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GLYPHOSAT: Wirkung des Totalherbizids auf Menschen und Tiere Monika Krüger, Jürgen Neuhaus, Arwad Shehata, Wieland Schrödl Institut für Bakteriologie und Mykologie Universität Leipzig ZIM

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GLYPHOSAT: Wirkung des Totalherbizids auf Menschen

und TiereMonika Krüger, Jürgen Neuhaus, Arwad Shehata,

Wieland Schrödl

Institut für Bakteriologie und MykologieUniversität Leipzig

ZIM

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Glyphosat

ZIM

N-(Phosphonomethyl)-glycin Glycin

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Arthur Schopenhauer

Jede Wahrheit durchläuft drei Phasen: In der ersten wird sie verlachtIn der zweiten wird sie wild bekämpftIn der dritten wird sie als Selbstver-ständlichkeit akzeptiert

ZIM

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Inhalt

• Einleitung• Wirkung auf Tiere, Menschen, Bakterien,

Pilze• Nachweis von Glyphosat Proben von

Menschen und Tieren• Erkrankungen durch Glyphosat ?• Was nun?

ZIM

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Glyphosat

• Def. Glyphosat ist ein systemisches und nicht-selectives Herbizid, dass sowohl in der Landwirtschaft als auch in nichtlandwirtschaftlichen Gebieten weltweit verwendet wird. (WHO, 1994)

ZIM

INTERNATIONAL PROGRAMME ON CHEMICAL SAFETY ENVIRONMENTAL HEALTH CRITERIA 159

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Glyphosatabbau in Umwelt

• Hauptmetabolit = AMPA (toxisch)• Hydrolyse: 6,3% nach 32d bei pH 5, 7, 9

und 5°C sowie 35°C (Monsanto, 1987)• Photodegradation: <1% • Bakterieller Abbau, Biodegradation:

aerob>anaerobPseudomonas spp., Laktosespalter nutzen G als P-Quelle

ZIM

ENVIRONMENTAL HEALTH CRITERIA 159, 1994

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Glyphosat –Aufnahme bei Säugetieren

• 20-30 % nach oraler Aufnahme im oberen Teil des Magen-Darm-Trakts absorbiert

• Nach 5-6h Maximalwert im Blut• Verteilung im extravasalen Gewebe• Eliminationshalbwertzeit 14,4 h

• Akkumulation in GewebenZIM

(Brewster et al. 1991)

(Paganelli et al. 2010)

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Glyphosatwirkung

Starker Chelator, jedes Kation wird chelatiert Mg, Ca, K, Zn, Co, Mn usw. (bildet Komplexe mit Kationen )

Kationen (Spurenelemente) sind dann für Pflanzen und Tiere nicht mehr verfügbar

CIM

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Mangan –und Zinkaufnahme von RR-Soja und RR-Mais in

USA

ZIM

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Spurenelementmangel im Blutserumvon Kühen mit Glyphosat im Urin

* Pool 3 TiereZIM

Parameter

Trockenst.

Kühe Millionäre

Färsen Kalbinnen

Referenz

Einheit

Cu 94,9 67,5 83,1 64,7 76,8 102 -203

µg/dl

Mn 0,04 0,03 0,05 0,04 0,04 0,36-1,8

µmol/l

Se 36,6 27,6 34,9 23,3 27,1 70 -100

µg/l

Zn 76,1 88,4 77,2 91,7 129,5 70-130 µg/dl

Co 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 21,2 -107,2

µg/l

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Nachweis von Co und Mn im Blutserum von Kühen (DK 2012)

ZIM

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Kuh des Betriebes Ku mit Hautdefekten (Zn-Mangel) ZIM

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Fürll et al. 2004, Sekundärer Manganmangel

als Bestandsproblem bei Milchkühen

Fehlstellung der Vorderbeine, Betrieb KuCIM

(Mn-Mangel)

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Glyphosat-Quellen

• Futterimporte - GVO-Soja, GVO- Raps, GVO-Mais

• Getreide und Stroh nach Vorernte-Sikkation

• Kontaminiertes Brunnenwasser

ZIM

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ZIM

Futtermittel Grenzwertmg/kg

Leinsamen 10

Sonnenblumenkerne 20

Rapssamen 10

Sojabohne 20

Gerste 20

Mais 1

Hafer 20

Roggen 10

Weizen , Dinkel, Tritikale 10

Süßlupine 10

VERORDNUNG Nr. 441/2012 DER EU- KOMMISSIONRückstandshöchstgehalte Glyphosat in Futtermitteln

