Pilz, Der Verwendet Wird, Um Krebserregendes Toxin Zu Unterdrücken
Pilz, Der Verwendet Wird, Um Krebserregendes Toxin Zu Unterdrücken

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Anonim

Die Bekämpfung des chemischen Giftes Aflatoxin hängt von der Förderung des Pilzwachstums in afrikanischen Kulturen ab.

Pilz, der verwendet wird, um krebserregendes Toxin zu unterdrücken
Pilz, der verwendet wird, um krebserregendes Toxin zu unterdrücken

Auf Tausenden von Feldern in Nigeria sind Reihen goldgelber Maiskörner mit Schimmel übersät. Der Pilz ist für das menschliche Auge oft unsichtbar, aber selbst wenn seine Ranken als grünlich-schwarzes Wachstum sichtbar sind, wird er nicht als störend angesehen. Stattdessen sind viele Landwirte erfreut zu erfahren, dass es sich niedergelassen hat, weil es ihre Ernte vor einer Substanz schützt, die die menschliche Gesundheit gefährdet.

In den letzten Jahren hat ein wachsender Kader von Bauern in Westafrika ihren Mais absichtlich mit einem bestimmten Schimmelpilzstamm Aspergillus flavus infiziert, um einen anderen Pilzstamm abzuwehren. Der andere, unerwünschte Stamm von A. flavus produziert ein Gift namens Aflatoxin, das Menschen, die es konsumieren, krank machen oder töten kann, insbesondere über viele Jahre.

Bei akuten Konzentrationen können Aflatoxine Menschen oder Tiere vergiften und sie sofort töten. Die Substanz wurde auch mit Stunts und Immunsuppression bei Kindern in Verbindung gebracht, die viel davon essen. Darüber hinaus wird geschätzt, dass Aflatoxin jedes Jahr etwa 90.000 Fälle von Leberkrebs verursacht. Der Pilz, der Aflatoxin produziert, wächst auf einer Vielzahl von Kulturen, darunter Mais, Erdnüsse und Baumwolle.

Die Bedrohung durch Aflatoxin ist nicht neu oder auf Afrika beschränkt, aber das Toxin betrifft Menschen in ärmeren Ländern mit weniger strengen Erntetests überproportional. Wie oft solche kontaminierten Lebensmittel gegessen werden, vermittelt auch ihr Risiko. „In Afrika essen sie in maisverzehrenden Teilen sieben Tage die Woche Aflatoxin, zweimal täglich ab dem Zeitpunkt, an dem sie entwöhnt werden. Und sie essen nicht viel von allem anderen, daher ist die Exposition viel akuter “, sagt die Pflanzenpathologin Kitty Cardwell, die die Finanzierung mehrerer Programme am National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums überwacht.

Obwohl in den USA und in Europa strenge Vorschriften erlassen wurden, um zu begrenzen, wie viel Toxin in Lebensmitteln enthalten sein kann, besteht das Problem in Entwicklungsländern, in denen es auf dem Markt selten Tests auf Aflatoxin gibt (obwohl es strenge Tests für Pflanzen gibt) international exportiert). Aber selbst wenn auf einigen Märkten in Afrika chemische Tests auf Aflatoxin vorhanden sind, dürfen die mit Aflatoxin beladenen Pflanzen nicht verworfen werden. Stattdessen bringen die Landwirte manchmal die abgelehnten Pflanzen nach Hause und essen sie mit ihren Familien oder verkaufen die Pflanzen mit einem Rabatt an diejenigen mit geringerem Einkommen, die die Nahrung benötigen.

Es gibt keine einfache Möglichkeit, Aflatoxin zu blockieren. Der Pilz, der Aflatoxin produziert, wächst auf natürliche Weise im Boden - und dort ist es fast unmöglich, ihn zu entfernen. Pflanzen wie Mais und Erdnüsse sind anfälliger für Aflatoxin produzierende Schimmelpilze, wenn ihr Immunsystem durch Bedingungen wie hohe Temperaturen und Trockenstress geschwächt wird. Das Wachstum des Schimmelpilzes kann gestoppt werden, indem das Erntegut sorgfältig getrocknet und während der Lagerung vor Feuchtigkeit und Insekten geschützt wird. Solche Maßnahmen können jedoch schwierig sein, insbesondere in feuchten Klimazonen, in denen es häufig regnet. Aus diesem Grund haben Landwirte in Afrika damit begonnen, Pflanzen mit einem gutartigen Cousin des giftigen A. flavus zu schnüren - ein Biokontrollansatz, der bereits auf vielen Farmen in Arizona und Texas etabliert ist.

Sobald sich der gute Schimmel im Ackerland festgesetzt hat, übertrifft er den problematischen Schimmel und hungert ihn an den Ressourcen, die er zum Überleben und Gedeihen benötigt. Biokontrolltechniken wie diese werden in den USA seit mehr als einem Jahrzehnt eingesetzt. Aber selbst wenn ein solcher Ansatz in den USA akzeptiert wird, bedeutet dies nicht automatisch, dass er in anderen Ländern verwendet werden kann.

