Glyphosat – Herbizid mit Nebenwirkungen · Glutamin-Synthetase zum Anstieg von NH3 und Glutamat...
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Glyphosat – Herbizid mit Nebenwirkungen
Monika Krüger
Universität Leipzig
Rauischholzhausen, 26.01.2016 ATI
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Papst Franciscus zu Pestiziden 16.06.2015
• “Wir werden krank, z. B. durch Inhalation von großen Mengen von Rauch, der von Brenn-stoffen für Kochen und Heizen entsteht. Das wird ergänzt durch….Dünger, Insektizide, Fungizide, Herbizide und toxische Pestizide insgesamt. Diese Technologie ist mit der Finanzwirtschaft verbunden, behauptet nur Probleme lösen zu wollen…kreiert dabei aber andere”.
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Gründe für Interesse an Glyphosat • Seit Mitte der 1990er unerklärlicher Anstieg von
chronischem oder viszeralem Botulismus in BRD Böhnel et al. 2011
Fälle
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Inhalt
• Was ist Glyphosat, wie wirkt es, wozu wird es genutzt?
• Glyphosatwirkungen
• Nachweis von Glyphosat in Proben von Menschen, Tieren, in Futtermitteln und Lebensmitteln
• Erkrankungen durch Glyphosat ?
• Was nun?
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Fluch und Segen von Agrochemikalien in der industrialisierten Landwirtschaft und ihre Rückwirkungen auf Menschen, Tiere und Natur
Umweltinstitut München, 2012 BUND 2012
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Glyphosat zur Bekämpfung von Beikräutern
BUND 2012
Wikipedia
BUND
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Was ist Glyphosat und wie
wirkt es?
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Glyphosat
N-(Phosphonomethyl)-Glycin
Phosphonomethyl-Essigsäure
Glycin
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Glyphosat
Wirkstoff des Totalherbizids Roundup
Anwendung seit 1974 (USA) derzeit in > 100 Ländern weltweit verwendet Hauptproduzent China, beliefert Monsanto
Kurzzeitstudien durch Monsanto nur mit technischem Glyphosat (N-Phosphonomethylglycin), nicht mit Salzen oder Estern von Glyphosat, damit auch keine Langzeit- studien
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(Samsel, 2016)
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Eigenschaften von Glyphosat
• geringes Molekulargewicht, hitzestabil
• gute Wasserlöslichkeit, darum mit Penetrationsmittel kombiniert, pH-stabil
• schnelle Aufnahme, Absorption und Translokation in Pflanzengewebe, wird nicht in Pflanze abgebaut
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Glyphosat
• Def. Glyphosat ist ein systemisches und nicht-selektives Herbizid, dass sowohl in der Landwirtschaft als auch in nichtlandwirtschaftlichen Gebieten weltweit verwendet wird. (WHO, 1994)
INTERNATIONAL PROGRAMME ON CHEMICAL SAFETY ENVIRONMENTAL HEALTH CRITERIA 159
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Glyphosat - Wirkungen
• 1 Chelator (Henri Martin, 1950)
• 2 Herbizid (zugelassen in USA 1974)
• 3 Bakteriostatikum (Abraham et al. 2010)
• 4 Zytostatikum (Camden et al. 1996)
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1 Chelator
Starker Chelator, bindet mehrwertige Kationen wie Mg++, Ca++, Zn++, Co++, Mn++, Fe++ usw. (bildet Komplexe mit Kationen)
Kationen (bes. Spurenelemente) sind dann für
Pflanzen und Tiere nicht mehr verfügbar
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Einfluss von Glyphosat auf Mikronährstoffaufnahme und Nährstofftranslokation in Sonnenblumen
Eker et al. 2006
1 Chelator
Aufnahme über Wurzeln Translokation in die Sprosse
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Manganmangel und Darmmikrobiota
• Glyphosat reduziert Bioverfügbarkeit von Mn für Darmmikrobiota
• Verschiedene Laktobazillen können inhibito-rischen Neurotransmitter GABA bilden
1 Chelator
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Einfluss von Glyphosat auf Spurenelementgehalt im Blutserum von Kühen (DK)
Krüger et al. 2013
Se (
µg
/L)
Zn (
µg
/dL)
1 Chelator
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Mitochondriendysfunktion
• Reduzierung der Mn-SOD durch Mn-Mangel in PNG (Polymorphkernige Neutrophile Granulozyten) Phagozytose
• Mn-SOD bei Entzündung (TNF α, LPS, Il1) hochreguliert
• Eukaryonten besitzen in Mitochondrien bestimmten Mn-abhängigen SOD-Typ, Cu/Zn-abhängige SOD befinden sich im Zytoplasma und extrazellulär
1 Chelator
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Ammoniak-und Glutamatanstieg durch Mangan-Mangel
• Mn-Mangel führt durch Hemmung der Glutamin-Synthetase zum Anstieg von NH3 und Glutamat (beide neurotoxisch)
• Arginase= Finalenzym im Harnstoffzyklus, durch Mn-Mangel gehemmt
1 Chelator
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Cholesterol und Bilirubin
• Cholesterolsynthese in Leber durch Mn stimuliert
• Hemmung der CYP-Enzyme verschlechtert Fähigkeit zur Cholesterol-Oxidierung, da von vielen Enzymen abhängig
• Mn-Mangel führt zu Reduzierung der Versor-gung von Körper und MDT-Mikrobiota mit Mn und Konzentrierung von Mn und Cholesterol in Leber
• Glyphosat führt zu Bilirubinämie
(Samsel und Seneff, 2015)
1 Chelator
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Glyphosate - Wirkungsmechanismus
Behindert alle Proteine und Wirkstoffe, die die drei aromatischen Aminosäuren benötigen, Tannin, Lignin, Flavonoide etc, Wuchsstoffe.