24.05.2012

Beispiele

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Glyphosatgehalte in Futtermitteln

ZIM

Futtermittel Nutztiere Glyphosatgehaltmg/kg

Rindermischpellets Mö 0,971

Rindermischpellets Da 0,765

Rindermischpellets Po 0,507

Rübbenschnitzel 0,002

Wildpellets 0,506

Weizen geschält 0,131

Garlix Leckmasse 2,6

Eicheln 0,309

Mais 0,035

Rindermischpellets Fakultät 0,131

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Ohr-Erosionen Hund

ZIM

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Ohr-Erosionen Rind

ZIM

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EU-Marktzulassung von RR-Soja

• 1996 Zulassung der RR-Sojabohne (Monsanto) für Import und Verarbeitung zu Lebens- und Futtermitteln in der EU (ohne Kennzeichnungspflicht)

• 2004 erst Kennzeichnung der Importe als gvo

ZIM

RR= Roundup Ready (Monsanto)

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Glyphosat-resistente Bakterien und Pilze

ZIM

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Wirkung auf Mikroorganismen

CIM

US patent 7,771, 736 B2 (2010)

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EPSPS-Klassen bei Bakterien

• Klasse I – EPSPS: empfindlich für Glyphosat in mikromolarer Konzen-tration

• Klasse II – EPSPS: noch in Anwesen-heit von Glyphosat enzymatisch aktiv

• Klasse I und Klasse II 30% Aminosäure-homologie

ZIM

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EP-Patent 2 327 785 A2: EPSP-Synthase Domänen, die bei Bakterien

für Glyphosat-Resistenz kodieren (2011)

• Glyphosat hemmt aromatische Aminosäure-Biosynthese

• Tötet nicht nur Pflanzen , sondern ist auch toxisch für Bakterienzellen

• Es hemmt viele bakterielle EPSP- Synthasen, bestimmte bakterielle EPSP- Synthasen haben hohe Toleranz für Glyphosat

ZIM

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Bakterien mit hoher Glyphosattoleranz (EP 2 327 785 A2)

• Enterobacterium spp.

• C. perfringens• C. acetobutylicum• Fusobacterium nucleatum• Pseudomonas vesicularis• Escherichia coli

• Salmonella Typhimurium• Bacillus subtilis• C. tetani• Ochrobacter/Brucella

ZIM

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Glyphosatwirkung auf Fusarien

F. poae

F. graminearum

F. proliferatum

F. verticillioides

F. sporotrichioides

ohne GP 0,1mg/ml 1mg/ml 10mg/ml

3d Wachstum auf

Sabouraudagar

ZIM

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ZIM

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

MLM1 MLM2 0,1 mg 1 0,1 mg 2 1mg 1 1mg 2 10 mg 1 10 mg 2

3h

6h

24h

Glyphosatwirkung auf C. perfringens

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Wirkung von Glyphosat im MDT von Rindern?

CIM

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Clostridien-Eintrag

Eubiose GIT

gesund

Dysbiose GIT

krankl

Dysbiosen sind prädisposponierende Fak-toren für Clostridiosen

ZIM

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ZIM

Inhibition of C. botulinum by commensale bacteria

E. faecalis

E. faecalis

(Sullivan et al. 1988)

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Einfluss verschiedener E. faecium- Konzentrationen

auf BoNT B Expression

ZIM

0

50

100

150

200

250

300

3,5E

+09

3,5E

+08

3,5E

+07

3,5E

+06

3,5E

+05

3,5E

+04

3,5E

+03

3,5E

+02

3,5E

+01

C.b

ot T

ypB

Ente rococcus faecium

BoN

t-B

ng/

ml

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Einfluss von Glyphosat auf das Wachstum von E. faecalis

ZIM

1,E+00

1,E+01

1,E+02

1,E+03

1,E+04

1,E+05

1,E+06

1,E+07

1,E+08

1,E+09

1,E+10

E. fecalis E. fecalis + 0.1 mgglcophosat/ ml

E. fecalis + 1 mgglcophosat/ ml

E.

