marker bei Rauchern erhöht waren sondern auch die der Nichtraucher. Doch woher sollten diese erhöhten Werte stammen?
Mittlerweile konnte festgestellt werden das sie durch die Zubereitung, also eigentlich Erhitzung von proteinhaltigen Lebensmitteln etntstehen. Vor allem durch das scharfe Anbraten von Fleisch. Hierbei entstehen nicht nur erwünschte Bräunung und Aromen sondern auch die HAA. Die Temperatur und die Dauer der Erhitzung ist hier von ausschlaggebender Bedeutung.
Bei Temperaturen über 300°C kommt es zur Pyrolyse der Proteine (v.a. Tryptophan) und es entstehen Pyridoindole.
Bei geringeren Temperaturen kommt es meist zur Maillard-Reaktion. Hier sind Kreatinin, Aminosäuren und Kohlenhydrate beteiligt. Es entstehen dabei Aminoimidazoverbindungen.
Die Verbindungen werden häufig auch als Lebensmittelmutagene bezeichnet. In Bakterientests konnte nach metabolischer Aktivierung die besonders hohe Mutagenität der Verbindungen gezeigt werden. Da die Verbindungen im Tierversuch kanzerogen sind, ist auch davon auszugehen, dass sie im Menschen kanzerogen sind. Es entstehen Tumoren fast überall im Körper, doch ist das Colon der häufigste Zielpunkt (Vgl Metabolismus).
Die Zusammensetzung der HAA unterscheidet sich e nach Fleischart und Zubereitung. PhIP und MEIQx sind mit zwei dritteln jedoch die Hauptkomponenten.
Jedoch enthält nicht nur zubereitetes Fleisch sondern auch diverse andere Lebensmittel heterozyklische aromatische Amine. auch Tabak, Bier, Wein, Eier und Umweltproben (Regenwasser und Luftpartikel) können HAAs enthalten.

Reduktion[Bearbeiten]

  • beschichtete Pfannen verwenden
  • Das Gut so schonend wie möglich zubereiten
  • Evtl. Mikrowellenvorbereitung (z.B. Auftauen von TK-Fleisch). Fleischsaft tritt aus und senkt so den Kreatiningehalt.
  • Durch Verwendung von Sonnenblumenöl entstehen weniger HAA als bei Butter oder Rapsöl.
  • Antioxidative Gewürze wie Knobi, Rosmarin und Salbei reduzieren auch die Entstehung von HAAs.


Metabolismus[Bearbeiten]

Schema der Metabolisierung heterzyklsicher oaromatischer Amine

Die HAAs werden im Allgemeinen gut resorbiert. In der ersten Phase kommt es zu Hydroxylierungen durch CYP-450. Exemplarisch ist in der Abbildung der Metabolismus von PhIP gezeigt. Die Hydroxylierung kann an 2 Positionen stattfinden. Im Nager wird vor allem der Benzolring hydroxiliert und dann in der Phase 2 sulfatiert. Dies stellt eine Deaktivierung bzw. Entgiftung dar. Im menschlichen Körper ist vor allem eine Hydroxylierung des Amins und anschließende Glucuronidierung zu beobachten. Auch dies stellt eigentlich eine Entgiftungreaktion dar. Es gibt aber ein Problem: Die Mikroorganismen im Colon besitzen das Enzym Glucosidase. Dies ist in der Lage das Glucuronid enzymatisch zu spalten und so ein reaktives Nitreniumion zu erzeugen. Das Nitreniumion ist ein instabiles Intermediat welches leicht mit der DNA-Base Guanin reagiert. Es können entweder C8- oder N2-Addukte des Guanins entstehen. Daher ist auch das Colon ein Hauptziel der HAAs. Es ist eigentlich egal welches Addukt entsteht. Durch die veränderte Konformation kommt es zu Fehlern bei der Replikation. Vor allem in DNA-Sequenzen die ein GGGA-Stück enthalten kommt es zu Leserasterverschiebungen. Solche Sequenzen finden sich häufig im Colon und in Brustdrüsen.

Biomonitoring[Bearbeiten]

Die Belastung mit HAAs kann entweder durch Untersuchung des Harns oder durch Untersuchung des Blutes ermittelt werden. HAAs bilden mit Albumin Proteinaddukte. Es bildet mit Cystein bzw. dessen SH-Gruppe einen Komplex.
MeIQx kann nach saurer Hydrolyse mittels GCMS nachgewiesen werden. Trp-P-1 ergibt 3 Hauptaddukte, wobei eines davon fluoreszierend ist.