Bakterien Pilze Protozoen Algen
Vit. KK
2 Herbizid
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Wirkungsmechanismus
• Ca. 35% der Pflanzentrockenmasse wird durch aromatische Moleküle repräsentiert, die aus Shikimisäureweg stammen.
• Durch die Hemmung der 5-Enolpyruvyl-Shikimisäure-3-Phosphat –Synthase (EPSPS) kommt es zu massivem Anstieg von Shikimi-säure und zur Störung des Kohlenstoffflusses im Shikimisäure-Pathway und zum Tod der Pflanze.
2 Herbizid
(Sikorski und Gruys, 1996) ATI
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Gründe für häufige Anwendung
• Hersteller attestierte folgende Eigenschaften:
• hohe Unkrautvernichtungseffektivität
• geringe Toxizität für Nichtzielorganismen
• geringes Risiko des Durchsickerns in das Grundwasser, da feste Adsorption an Bodenteile
• relativ schnelle Degradierung (Borggaard und Gimsing, 2008)
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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>anaerob
Pseudomonas spp., Laktosespalter nutzen G als P-Quelle
ENVIRONMENTAL HEALTH CRITERIA 159, 1994
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Wirkung auf Mikroorganismen
US patent 7,771, 736 B2 (2010)
3 bakteriostatisch
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Bakterien besitzen 2 Formen von EPSPS
• Klasse I: sensibel für Glyphosate in mikromola-ren Konzentrationen
• Klasse II: noch aktiv in Gegenwart von Glyphosat
Sensibel
Lactobacillus spp.
Enterococcus spp.
Bifidobacterium spp.
Bacillus spp.
Resistent
Salmonella Typhimurium
Salmonella Enteritidis
Salmonella Gallinarum
Clostridium tetani
Clostridium perfringens
Clostridium botulinum (Krüger et al. 2013)
Fusarium spp
Shehata et al. 2012 Krüger et al. 2013
3 bakteriostatisch
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Antimikrobielle Wirkung von Glyphosat, N-Acetyl-Glyphosat und AMPA (mg/ml) auf E. faecalis
3 bakteriostatisch
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Einfluss von Glyphosat auf Bodenmikroorganismen
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Fusarien Pseudom. Mn-
Reduzierer
Kontr.
600g/ha
1200g/ha
2400g/ha
% (Zobiole et al., 2010; Kremer, 2010)
3 bakteriostatisch
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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
3 bakteriostatisch
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Antagonismus von Glyphosat-empfindlichen Bakterien für C. botulinum A, B, D, E
Shehata et al. 2012: Antagonistic effects of different bacteria on Clostridium botulinum types A. B. D. E. Vet. Rec. 10.1136/vr.101184.
3 bakteriostatisch
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Einfluss von Glyphosat auf C. botulinum und seinen Gegenspieler Enterococcus faecalis
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 mg
glcophosat/ ml
E. fecalis + 1 mg
glcophosat/ ml
E.
fecali
s c
fu
4h
8h
0
50
100
150
200
250
300
3,5
E+
09
3,5
E+
08
3,5
E+
07
3,5
E+
06
3,5
E+
05
3,5
E+
04
3,5
E+
03
3,5
E+
02
3,5
E+
01
C.b
ot
Typ
B
Enterococcus faecium
Bo
Nt-
B n
g/m
lGlyphosat hemmt E. faecalis
E. faecalis hemmt BoNT-Bildung
E. Faecalis + 0,1mg Glyphosat/ml
E. Faecalis +,1mg Glyphosat/ml
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Unphysiologische Körperhaltung
Symptome Chronischer Botulismus
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Nicht abgeschluckte Futterwickel, 17.08.10
Symptome Chronischer Botulismus
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Visköser Speichelfluss
Symptome Chronischer Botulismus
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Symptome Chronischer Botulismus
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Blinddarm, chronischer Botulismus
Bakteriennachweis mit Clostridiensonde
Versporte Bakterien
Swidsinski, 2010
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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, Schlachttier
Pilzhyphen
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Toxizität von Glyphosat und Roundup auf HT29-MTX Zells (48h)
(Gac et al. 2014 submitted)
4 Zytostatikum
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Zusammenfassung
• Glyphosat beeinflusst durch Hemmung des Shikimisäure-Stoffwechselpfades die Synthese aromatischer Aminosäuren – Tryptophan, Phenylalanin, Tyrosin – den Stoffwechsel von Bakterien, Pilzen, Protozoen und Algen.