feca

lis c

fu4h

8h

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Glyphosat hemmt Enterokokken, die Antagonisten von C. botulinum

Herbicideconcentrati

on(mg/ml)

Glyphosate Herbicide formulation

C. botulinumtype B (cfu/ml) (mean ± SD)

BoNT(ng/ml)4

E.faecalis(cfu/ml)(mean ±SD)5

C.botulinumtype B (cfu/ml)(mean ± SD)

BoNT(ng/ml)

E.faecalis(cfu/ml)(mean ± SD)

0 6,9 ± 0,34 300±47 8,2± 0,87 6,9 ± 0,34 270±120 8,2± 0,87

0,1 5,3± 0,78 312±20 0 5,1± 0,78 337±50 0

1 5,4 ± 0,45 319±60 0 3,3 ± 0,80 0 010 3,2 ± 0,43 0 0 3,0 ± 0,65 0 0

Monika Krüger, Awad Shehata; Wieland Schrödl, Arne Rodloff

Glyphosate suppresses the antagonistic effect of Enterococcus spp. on Clostridium botulinum

Anaerobe, 2013.

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Enterokokken-Gehalt im Kot von Kühen mit Nachweis von C. botulinum

ZIM

0

10

20

30

40

50

60

70

1. Entn 2. Entn. 3. Entn. 4. Entn.

0-e0e1-e2e3-e4e5-e6e7-e8

%

07.09.10 05.10.10 14.12.10 07.03.11

Probiose E.faecalis

Kraftfutter abgesetzt

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Wirkung von Glyphosat aufLactobacillus harbinensis

ZIM

30µg/ml

Awad A. Shehata • Wieland Schrödl •Alaa. A. Aldin • Hafez M. Hafez • Monika Krüger (2012): The Effect of Glyphosate on Potential Pathogens and Beneficia Members of Poultry Microbiota In Vitro. Curr Microbiol DOI 10.1007/s00284-012-0277-2.

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ZIM

Einfluss von Glyphosat aufL. buchneri

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Nachweis von Glyphosat in Proben von Menschen und

Tieren

ZIM

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Validierung des Glyphosat ELISA mit LC-MS-MS

Urine n r (ELISA : LC-MS-MS)

Mensch 14

Rind 21 0,963

ZIM

0,87

LC-MS-MS=liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection methods

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Nachweis von Glyphosat in Pansensaft und Urin von Kühen (n=20) Methodenvergleich

ZIM

0

5

10

15

20

25

30

PSELISA

PSGC-MS

UELISA

Glypohosatng/ml

ng/ml

PS-Pansensaft U-Urin

n=20

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Nachweis von Glyphosat in Humanurinen (n=51) (Bioprodukte-Esser)

ZIM

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

GELISA

G GC-MS

Glyphosat

ng/ml

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Vergleich Glyphosatgehalte in Urinproben verschiedener Spezies (ELISA)

0102030405060708090

RindBRD

Kanin. Mensch

Glyphosat

ng/ml

n=307

n=67

n=81

ZIM

n=240

Rind

DK

Msch

BRD

n=60

Hase

*

* Mastkaninchen

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Glyphosatnachweis im Stuhl von MS-Patienten

ng/g

n=56,direkt 14x C. bot. Typ E positiv

n=55, indirekt, 1x A, 1x B, 1xAB2xE

ZIM

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Nachweis von Glyphosat im Urin von Kühen (DK 2012)

ZIM

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Nachweis von Glyphosat in Gärresten (n=6) (Vergleich ELISA vs. GC-MS)

ZIM

0

10

20

30

40

50

60

70

80

G-ELISA

G-GC-MS

AMPA

G-ELISA

G-GC-MS

AMPA

ng/ml

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Erkrankungen durch Glyphosat ?

