CAVE: Rettungsstelle-KANZEL - Herz- und Baucharterien: Cannabis-Konsum und Tabackrauchen

Medizin am Abend Berlin Fazit: Tabakrauchen verkalkt Arterien stärker als reiner Cannabis-Konsum

Langfristiger Cannabis-Konsum wurde wiederholt mit Ablagerungen in Herzarterien (Plaques) in Verbindung gebracht. 

• Nun konnte in einer Langzeitstudie unter Leitung der Universität Bern nachgewiesen werden, dass nicht der Cannabis-Konsum an sich, sondern Tabakrauch der Hauptauslöser ist. 

Tabakrauchen verkalkt Arterien stärker als reiner Cannabis-Konsum: Querschnitt einer menschlichen Arterie mit Verkalkungen (gelb). Wikimedia Commons
 
Dass Tabakrauchen Plaques bildet und dadurch das Herzinfarktrisiko erhöht, ist bereits bekannt.

Noch nicht untersucht worden war, ob Cannabis-Konsum dieselbe Wirkung hat. Eine Langzeitstudie über 25 Jahre unter der Leitung von Prof. Reto Auer vom Berner Institut für Hausarztmedizin (BIHAM) hat nun nachgewiesen, dass regelmässiger Cannabis-Konsum nur dann schädlich für die Herzarterien ist, wenn Cannabis zusammen mit Tabak konsumiert wird. 

•  «Unsere Studie bestätigt die starke und konsistente Verbindung zwischen Tabakkonsum und der Bildung von Plaques», sagt Reto Auer. «Cannabiskonsumentinnen und -konsumenten rauchen viel Tabak und erhöhen dadurch ihr Risiko für Herzinfarkte.»

Tabak für das Herz schädlicher als Cannabis

Für die Untersuchungen wurden Daten aus der Langzeitstudie CARDIA verwendet, die seit 1985 die Entwicklung von Atherosklerose (Arterienverkalkung) und deren Risikofaktoren bei jungen Erwachsenen untersucht. Sie erfasst über 25 Jahre hinweg unter anderem den Cannabis- und Tabakkonsum von über 5'000 Teilnehmenden in den Vereinigten Staaten, beginnend im frühen Erwachsenenalter. Für die vorliegende Studie wurden 3'498 Teilnehmende mittleren Alters berücksichtigt, die in ihrem Umfeld eine typische Cannabis- und Tabakexposition hatten und bei denen über 25 Jahre hinweg der Tabak- und Cannabiskonsum erhoben wurde. Im 25. Jahr wurde mit Computertomographie das Calcium in den Herz- und Baucharterien gemessen. Die Forschenden untersuchten anhand der Messungen den Zusammenhang zwischen jahrelangem Konsum von Cannabis und Tabak und der Arterienverkalkung.

Von den 3’498 untersuchten Teilnehmenden hatten 89% eine Computertomographie. Bei 60% dieser Teilnehmenden hatten sich Plaques gebildet. Von diesen 3‘117 Teilnehmenden mit Plaques berichteten 84% über Cannabiskonsum, aber nur 6% konsumierten täglich. Im Gegensatz dazu rauchten 49% täglich Tabak.

Wie die Forschenden erwarteten, gab es einen starken Zusammenhang zwischen der Tabakrauchexposition in der Vergangenheit und dem Plaque-Aufbau in den Herz- und Baucharterien.

Bei denjenigen Cannabis-Konsumierenden, die niemals Tabak geraucht hatten, war dieser Zusammenhang jedoch nicht nachweisbar.

Nur bei Personen mit sehr hohem Cannabis-Konsum fanden die Forschenden einen Trend zu einem erhöhten Risiko für Atherosklerose. «Wir müssen diese Ergebnisse aber sorgfältig interpretieren, weil nur wenige Teilnehmer so stark exponiert waren», sagt Auer.

Insgesamt hatte häufiger Cannabis-Konsum einzig eine schwache Wirkung auf die Verkalkung von Baucharterien.