• Glyphosat ist ein Chelator
• Glyphosat besitzt antimikrobielle (bakterio-statische) Eigenschaften.
• Glyphosat beeinflusst Zellwachstum
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Glyphosat-Quellen für Mensch und Tier
• Futterimporte - GVO-Soja, GVO- Raps, GVO-Mais !!!!
• Getreide und Stroh nach Vorernte-Sikkation
• Kontaminiertes Brunnenwasser
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Nachweis von Glyphosat und AMPA in Soja (Bohn et al. 2013)
*
* Bodenbehandlung
Futtermittel Grenzwert
mg/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- KOMMISSION Rückstandshöchstgehalte Glyphosat in Futtermitteln
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Glyphosat –Aufnahme bei Säugetieren
• 20-30 % (20% BfR) 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 Geweben
(Brewster et al. 1991)
(Paganelli et al. 2010)
ATI
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Glyphosatgehalte in Futtermitteln
Futtermittel
Nutztiere
Glyphosatgehalt
mg/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
Hundefutter Glyphosat
mg/kg
1 0,035
2 0,129
3 0,074
4 0,231
5 0,352
6 0,152
7 0,094
8 1,735
9 0,928
10 1,456
11 0,912
12 1,194
Urin „Hund“ 1,41 ng/ml
ATI
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• Glyphosatnachweise in verschiede-nen Substraten von Menschen und Tieren
ATI
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Nachweis von Glyphosat in Urinen von Milchkühen sowie Organen und Fleisch
BRD
Krüger et al. 2014: Detection of Glyphosate Residues in Animals and Humans. J Environ Anal Toxicol 2014
ATI
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Nachweis von Glyphosat im Urin von Hasen und Mastkaninchen
(Krüger et al. 2014: Detection of Glyphosate Residues in
Animals and Humans. J Environ Anal Toxicol . )
n=193
n=77
ATI
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Nachweis von Glyphosat im Urin von Menschen
n=102
n=199
n=41
n=99
ATI
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UBA-Studie, 2016
ATI
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Glyphosatnachweis in Urinproben der Umweltprobenbank, UBA, 2016
ATI
Anteil Proben über unteren Bestimmungsgrenzwert der Methode
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• Glyphosatwirkungen
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Einfluss von Glyphosat auf IgM Antikörper gegen Schwärzepilze bei Milchkühen aus
Sachsen-Anhalt
(Schrödl et al. 2014)
Einfluss auf Immunsystem
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Einfluss von Glyphosat auf das Akut-Phase-Protein LBP bei Milchkühen aus Sachsen-
Anhalt
0
2
4
6
8
10
12
14
16
LBP
<10ng/ml
10-40ng/ml
>40ng/ml
P<0.05
ng/ml
Einfluss auf Immunsystem
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Therapieresistentes Festliegen der Milchkuh
Glyphosat im Urin von Festliegern (n=52) und
Gesunden (n=206) Kühen.
