Cumarin

Cumarin findet man prominent im Waldmeister, einigen Süssgräsern (wie z.B. Ruchgras) oder auch in Steinklee-Arten, bzw. in Spuren auch in weiteren Schmetterlingsblütlern wie dem Rotklee. Man findet hohe Cumarin-Gehalte auch im Zimt (zumindest in Cassia-Zimt, beim Ceylon-Zimt ist der Gehalt um ein Vielfaches geringer).

Im Waldmeister oder Steinklee liegt der Cumaringehalt ca. bei 0.2% bis 1% der Trockenmasse (also ca. 0.02 bis 0.2% der Frischmasse). Cumarin duftet angenehm süsslich mit einer leicht vanilleartigen Note. Viele kennen diesen typischen Cumarin-Duft von getrocknetem Heu auf Wiesen, wo die dort enthaltenen Ruchgräser das Cumarin freisetzen. Cumarin ist auch der Duftstoff von Waldmeister (z.B. in der Maibowle oder dem Waldmeister-Sirup) oder Steinklee. Frische Pflanzen weisen noch keinen Cumarinduft auf, bzw. dazu müssen diese erst angewelkt oder getrocknet werden. Gut getrockneter Waldmeister wird wegen dem angenehmen Duft des Cumarins auch für Duftsäckchen verwendet. Der Duft hält dabei über viele Wochen an. Im Kleiderschrank sollen diese Duftsäckchen angeblich Motten fernhalten.

 Es handelt sich beim Cumarin um einen Abwehrstoff gegen Pathogene und Fressfeinde. Das reine Cumarin ist aber auch für die Pflanze selbst giftig. Damit es sicher im Zellplasma der Pflanze gespeichert werden kann, liegt es dort mit einem Zucker angehängt in Form eines Glykosides (dem Melilotosid) vor. Dieses ist viel weniger reaktiv und mit dem Zuckeranhang erst noch wasserlöslich (und somit im Zellplasma lagerbar, freies Cumarin ist fettlöslich). Wird das Pflanzengewebe verletzt (Biss, Bakterienangriff, Schnitt, Welken / Trocknen), dann wird dem Melilotosid enzymatisch der Zucker abgespaltet und das Cumarin freigesetzt.

Cumarin ist vor allem bei Pilzen, Bakterien und Insekten als Giftstoff relevant. Grössere Pflanzenfresser fressen Cumarin-haltige Pflanzen jedoch meist problemlos, d.h. das Cumarin stellt für Kühe und auch weitere Wiederkäuer kein Problem dar. Wird das Heu jedoch nicht ausreichend getrocknet oder wenn es zwar feucht, jedoch nicht luftdicht in Siloballen verpackt wird, dann fermentieren Schimmelpilze das Cumarin zu Dicumarol. Wird dann solches Heu gefressen, dann verhindert das dort enthaltene Dicumarol die Blutgerinnung und es findet im Tier inneres Verbluten statt («Sweet clover disease»).

Bei uns Menschen kann eine zu hohe konsumierte Cumarin-Dosis Kopfschmerzen, Übelkeit, usw. verursachen. Wirklich gut dokumentiert sind diese Fälle aber nicht (liegen die Kopfschmerzen evtl. einfach nur am Alkohol in der Maibowle oder dem Nocebo-Effekt durch ständige Warnungen?). Menschen haben früher Cumarin als Medikament (gegen Lymphödeme) eingenommen und zwar in Dosen, die um ein Vielfaches höher liegen als ein paar Waldmeister-Stängel. Kopfschmerzen waren dort, wenn überhaupt, dann eine sehr untergeordnete Nebenwirkung. Aber auf jedenfall sollte man aber sicher nicht kiloweise Cumarin in sich hineinfuttern.

Problematisch kann das Cumarin hingegen bei konstanter, langfristiger Einnahme werden. So wird vom Körper aufgenommenes Cumarin in der Leber abgebaut und die dabei entstehenden reaktiven Abbauprodukte (Metabolite) können die Leber schädigen. Genauer gesagt gibt es in der Leber zwei verschiedene Abbauwege, einen «sicheren Abbauweg» via Enzym CXP2A6 und einen «toxischen Abbauweg» mit den erwähnten schädlichen Abbauprodukten. Bei Menschen ist dabei der «sichere Abbauweg» dominant, wobei je nach Person die Aktivität des Enzyms CXP2A6 unterschiedlich ist und bei einigen Menschen der Abbau etwas mehr über den «toxischen Abbauiweg» verläuft als bei anderen Menschen.