ZIM

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Glyphosatwirkung

Zytotoxische Aktivität Leber- und Nierenschäden

ZIM

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Nachweis von GLDH im Blutserum von Kühen (DK 2012)

ZIM

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Nachweis von AST im Blutserum von Kühen (DK 2012)

AS

T

ZIM

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0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

W K R V S T B E

Farm

U/L

CK

Nachweis von CK im Blutserum von Kühen (DK 2012)

ZIM

Page 49: GLYPHOSAT: Wirkung des Totalherbizids auf Menschen · PDF fileEubiose GIT gesund Dysbiose GIT krankl Dysbiosen sind prädisposponierende Fak-toren für Clostridiosen ZIM. ZIM Inhibition

Nachweis von Harnstoff im Blutserum von Kühen (DK 2012)

ZIM

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Beziehung zw. Glyphosat im Urin und Harnstoff im Blutserum

ZIM

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Nachweis von Creatinin im Blutserum von Kühen (DK 2012)

ZIM

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Beziehung zw. Glyphosat im Urin und Creatinin im Blutserum

ZIM

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Missbildungen bei Fröschen

(Paganelli et al. 2010) ZIM

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Carrasco, 2010, Missbildungen bei menschlichen Föten

ZIM

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Carrasco, 2010, Missbildungen bei menschlichen Föten

ZIM

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Deformierte Ferkel (Dänischer Bericht, 2012)

ZIM

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ZIM

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Zitzenhautnekrosen

ZIM

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Chronischer Botulismus und Glyphosat

ZIM

Besteht ein Zusammenhang?

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Frischabkalber

Bestand K in T

ZIM

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Unphysiologische KörperhaltungZIM

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Nicht abgeschluckte Futterwickel, 17.08.10

Bestand K in P

ZIM

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Überkreuzte Hinterbeine

Bestand K in P

ZIM

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Erregernachweis

Speichelfluss

Bestand K in P

ZIM

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ZIM

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ZIM

Konventioneller Bestand Labmägen und Inhalteeuthanasierter Kühe

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Ergebnisse des direkten C. botulinum-Nachweises (ELISA) im Kot erkrankter Milchkühe

05

101520253035404550

d C iC dD iD

vor TPBnach TPBnach Impf.

d =direkter Toxinnachweis, i = indirekter Erregernachweis

TPB = Topinambur

ZIM

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Schlachttier: Labmagen, diffuse plasmazellulär-dominante, teils erosive

Abomasitis mit multifokalem Nachweis septierter Pilzhyphen sowie Bakterien

(Stäbchen und Kokken)

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Labmagen, SchlachttierZIM

Pilzhyphen

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Labmagen, SchlachttierZIM

Pilzhyphen

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Mykologischer Befundder Labmagenschleimhaut

• Lichtheimia ramosa• Mucor ramosissimus• Aspergillus fumigatus• Geotrichum candidum• Candida rugosa• Candida lambica

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Was ist zu tun?

ZIM

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Maßnahmen

1. Langfristige ZieleWiederherstellung der Funktionalität der Kreislaufsysteme Boden- Pflanze-Tier-Mensch durch Reduktion, besser Be-seitigung der Glyphosat-Einträge in die Systeme.

ZIM

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Maßnahmen2. Kurz-mittelfristige Ziele

Neutralisierung der G-Wirkung in deneinzelnen Systemen durch geeignete Maßnahmen bei Tieren und Menschen (Einsatz von Huminsäuren / Pflanzen-kohle)Boden: Stoppen des G-Einsatzes, Ausbringen von Huminsäuren und PF-Kohle

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Bindung von Glyphosat durch Huminsäuren

ZIM

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+

Huminsäure Glyphosat

Glyphosat-Huminsäure-KomplexeZIM

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Huminsäuren

• Natürliche Stoffe im Boden, die durch Abbau von Pflanzenmaterial sowie Metabolismus von Mikroorganismen entstehen

ZIM

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1,E+00

1,E+01

1,E+02

1,E+03

1,E+04

1,E+05

1,E+06

1,E+07

1,E+08

1,E+09

RB1

RB2

RB3

RB4

RB5RB6.

1RB6.

2

RB7RB8.

1RB8.

2

RB9

CARE.fe

calis

E.fe

calis

(cfu

/ml)

Gly 2400 µg/ml Gly 1200 Gly 600 Gly 300 Gly 0

Glyphosat-Bindungsvermögen verschiedener Huminsäuren

Huminsäurekonzentration = 1mg/ml ZIM

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RB 4/ 1mg/ml

Glyphosat-Hemmung bis 2400 µg/ml

Bindung von Glyphosat durch Huminsäuren

ZIM

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Bindung von Glyphosat an Holkohle

ZIMZIM

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ZIM Wir danken für die Aufmerksamkeit

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