Rulff et al. 2014, in review
C. botulinum ABE und CD Serum-Antikörper bei Festliegern (n=52) und gesunden (n=206) Kühen
ATI
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Frischabkalber
Festlieger
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Weitere Glyphosat - Effekte (Samsel und Seneff, 2013)
• Hemmung der Cytochrom P450 (CYP)-Enzyme (Leber, Darmepithel)
• Reduktion der Detoxifizierung von Xenobiotica (Mykotoxine, Bakterientoxine, Organophposphate, etc. )
• Langsame Manifestierung von Entzündungen im gesamten Körper
• Oxidativer Stress
• Hormonzerstörer
• Hemmung der Biosynthese aromatischer Aminosäuren und verwandter Substanzen durch die MDT-Mikrobiota
• Intravaskuläre disseminierende Koagulation durch „Aussalzen " von Blutproteinen
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Disseminierende intravaskuläre Koagulopathie (Gerlach, 2012)
ATI
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Einfluss von Glyphosat auf Leber- und Muskelenzyme sowie Harnstoff in Blutserum
(Krüger et al. 2013
GLDH= Glutamate dehydrogenese, GOT=Glutamate Oxalacetate Transaminase
Blutparameter und Glyphosat
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Einfluss von Glyphosat auf Schlachtkörperqualität (USA)
Fleischqualität und Glyphosat
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Nachweis von Glyphosat in Organen eines Damwildfötus, histologische Befunde
0
10
20
30
40
50
60
70
ZNS Leber Lunge Niere
Glyphosatng/g
ng/g
Pathohistologischer Befund Niere: multifokal Einzelzellnekrosen der Tubulusepithelzellen Gehirn: Gehirn: vereinzelt ausgeprägte Satellitose (Gliaansammlung) und Neurophagie Leber: hochgradig schaumiges Zytoplasma (Glykogenspeicherung/ hydropische Degeneration), zahlreiche Hepatozytenkerne mit Kernwandhyper- chromasie (Apoptose) und Chromatinverklumpung (Nekrose)
Fötopathie und Glyphosat
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Missgebildete Ferkel (DK)
Missbildungen und Glyphosat
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Nachweis von Glyphosat in Organen und Muskeln von missgebildeten, lebend
geborenen Ferkeln (DK)
(Krüger et al. 2014: Detection of Glyphosate in Malformed Piglets, J Environ Anal Toxicol 2014)
Missbildungen und Glyphosat
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Carrasco, 2010, Missbildungen bei menschlichen Föten
Missbildungen und Glyphosat
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Weitere Glyphosat-assoziierte gesundheitliche Reaktionen
• Fruchtbarkeitsstörungen Arthus, nachher (Futterwechsel, Activomin) Arthus, vorher
Impotenz, Hauterosionen, Glyphosataus- scheidung über Urin 1,4ng/ml
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Weitere Glyphosat-assoziierte gesundheitliche Reaktionen
• Kachexie
• Lähmung der Innenschenkelmuskulatur
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Weitere Glyphosat-assoziierte gesundheitliche Reaktionen
• Verendungen in den ersten 2 Wochen nach dem Abkalben
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• Was können wir tun?
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Maßnahmen
1. Langfristige Ziele
Wiederherstellung der Funktionalität der
Kreislaufsysteme Boden-Pflanze-Tier-
Mensch durch Beseitigung der Glyphosat-Einträge in die Systeme.
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Maßnahmen 2. Kurz-mittelfristige Ziele Neutralisierung der Glyphosatwirkung in den
einzelnen Systemen durch geeignete
Maßnahmen bei Tieren und Menschen
(Einsatz von Huminsäuren / Pflanzen-
kohle, Zeolite)
Boden: Stoppen des G-Einsatzes, Ausbringen von Huminsäuren, Zeoliten und PF-Kohle
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Neutralisation von Glyphosat
WH 67
Shehata et al. 2014: Distribution of Glyphosate in Chicken Organs and its Reduction by Humic
Acid Supplementation. J. Poult. Sci. 51: 334-338.
Therapeutische Ansätze
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Glyphosatgehalt in Organen und Geweben von Broilern nach Huminsäureapplikation
Shehata et al. 2014: Distribution of Glyphosate in Chicken Organs and its Reduction by Humic Acid
Supplementation. J. Poult. Sci. 51: 334-338.
Therapeutische Ansätze
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![Page 72: Glyphosat – Herbizid mit Nebenwirkungen · Glutamin-Synthetase zum Anstieg von NH3 und Glutamat (beide neurotoxisch) ...](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040707/5e092e3c3f08241bb935182c/html5/thumbnails/72.jpg)
Neutralization of glyphosate Shehata et al. 2013
200g Pflanzenkohle +500mL Sauerkrautsaft/d
120g Huminsäuren WH67
Gerlach et al. J Clin Toxicol 2014
Oral Application of Charcoal and Humic acids to Dairy Cows Influences Clostridium botulinum Blood Serum Antibody Level and Glyphosate Excretion in Urine
Therapeutische Ansätze
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Zusammenfassung
• Glyphosat Ist in Ausscheidungen und Organen von Tieren und Menschen nachweisbar.
• Glyphosat steht in Beziehung zum chroni-schen Botulismus , beeinflusst das Immun-system, den Leberstoffwechsel, den Spuren-elementstoffwechsel, Fruchtbarkeit sowie das Immunsystem.
• Glyphosat kann in den Organen missgebil-deter Ferkel nachgewiesen werden.
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Danke für die Aufmerksamkeit • PD Dr. Schrödl • Dr. Shehata • DVM A. Gerlach • Vet. H. Gerlach • Vet. S. Krüger • Vet. Müller • Vet. Kotsch • Vet. Ackermann • Vet. Neuhaus • Vet. Schledorn • Vet. Rulff • Dr. rer. nat. M. Gac • Prof. A. Rodloff
ATI