Wie erwähnt wurde Cumarin früher in hohen Dosen (>100mg, dies entspricht einer Menge von ca. 50 bis 250g frischem Waldmeister!) als Medikament eingenommen und dabei wurde bei wenigen Personen wurden mit der Zeit Hepatitis-ähnliche Symptome beobachtet. Die Symptome waren nach dem Absetzen meist wieder reversibel. Warum dies nur bei einigen Personen aufgetreten ist, dürfte vermutlich damit zu tun haben, dass wie erwähnt der «toxische Abbauweg» bei einigen Menschen einen etwas grösseren Anteil hat als bei anderen Menschen und bei denen daher auch die Wahrscheinlichkeit für Leberschäden grösser ist.

Es wurden auch diverse Tierstudien an veschiedenen Tierarten (Ratten, Hunde, Primaten) mit langfristig hohen Cumarin-Dosen durchgeführt, wo leberschädigende Wirkungen beobachtet wurden. Die entsprechenden Effekte treten ab ca. 25 bis 50 mg pro kg Körpergewicht Cumarin pro Tag ein, was für typische menschliche Verzehrmengen unrealistisch hoch ist (25 bis 50 mg/kg Cumarin entspricht bei einem 70kg schweren Menschen ca. 875 bis 17.5kg frischem Waldmeister). Die Empfindlichkeit war auch je nach Tierart unterschiedlich. So haben sowohl Ratten, Hunde als auch Primaten beide Abbauwege zum Abbau für Cumarin. Bei Hunden und Ratten ist jedoch der «toxische Abbauweg» dominant, weshalb diese auch empfindlicher auf Leberschäden reagieren als wir Primaten (wo wie erwähnt der "sichere Abbauweg" dominant ist).

Aufgrund all dieser Befunde scheint der gelegentliche Konsum von kleineren Mengen Waldmeister oder Steinklee für uns unproblematisch zu sein. Die ESFA bezeichnet einen täglichen Konsum von 0.1 mg Cumarin pro kg Körpergewicht als unproblematisch. Bei 70kg Körpergewicht entspricht dies ca. 3.5 bis 35g frischem Waldmeister. Damit liegt die gemäss ESFA unproblematische tägliche Aufnahmemenge bei ca. ein paar wenigen Waldmeister-Stängeln. Wichtig: Dieser Wert kursiert auch immer wieder im Zusammenhang mit der Dosis, ab der Kopfschmerzen auftreten könnten. Mit diesem Thema hat der Wert jedoch nichts zu tun, sondern bezieht sich ausdrücklich auf mögliche langfristige Leberschäden.

In gewissen der durchgeführten Tierstudien mit Cumarin wurden auch Tumore beobachtet. Doch auch hier muss der Kontext mit sehr hohen Dosen und der grösseren Bedeutung des toxischen Abbauweges in Ratten und Hunden mitberücksichtig werden. So gibt es bei Menschen bisher keine Hinweise, dass Cumarin in realistischen Dosen Tumore auslösen würden. Das BfR (Bundesamt für Riskobewertung in Deutschland) schreibt dazu: «In Tierversuchen hat Cumarin in sehr hohen Mengen, die über lange Zeit verabreicht wurden, bei Ratten und Mäusen Krebs ausgelöst. Für den Menschen gibt es dagegen keine Hinweise auf eine cumarinbedingte Tumorentstehung».

Da Cumarin früher, d.h. zwischen den 70er und den 90er Jahren als Medikament gegen Lymphödeme eingesetzt wurde, scheint es also auch eine Heilwirkung zu haben. Lymphödeme sind Schwellungen im Körper, die durch einen gestörten Lymphabfluss entstehen. Das Cumarin wirkt hierzu vermutlich, indem es Fresszellen stimuliert, die wiederum Proteine im Gewebe abbaut, die für diese Störungen verantwortlich sind. Der Cumarin-haltige Steinklee wurden wurde bereits in der Antike bei Schwellungen empfohlen.

Nebst dem Cumarin gibt es auch noch die Stoffgruppe der «Cumarine» (auch Cumarin-Derivate genannt). Diese sind Moleküle mit der Grundstruktur von Cumarin. Cumarin-Derivate sind zwar chemisch mit dem eigentlichen Cumarin verwandt, doch dabei handelt es sich um andere Stoffe mit anderen Eigenschaften, was Toxizität, Wirkung, Duft usw. angeht. Den charakteristischen Cumarin-Duft findet man auch nur im eigentlichen Cumarin. Die bekannteste Stoffgruppe innerhalb der Cumarin-Derivate sind die Furocumarine, die man in vielen Doldenblütlern vorfindet und wegen ihrer phototoxischen Wirkung bekannt sind.

Literaturempfehlung:

🌱 Abraham et al (2010) - Toxicology and risk assessment of coumarin: Eine guter wissenschaftlicher Review-Artikel über die Daten von Cumarin aus der Zeit, als Menschen es als Medikament eingenommen haben und die Evidenz aus Tierstudien, bzw. wie diese Interpretiert werden können. Daneben wird auch noch auf die „coumarin-exposure“ durch den Zimtkonsum während der Weihnachtszeit eingegangen.