Titandioxid-Nano­partikel: Wie gefährlich ist E 171 für Darmpatienten?

Zürich – Nanopartikel aus Titandioxid, das als E 171 zunehmend Lebensmitteln, Zahn­pasta und auch Medikamenten als Farbstoff zugesetzt wird, haben in einem Mäuse­modell eine akute Darmentzündung verstärkt. Der Zusatzstoff gelangte infolge einer gestörten Darmbarriere ins Blut und wurde in der Milz abgelagert. In Gut (2017; doi: 10.1136/gutjnl-2015-310297) raten Gastroenterologen Patienten mit chronischen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa, Nahrungsmittel mit E 171 zu meiden. 

Titandioxid (TiO2) ist ohne Höchstmengenbeschränkung für Lebensmittel zugelassen. Als E 171 wird es zunehmend Lebensmitteln, Zahnpasta und Medikamenten zugesetzt, denen es eine weiße Farbe verleiht. Zuckerguss, Kaugummis oder Marshmallows ent­halten beispielsweise E 171. Immer häufiger werden Nanopartikel verwendet. Mindes­tens ein Drittel des in der Nahrung enthaltenen TiO2 hat einen Teilchendurchmesser von weniger als 100 Nanometer. 

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) schätzt die tägliche Zufuhr der Bevölkerung auf 1,28 mg/kg Körpergewicht. Die größte Menge dürfte unverändert wieder ausgeschieden werden. Die Nanopartikel können jedoch von der Darmschleim­haut aufgenommen und dann in der Milz abgelagert werden. Besonders gefährdet könnten Menschen mit Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa sein, da bei diesen Patien­ten die Schleimhautbarriere häufig gestört ist. 

Ein Tiermodell der beiden entzündlichen Darmerkrankungen ist die mit Dextran-Natrium-Sulfat (DSS) induzierte Kolitis. Ein Team um den Gastroenterologen Gerhard Rogler vom Universitätsspital Zürich hat DSS-Mäuse mit TiO2-Nanopartikeln exponiert. E 171 verschärfte die Entzündung. Biopsien zeigten eine Störung der Schleimhaut­barriere. Der Lebensmittelzusatzstoff wurde später in höherer Konzentration in der Milz nachgewiesen. 

Interessanterweise reagierten DSS-Mäuse mit einem Defekt im NLRP3-Gen nicht auf die Titandioxid-Nanopartikel. Das in NLRP3 kodierte Protein ist Bestandteil des unspe­zi­fischen Immunsystems. Es erkennt Gefahrensignale und veranlasst dann eine Ent­zün­dung. Rogler schließt daraus, dass TiO2 mit Hilfe des NLRP3-Proteins in den Kreis­lauf gelangt. NLRP3 ist vor allem in Makrophagen enthalten. Die Forscher haben des­halb untersucht, ob TiO2 von diesen Zellen aufgenommen wird, was der Fall ist. TiO2 wurde auch in Darmepithelzellen gefunden. Die Barrierestörung der Darmschleimhaut könnte nach Ansicht von Rogler die Aufnahme von TiO2 in die Zellen erleichtert haben.

Die Zellen setzen dann entzündungsfördernde Botenstoffe frei. Es kommt zur Bildung von Sauerstoffradikalen, was die verstärkte Darmentzündung und die Störung der Schleimhautbarriere erklärt. 

Zum Schluss haben die Forscher noch Blutproben von Patienten mit Colitis ulcerosa untersucht, deren Darmbarriere ebenfalls häufig gestört ist. Zunächst waren keine auf­fälligen Werte erkennbar. Dies änderte sich aber, wenn die Untersuchung auf Patienten im Erkrankungsschub beschränkt wurde. Diese Patienten hatten deutlich erhöhte TiO2-Blutwerte. Die Befunde lassen vermuten, dass TiO2 bei Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen einen Schub verstärken kann. Der endgültige Beweis steht für Rogler noch aus. Er rät dennoch allen Patienten mit einer Störung der Darmbarriere, vorsorglich auf Nahrungsmittel mit E 171 zu verzichten.

Es ist nicht die erste Studie, die die Unbedenklichkeit von TiO2 infrage stellt. Ein Team um Eric Houdeau vom Institut national de la recherche agronomique in Toulouse konnte TiO2 kürzlich nach einer Exposition in den Peyer’schen Plaques von Ratten nachweisen. Bei den Tieren kam es laut einem Bericht in Scientific Reports (2017; 7: 40373) nicht nur zu einer Entzündung der Darmkrypten. Nach einer Exposition über hundert Tage bildeten sich auch präneoplatische Läsionen, die einen Anfangsverdacht auf eine krebserregende Wirkung des vielgenutzten Weißpigments begründen. © rme/aerzteblatt.de