«Wir konnten bereits in einer früheren Studie zeigen, dass Cannabis und Herzinfarkte nicht assoziiert sind», sagt Ko-Autor Stephen Sidney, MD, Principal Investigator der CARDIA-Studie.

• «Hingegen sehen wir deutlich die nachteiligen Effekte des Tabakkonsums – oder mit anderen Worten: die Begleiteffekte, wenn Cannabis mit Tabak konsumiert wird, sind nicht zu unterschätzen», sagt Auer.

Angaben zur Publikation:

Auer, R., Sidney, S., Goff, D., Vittinghoff, E., Pletcher, M.J., Allen, N.B., Reis, J.P., Lewis, C.E., Carr, J., Rana, J.S., 2017. Lifetime Marijuana Use and Subclinical Atherosclerosis: The Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA) Study. Addiction. [epub ahead of print]
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/add.14110

Angaben zur früheren Publikation:
* Reis, J.P., et al., Cumulative Lifetime Marijuana Use and Incident Cardiovascular Disease in Middle Age: The Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA) Study. Am J Public Health, 2017. 107(4): p. 601-606, doi:10.2105/AJPH.2017.303654

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Tabakrauch und Tabakkonsum + Ihr Krebsrisko

Medizin am Abend Berlin Fazit: Auch geringer Tabakkonsum erhöht Krebsrisiko

Medizin am Abend Berllin ZusatzFachThema: Gesundheitsbericht

Zellen passen sich auf Kosten eines erhöhten Mutationsrisikos an das Umweltkarzinogen Benzpyren an

Schon eine niedrige Dosis des im Tabakrauch enthaltenen Umweltgiftes Benzpyren schädigt die DNA. 

Wie Wissenschaftler des Instituts für Toxikologie an der Universitätsmedizin Mainz nun erstmalig nachgewiesen haben, können sich die geschädigten Zellen jedoch an diesen Schaden anpassen. 

• llerdings geht diese Anpassung mit einem erhöhten Mutationsrisiko der Zellen einher. 

• Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine Krebserkrankung entwickelt. 

Die Forschungsergebnisse der Mainzer Wissenschaftler wurden jüngst in der namhaften Fachzeitschrift „Nucleic Acids Research“ veröffentlicht. 

 
Eine durch Benzpyren geschädigte Zelle, die DNA-Brüche (grüne Punkte) im Zellkern aufweist.
Foto: Markus Christmann, Universitätsmedizin Main

Für Raucher bedeutet diese Erkenntnis, dass sie selbst bei geringem Zigarettenkonsum ihr Risiko erhöhen, an Krebs zu erkranken. Die Forschungsergebnisse der Mainzer Wissenschaftler wurden jüngst in der namhaften Fachzeitschrift „Nucleic Acids Research“ veröffentlicht.

Damit körpereigene Prozesse ungestört funktionieren können und ein Individuum überleben kann, ist es wichtig, dass dessen Erbgut und somit die Erbinformationen unversehrt erhalten bleiben.  

• Das Erbgut, die DNA, kann jedoch durch krebserregende Umweltgifte, sogenannte Karzinogene, schwerwiegende Schäden erleiden. 

Um diesen entgegenzuwirken, hat die Zelle spezielle DNA-Reparaturmechanismen entwickelt.

Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass das Umweltgift Benzpyren, ein krebserregender Stoff, der auch im Tabakrauch enthalten ist, die DNA schädigt. Wie reagieren Zellen auf diese DNA-Schäden? Können sie die Schäden reparieren und die Reparatur bei Bedarf verstärken? Und welche Auswirkungen hat dies auf das Überleben der Zelle? Das waren Fragen, die Wissenschaftler des Instituts für Toxikologie der Universitätsmedizin Mainz in der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Dr. Markus Christmann untersucht haben. Im Rahmen ihrer Studie „Adaptive upregulation of DNA repair genes following benzo(a)pyrene diol epoxide protects against cell death at the expense of mutations” richteten die Forscher ihr Augenmerk vor allem auf die adaptive Aktivierung bestimmter DNA-Reparaturprozesse.

