Plutonium ist vor allem dann lebensgefährlich, wenn es in die Zellen gelangt: Dort verstrahlt das Element den Körper und verursacht Spätfolgen wie Krebs. Nicht völlig klar war bisher aber, welche biologischen Mechanismen dafür sorgen, dass das in der Natur fast gar nicht vorkommende Gift überhaupt in die Zelle gelangt. Verdächtigt wurden Eisentransportproteine – das stimmt zur Hälfte, berichten jetzt Forscher um Mark Jensen vom Argonne National Laboratory im US-Bundesstaat Illinois.

Die Wissenschaftler konnten nachverfolgen, wie Plutonium in Ratten rasch in die Zellen der Nebenniere gelangt. Transportiert wird das Radiotoxin dabei tatsächlich vom Eisentransportsystem: Fälschlich mit Plutonium beladene Eisenträger des Bluts, die Transferrin-Proteine, docken wie beim normalen Eisentransport an Membranrezeptoren an und werden dann in die Zelle eingeschleust. Allerdings geschieht dies nur unter bestimmten Bedingungen: An einer der beiden im Prinzip identischen Bindepositionen des Transferrins muss ein Plutoniumion (Pu⁴⁺), an der anderen aber unbedingt ein Eisenion (Fe³⁺) gebunden sein.

Das sei zunächst biochemisch interessant, so die Forscher: Nur wenn zwei Eisenionen oder eben je ein Plutonium- und Eisenion die Bindestellen besetzen, ist die Konformation des Transporters – also seine räumliche Gestalt – geeignet, von der Zelle erkannt und aufgenommen zu werden. Transferrin bindet zwar generell neben Eisen und Plutonium auch einige andere Metallionen, meist aber werden die fehlbeladenen Transporter dann nicht in die Zelle aufgenommen.

Nur in Gegenwart von Eisen im Blut könne Plutonium also in die Zellen gelangen, fassen die Forscher zusammen. Dies macht Plutonium allerdings kaum weniger gefährlich, denn Eisen ist im Blut gesunder Menschen und Nager stets vorhanden; zudem sind rein statistisch auch immer genug mit Eisen halb beladene Transporter verfügbar, die dann zusätzlich Plutonium binden und in die Zelle schleusen können. Erste Versuche zeigen aber, dass das Freisetzen des Plutoniums vielleicht in den Zellen blockiert werden könnte. Plutoniumvergiftungen könnten dadurch in Zukunft womöglich verlangsamt und somit die schon jetzt gängigen Notfallmaßnahmen unterstützt werden, bei denen Plutonium-Chelatoren im Einsatz sind. Solche Chelatoren binden das radiotoxische Metall im Blut und überführen es in Komplexe, die vom Körper besser ausgeschieden werden können. (jo)