News: Arsen im Schafspelz
Arsen gilt als Klassiker, um ungeliebte Mitmenschen ins Jenseits zu befördern. Doch nicht jede arsenhaltige Substanz ist giftig. Jetzt entdeckten Forscher eine bisher unbekannte organische Verbindung des Elements - und zwar im Urin von Schafen.
© Bild (Ausschnitt)
Wenn im Krimi von "Arsen" die Rede ist, wurde das Opfer meist mit Arsenik, also Arsenoxid, vergiftet. Wie giftig eine arsenhaltige Substanz ist, hängt jedoch von ihrem genauen Aufbau ab, denn Arsenverbindungen können durchaus im Stoffwechsel vorkommen.
So akkumuliert beispielsweise Seegras das im Meerwasser in Spuren vorhandene Arsen in Form von Arsenozuckern, einer bisher als nichttoxisch eingestuften Verbindungsklasse. Was geschieht nun mit diesem Arsen, wenn es von Pflanzenfressern aufgenommen wird?
Auf der Suche nach solchen arsenhaltigen Stoffwechselprodukten untersuchten Jörg Feldmann von der schottischen Universität Aberdeen und seine Kollegen von der englischen Universität York den Urin einer britischen Schafsart, deren Lieblingsspeise Seegras ist.
Und die Forscher wurden tatsächlich fündig: Sie entdeckten eine bisher unbekannte organische Arsenverbindung. Das Besondere daran: An das Arsenatom ist ein Schwefelatom gebunden – das erste Mal, dass ein Thioorganoarsenat, so der Name dieser Verbindungsklasse (theion, griech.: Schwefel), in einer biologischen Probe gefunden wurde.
"Überraschend, aber eigentlich nicht unerwartet", findet Feldmann, "denn Arsen hat eine hohe Affinität zu Schwefel, im Organismus binden Arsenionen an Schwefelwasserstoffgruppen von Proteinen und legen so wichtige physiologische Funktionen lahm. Auch beim Abbau von arsenhaltigen Verbindungen im Körper spielt die Bindung zwischen Arsen- und Schwefelatomen eine wichtige Rolle."
Das Thioorganoarsenat, dessen Struktur die Wissenschaftler durch chromatographische und massenspektrometrische Methoden charakterisiert haben, ist nicht sehr beständig. Beim längeren Stehenlassen und bei der Behandlung der Proben wird es rasch in das entsprechende Oxoorganoarsenat umgewandelt, das Schwefel- also durch ein Sauerstoffatom ersetzt. Die Oxo-Verbindung ist bereits seit längerem bekannt, sie soll in Schalentieren vorkommen und galt bisher als Metabolit von Arsenozuckern, der mit dem Urin ausgeschieden wird.
Möglicherweise wurden Thioorganoarsenate bei der Analytik von Bioproben bisher einfach übersehen. Feldmann betont: "Die Standardbedingungen bei der Analytik von Arsenverbindungen scheinen für den Nachweis von Thioorganoarsenaten sehr ungünstig zu sein." Beispielsweise spielt der pH-Wert bei der Trennung der Proben auf Chromatographie-Säulen eine wichtige Rolle. In stark sauren Lösungen zersetzt sich das in Schafsurin gefundene Thioorganoarsenat leicht, mit nur schwach sauren Flüssigkeiten lässt es sich nicht mehr von der Säule spülen.
"Mit diesem Wissen könnte vielleicht bald eine Vielzahl weiterer Thioorganoarsen-Verbindungen entdeckt werden", spekuliert Feldmann. "Der Stoffwechsel von Arsenverbindungen im Körper scheint jedenfalls komplexer zu sein als zuvor angenommen, und es eröffnen sich neue Fragen zur Toxizität von Arsenverbindungen."
So akkumuliert beispielsweise Seegras das im Meerwasser in Spuren vorhandene Arsen in Form von Arsenozuckern, einer bisher als nichttoxisch eingestuften Verbindungsklasse. Was geschieht nun mit diesem Arsen, wenn es von Pflanzenfressern aufgenommen wird?
Auf der Suche nach solchen arsenhaltigen Stoffwechselprodukten untersuchten Jörg Feldmann von der schottischen Universität Aberdeen und seine Kollegen von der englischen Universität York den Urin einer britischen Schafsart, deren Lieblingsspeise Seegras ist.
Und die Forscher wurden tatsächlich fündig: Sie entdeckten eine bisher unbekannte organische Arsenverbindung. Das Besondere daran: An das Arsenatom ist ein Schwefelatom gebunden – das erste Mal, dass ein Thioorganoarsenat, so der Name dieser Verbindungsklasse (theion, griech.: Schwefel), in einer biologischen Probe gefunden wurde.
"Überraschend, aber eigentlich nicht unerwartet", findet Feldmann, "denn Arsen hat eine hohe Affinität zu Schwefel, im Organismus binden Arsenionen an Schwefelwasserstoffgruppen von Proteinen und legen so wichtige physiologische Funktionen lahm. Auch beim Abbau von arsenhaltigen Verbindungen im Körper spielt die Bindung zwischen Arsen- und Schwefelatomen eine wichtige Rolle."
Das Thioorganoarsenat, dessen Struktur die Wissenschaftler durch chromatographische und massenspektrometrische Methoden charakterisiert haben, ist nicht sehr beständig. Beim längeren Stehenlassen und bei der Behandlung der Proben wird es rasch in das entsprechende Oxoorganoarsenat umgewandelt, das Schwefel- also durch ein Sauerstoffatom ersetzt. Die Oxo-Verbindung ist bereits seit längerem bekannt, sie soll in Schalentieren vorkommen und galt bisher als Metabolit von Arsenozuckern, der mit dem Urin ausgeschieden wird.
Möglicherweise wurden Thioorganoarsenate bei der Analytik von Bioproben bisher einfach übersehen. Feldmann betont: "Die Standardbedingungen bei der Analytik von Arsenverbindungen scheinen für den Nachweis von Thioorganoarsenaten sehr ungünstig zu sein." Beispielsweise spielt der pH-Wert bei der Trennung der Proben auf Chromatographie-Säulen eine wichtige Rolle. In stark sauren Lösungen zersetzt sich das in Schafsurin gefundene Thioorganoarsenat leicht, mit nur schwach sauren Flüssigkeiten lässt es sich nicht mehr von der Säule spülen.
"Mit diesem Wissen könnte vielleicht bald eine Vielzahl weiterer Thioorganoarsen-Verbindungen entdeckt werden", spekuliert Feldmann. "Der Stoffwechsel von Arsenverbindungen im Körper scheint jedenfalls komplexer zu sein als zuvor angenommen, und es eröffnen sich neue Fragen zur Toxizität von Arsenverbindungen."
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