• Wenn eine Zelle viele DNA-Schäden erleidet, beispielsweise weil sie einer hohen Konzentration eines Karzinogens ausgesetzt ist, dann ist es ihr möglich, quasi Selbstmord zu begehen, indem sie den programmierten Zelltod einleitet. Dadurch kann sich die stark geschädigte Zelle nicht mehr vermehren und vor allem keinen weiteren Schaden anrichten, wie beispielsweise einen Tumor auszubilden.

Was passiert in der Zelle, wenn sie hingegen nur mit geringen Mengen an toxischen Substanzen wie Benzpyren in Kontakt kommt?

Dann wird die DNA-Reparatur aktiviert. Wie von Christmann und seiner Arbeitsgruppe richtig vermutet, konnten sie als Reaktion auf eine niedrige Menge der toxischen Substanz Benzpyren eine Aktivierung der sogenannten Nukleotid-Exzisionsreparatur beobachten. Bei dieser werden DNA-Bausteine um den Schaden herum sowie der Schaden selbst entfernt. Durch Ablesen der Erbinformation auf dem intakten DNA-Strang wird der geschädigte DNA-Bereich neu synthetisiert. Die Zelle kann so weiterleben, ihre DNA duplizieren und sich wieder teilen. Im Rahmen der Studie zeigte sich, dass die Zellen aufgrund der verstärkten, durch den Schadstoff Benzpyren induzierten DNA-Reparatur besser vor der toxischen Wirkung dieses Karzinogens geschützt sind.

Nicht Teil der Forschungshypothese war jedoch ein weiterer, in der Zelle beobachteter Prozess: Auch die Transläsionssynthese setzte verstärkt ein. Bei diesem fälschlicherweise mitunter auch als DNA-Reparatur bezeichneten Vorgang versucht die Zelle, mit nicht entfernten DNA- Schäden, zurechtzukommen, indem Enzyme während der DNA-Replikation über diese DNA-Schäden hinweg lesen. Auf diese Weise werden in der DNA verbliebene Schäden toleriert. Dies ist eine besondere Situation für die Zelle, die für sie allerdings vorteilhaft ist: Der Mechanismus fördert das Überleben der Zelle, denn es gibt keine Brüche in der DNA und die Zelle kann sich weiter vermehren. Dieser Vorgang der Schadentoleranz ist jedoch häufig mit Fehlern behaftet. Und tatsächlich konnte das Team um Professor Christmann nachweisen, dass Zellen, die die Behandlung mit Benzpyren überleben, vermehrt Mutationen aufweisen. Da Krebs auf Mutationen des Erbguts beruht, steigt damit zwangsläufig das Tumorrisiko.

Interessant ist, dass bei der Verstärkung der DNA-Reparatur ein als Tumorsuppressor bekanntes Protein, nämlich p53, involviert ist. Dieses Protein entscheidet bei der DNA-Schädigung häufig zwischen Leben und Tod der Zelle. Benzpyren regt p53 an, die DNA-Reparatur zu stimulieren und ebenso die Transläsionssynthese der geschädigten DNA zu verstärken. Mit diesen Erkenntnissen ist es den Wissenschaftlern der Universitätsmedizin Mainz gelungen, die Regulation der adaptiven DNA-Reparatur in Zellen, die mit einem Umweltgift wie Benzpyren in Kontakt kamen, erstmalig aufzuklären.

Die Aktivierung dieser DNA-Reparaturprozesse beobachteten die Wissenschaftler nicht nur in menschlichen Zellkulturen, sondern auch in Zellen der Mundschleimhaut von Rauchern. Das bedeutet, dass die Zellen ihrer Mundschleimhaut und wahrscheinlich auch die ihres Lungengewebes der toxischen Schädigung durch Karzinogene adaptiv entgegenwirken und sich folglich anpassen können. 

Doch der Preis hierfür ist hoch: Die Wahrscheinlichkeit steigt, dass sich in ihrem Körper ein Tumor entwickelt.

Weitere Informationen:
Christmann et al., Adaptive upregulation of DNA repair genes following benzo(a)pyrene diol epoxide protects against cell death at the expense of mutations, Nucleic Acids Research, 44 (22), 10727-10743; DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkw873

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