In Nigeria testeten Forscher Hunderte von Pflanzenproben, die Tausende von Aspergillus-Proben enthielten, um zu versuchen, einen lokalen Stamm von gutem A. flavus zu identifizieren, der der Aufgabe gewachsen war, den schlechten Pilz in Schach zu halten. "Wir haben sechs Jahre gebraucht, um das erste Produkt in Nigeria auf das Feldversuchsniveau zu bringen, und weitere fünf Jahre, um den vollständigen Registrierungsstatus der Aufsichtsbehörden zu erhalten", erklärte der Pflanzenpathologe Ranajit Bandyopadhyay per E-Mail. Bandyopadhyay ist Mitglied des International Institute of Tropical Agriculture (IITA), der Gruppe, die die Initiative zur Pilzbekämpfung in Afrika südlich der Sahara anführt. Unterwegs wurde die Forschung der Gruppe unter anderem von der Bundesregierung, der Universität Ibadan in Nigeria und dem USDA unterstützt. Im vergangenen Jahr gelang es der Forschungsgruppe, eine Produktionsstätte im Land zu errichten, die es endlich geschafft hat, den massiven Bedarf an diesen Produkten zu decken. Die von der Bill and Melinda Gates Foundation finanzierte Anlage kann pro Stunde fünf Tonnen Schimmel produzieren - genug, um mehr als 1250 Morgen Getreide zu bedecken. "Der Herstellungsprozess ist weltweit der erste seiner Art", schrieb Bandyopadhyay. „Zum ersten Mal ist eine vielversprechende Technologie für die Landwirte erreichbar“, sagt er.

Aber die Technologie setzt sich nur langsam durch. 2014 wurden in Afrika nur etwa 24 500 Acres behandelt, und in diesem Jahr sollen in Nigeria, Senegal und Kenia insgesamt fast 100 000 Acres gemeinsam behandelt werden, sagt Bandyopadhyay. (Bis heute ist keine unabhängige Überprüfung der Zahlen der gemeinnützigen Organisation verfügbar.) Das ist nur ein winziger Teil des Ackerlandes in Afrika - Nigeria allein hat zum Beispiel etwa 10,5 Millionen Morgen Mais - und dennoch hoffen seine Unterstützer, dass diese Zahl zunehmen wird. Das Haupthindernis ist nicht, dass die Menschen vorsichtig sind, wenn sie gezielt Pilze auf ihre Ernte setzen. Laut Bandyopadhyay sind es vielmehr die Kosten für den Kauf des Pilzes, um ihn anzuwenden.

Jedes Land geht anders mit der Technologie und ihrer Finanzierung um, aber das Prinzip, wie die Technologie funktioniert, ist ungefähr dasselbe. In Nigeria zum Beispiel werfen die Landwirte das Produkt - totes Sorghumkorn, das mit Sporen des „guten Schimmels“überzogen ist - einfach ein paar Wochen vor der Blüte auf ihre Ernte. Laut Bandyopadhyay konnten nigerianische Landwirte in Feldtests über einen Zeitraum von vier Jahren die Aflatoxin-Kontamination ihres Mais und ihrer Erdnüsse mit diesem Produkt namens Aflasafe um etwa 80 bis 90 Prozent reduzieren. Sein Team plant, diese Arbeit einem von Experten begutachteten Journal vorzulegen. Obwohl den Landwirten in dieser Studie das Produkt kostenlos zur Verfügung gestellt wurde, erzielen die Landwirte, die das Zeug kaufen, laut IITA ebenfalls einen Gewinn. Ihre Zahlen deuten darauf hin, dass die Landwirte in den letzten Jahren, als das Produkt in Nigeria verkauft wurde, für jeden Dollar, den sie für Aflasafe ausgaben, einen Gewinn von bis zu 5,10 USD erzielten. (Landwirte müssen normalerweise ungefähr 5 bis 8 US-Dollar pro Morgen Mais ausgeben.)

Ein Grund, warum Landwirte, die Aflasafe verwenden, in der Lage sind, Geld zu verdienen, ist, dass sie in einen Aggregationsdienst einbezogen wurden, der ihre Produkte sammelt und sie auf einen Markt bringt, auf dem Käufer für das Produkt mit niedrigem Aflatoxin-Gehalt den höchsten Preis zahlen würden, stellt Cardwell fest. Für Landwirte, die ihre Produkte auf dem informelleren Markt verkaufen, wäre es schwieriger, einen Gewinn zu erzielen.

Die Notwendigkeit einer Intervention ist jedoch groß. Schätzungen zufolge sind 4,5 Milliarden Menschen in Entwicklungsländern nach Angaben der US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten chronisch Aflatoxin durch ihre Nahrung ausgesetzt. Darüber hinaus haben 85 bis 100 Prozent der Kinder in afrikanischen Ländern entweder nachweisbare Aflatoxinspiegel im Urin oder Biomarker für Aflatoxin im Blut. Es ist auch in Muttermilchproben im Iran, in der Türkei und in Kamerun aufgetaucht.

Trotz der Erfolge in Nigeria haben sich die Vorteile des Biokontrollprogramms von A. flavus nur langsam in die menschliche Nahrungskette eingeschlichen. Der größte Teil der Aflatoxin-armen Ernte wird immer noch von Geflügelproduzenten gekauft, um Hühner zu füttern, die sonst krank und in ihrem Wachstum verkümmert wären. Organisationen, die ihren Mais vor Ort beziehen, darunter Nestlé und das Welternährungsprogramm der Vereinten Nationen, sind laut USDA ebenfalls interessiert. Eine Gruppe von Menschen kann jedoch bereits gesünder essen: die Bauern. Landwirte halten normalerweise einen Teil der Ernte zurück, um ihre eigenen Familien zu ernähren. Wenn also ihre gesamte Ernte weniger Aflatoxin enthält, ernähren sich ihre Familien jetzt auch gesünder. „Natürlich wollen wir alle, dass das Toxin aus der menschlichen Nahrungsversorgung stammt“, stellt Cardwell fest, „aber um die Landwirte zu motivieren, zusätzliche Kosten und Operationen auf ihrem Gebiet zu übernehmen, müssen sie einen Markt haben, der dieses niedrige Toxin wertschätzt Niveau." Ein Start in diesen Markt mit Verkäufen an Geflügelproduzenten kann ein Schritt in die richtige Richtung sein.

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