Studie zur chronischen Toxizität und Karzinogenität von Erythritol bei Ratten

Die potentielle Toxizität und Karzinogenität von Erythritol, einem kalorienarmen Zuckerersatzstoff, wurde an Wistar Crl:(WI) WU BR Ratten untersucht. Gruppen von 50 Ratten jedes Geschlechts erhielten über einen Zeitraum von 104-107 Wochen ein Futter mit 0, 2, 5 oder 10 % Erythrit oder 10 % Mannit. Jeder dieser Hauptgruppen wurden zwei Satellitengruppen mit jeweils 20 männlichen Tieren zugeordnet, die nach 52 und 78 Wochen der Behandlung getötet wurden. Zu Beginn der Studie waren die Ratten 5-6 Wochen alt. Die durchschnittliche Aufnahme von Erythrit in den Gruppen 2, 5 und 10 % betrug 0,9, 2,2 bzw. 4,6 g/kg Körpergewicht/Tag bei den Männchen und 1,0, 2,6 bzw. 5,4 g/kg Körpergewicht/Tag bei den Weibchen. Die Aufnahme von Mannitol betrug 4,4 bzw. 5,2 g/kg Körpergewicht/Tag bei männlichen bzw. weiblichen Tieren. Alle Behandlungen wurden ohne Durchfall oder andere Nebenwirkungen gut vertragen. Das Körpergewicht der männlichen Tiere der 5%igen Erythritgruppe sowie der männlichen und weiblichen Tiere der 10%igen Erythrit- und der 10%igen Mannitgruppe lag während des größten Teils der Studie deutlich unter den Kontrollwerten. Das Überleben der Tiere wurde durch die Behandlungen nicht nachteilig beeinflusst. Hämatologische und klinisch-chemische Untersuchungen ergaben keine auffälligen Veränderungen, die auf die Behandlung zurückgeführt werden könnten. Die Analyse von Urinproben, die während fünf 48-Stunden-Perioden von Ratten der Satellitengruppen in den Wochen 26, 42, 50 und 78 und von Ratten der Hauptgruppen in Woche 102 gesammelt wurden, zeigte, dass etwa 60 % des aufgenommenen Erythrits unverändert ausgeschieden wurden. Die Urinmengen nahmen mit zunehmendem Erythritgehalt der Nahrung zu. In Übereinstimmung mit früheren Beobachtungen bei anderen Polyolen führte die Aufnahme von Erythrit und Mannit zu einer erhöhten Ausscheidung von Calcium und Citrat im Urin. Die Urinausscheidungen von Natrium, Kalium, Phosphat, N-Acetylglucosaminidase (NAG), Gamma-Glutamyltransferase (GGT), niedermolekularem Protein (LMP) und Gesamtprotein (TP) waren in der 10 %igen Erythritgruppe leicht erhöht. Erhöhte GGT- und NAG-Ausscheidungen wurden gelegentlich auch bei der 5%igen Dosis beobachtet. Signifikant erhöhte relative Zökumgewichte wurden bei Ratten beider Geschlechter in der 10 %igen Mannitol- und, etwas weniger ausgeprägt, in der 10 %igen Erythritol-Gruppe beobachtet. Eine gewisse Vergrößerung des Zökums wurde auch in der 5 %igen Erythritolgruppe festgestellt. Das relative Gewicht der Nieren war in der 10 %igen Erythritolgruppe am höchsten, wobei der Unterschied zu den Kontrollen bei den Zwischentötungen (Männer) und bei der Beendigung (Frauen) statistische Signifikanz erreichte. Abgesehen von einer häufigeren Nephrokalzinose im Beckenbereich bei weiblichen Ratten aller Erythrit-Dosisgruppen ergaben die histopathologischen Untersuchungen keine nicht-neoplastischen, präneoplastischen oder neoplastischen Veränderungen, die auf die Aufnahme von Erythrit zurückgeführt werden könnten. Bei männlichen und weiblichen Ratten der 10 %-Mannitol-Gruppe war die Nephrokalzinose des Beckens, die bei den Weibchen gelegentlich mit einer Hyperplasie des Beckens einherging, der einzige bemerkenswerte Befund. Das Auftreten und das Fortschreiten der Nephrose, die bei alternden Ratten dieses Stammes häufig zu beobachten ist, wurde durch die Behandlungen nicht beeinflusst. In Ermangelung morphologischer Veränderungen in den Nieren oder anderer Anzeichen von Nephrotoxizität werden die erhöhten Ausscheidungen von NAG, GGT, LMP und TP als harmlose, funktionelle Folgeerscheinungen der renalen Elimination von Erythrit angesehen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das toxikologische Profil von Erythrit bei Ratten in mehrfacher Hinsicht dem anderer Polyole ähnelt. Abgesehen von der Nephrocalcinose, die bei mit Polyolen gefütterten Ratten häufig auftritt, wurden keine anderen behandlungsbedingten morphologischen Veränderungen in den Nieren beobachtet. Hinweise auf eine tumorauslösende oder tumorfördernde Wirkung von Erythrit wurden nicht festgestellt.