07 Problematische Mineralstoffe Flashcards
Zuordnung der Elemente Quecksilber, Blei, Arsen, Cadmium und Aluminium zu den Ultraspurenelement
Metalle/Halbmetalle
Eigenschaften von Ultraspurenelementen:
- Mangelerscheinungen wurden in Tierexperimenten unter Extrembedingungen nachgewiesen
- Biochemische Funktionen sind nicht bekannt
- Es besteht keine Gefahr einer Mangelversorgung, da nur sehr geringe Mengen notwendig
- In höheren Dosen können sie toxisch sein, durch Blockierung, Wechselwirkung oder Umverteilung essentieller Substanzen
• 21 Elemente werden nach den DACH-Referenzwerten zu den Ultraspurenlementen gerechnet
(z. B. u.a. auch Antimon, Caesium, Lithium, Rubidium, Silicium, Strontium, Thallium, Wolfram)
Quecksilber
Expositionsquellen für diese Elemente
Fisch und Meeresfrüchte (Methylquecksilber) Pestizide Medikamente(/Impfstoffe) Amalgam (Zahn-Plombe) Toner/Abgase
Bakterien in tieferen Wasserschichten bilden Methylquecksilber, das von Fischen aufgenommen wird und an SH-Gruppen von Proteinen bindet.
Definition HBM-(Human Biomonitoring)-Werte:
Referenzwerte zu tolerablen (HBM-I) oder gerade noch tolerablen (HBM-II) Stoffkonzentration in Blut oder Urin
EFSA schätzt die Belastung der europäischen Bevölkerung mit Quecksilber- und Methylquecksilber durch Lebensmittel, insbesondere Fisch, hoch ein.
In Fisch liegt Quecksilber hauptsächlich in Form von Methylquecksilber vor, das gesundheitlich bedenklicher ist als andere Quecksilberverbindungen.
-> Keine Empfehlung zur generellen Reduktion des Fischverzehrs
-> jedoch: Fische am Ende der Nahrungskette, d.h. große und alte Raubfische, wie z.B. Hai, Heilbutt, Marlin, Schwertfisch, Hecht oder Thunfisch sollten nicht in größeren Mengen häufiger als 2 mal monatlich von Schwangeren, Stillenden, Kindern und Frauen mit Kinderwunsch verzehrt werden.
- > Studien von den Seychellen und Faroer-Inseln haben einen statistischen Zusammenhang zwischen Entwicklungsstörungen bei Kleinkindern und einem hohen Fisch- bzw. Walfleischverzehr der Mütter während der Schwangerschaft aufgezeigt
- > Weniger als ein Prozent der Bevölkerung hat Quecksilberkonzentrationen im Blut und im Urin, bei denen eine gesundheitliche Beeinträchtigung nicht ausreichend sicher ausgeschlossen werden kann (HBM-I-Wert).
Quecksilber
Langfristige toxische Effekte
Toxikologische Wirkung von Quecksilber:
= Quecksilber bindet an SH-Gruppen
- Inaktivierung von Enzymen, besonders antioxidative Enzyme
- vermehrter oxidativer Stress
- besonders davon betroffen ist die Niere
- Nierenschädigung und das Nervengewebe
- neurologische Symptome
= Quecksilber inaktiviert irreversibel S-Adenosyl-Methionin (SAM)
- verminderter Abbau von Katecholaminen (Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin) über COMT (Catecholamin-O-Methyltransferase)
- sympathomimetische Effekte wie Nervosität, Schwitzen, erhöhte Herzfrequenz, Bluthochdruck
Quecksilber
Gefährdungspotential der Bevölkerung
gering
Methylenquecksilber Maximalwert wird nicht erreicht auch bei Vielverzehrern, aber der Gesamtquecksiberbedarf ist erhöht.
Quecksilber
Strategien zur Verringerung der Aufnahme dieser Minerale
Schwangere und Stillende sollten vorsorglich auf den Verzehr von großen Raubfischen verzichten
Quecksilber
Risikogruppen für toxische Effekt
Schwangere, Stillende und Kinder
- Methylquecksilber ist Plazentagängig und kann die Blut-Hirnschranke passieren
- neurologische Effekte bei Säuglingen
Cadmium
Expositionsquellen für diese Elemente
Gemüse, Getreide, Kakao, Nüsse, Innereien
Rauchen; Keramik mit Cd-haltiger Glasur
Cadmium
Langfristige toxische Effekte
Schädigung der Niere,
des Herz-Kreislauf-System,
der Knochengesundheit
Kanzerogenität durch orale Aufnahme nicht geklärt
Cadmium
Gefährdungspotential der Bevölkerung
- Kinder überschreiten TWI deutlich
- Raucher nehmen etwas doppelt so viel Cd auf als Nichtraucher
- TWI wird überschritten
Chronische Cadmiumbelastung
Ursache:
hohe Cadmiumbelastung der Allgemeinbevölkerung durch unterschiedliche Quellen
Symptome:
- Nierenfunktionsstörungen bei vergleichsweise niedrigen Cd-Konzentrationen
- Schädigung des Herz-Kreislauf-Systems
- negative Effekte auf die Knochengesundheit
- kanzerogen (Kategorie 1)
bei inhalativer Exposition überzeugende Datenlage, bei oraler Exposition keine eindeutige Datenlage
Cadmium
Strategien zur Verringerung der Aufnahme dieser Minerale
- Resorption von Cadmium gering (ca. 5%)
- hohes Akkumulationspotential in Leber und Niere
- > Halbwertszeit in der Niere liegt bei 10-30 Jahren
- bei Kindern überschreitet die Cadmiumaufnahme allein über die Nahrung regelmäßig den TWI-Wert von 2,5 μg/kg KG um bis zu 100% (EFSA 2009)
- In Japan kam es zu Cd-Vergiftung durch Cd- kontaminierten Reis (Itai-Itai-Krankheit)
- > massive Nierenschäden
- > Störung des Phosphat-, Kalzium- und Vitamin D-Stoffwechsels
- > Osteomalazie und Osteoporose
Cadmium
Risikogruppen für toxische Effekt
Kinder, Raucher, Vegetarier
!Blei
Expositionsquellen für diese Elemente
Mit Pb-Munition getötetes Wild, Muscheln, Innereien, Pilze Nahrungsbedingte Bleiaufnahme zu 50% aus pflanzlichen LM.
Getränke. (Trinkwasser in alten Gebäuden)
Keramik.
Spielzeug.
Blei
Langfristige toxische Effekte
Neurotoxische Effekte bei Föten, Säuglingen und Kleinkindern im Niedrigdosisbereich:
• Beeinträchtigung der Intelligenz
• verringerte Aufmerksamkeits- und Reaktionsleistung
• Verhaltensstörungen
• zusätzlich zu neurotoxischen Effekten sind endokrine
Wirkungen (->Hormonsystem) möglich
z.B. Verzögerung der sexuellen Reifung von Mädchen
Chronische Bleivergiftungen:
• Nierenschädigung
• Negative Effekte auf Herz-Kreislauf-System
• Reproduktionstoxizität
• Kanzerogenität (Kategorie 2)
= LM-bedingte Kanzerogenität unwahrscheinlich
Blei
Gefährdungspotential der Bevölkerung
hoch
Für Blei gibt es keinen Schwellenwert, da die Bleiblut- konzentration auch im Niedrigdosisbereich mit einem gesundheitlichen Risiko assoziiert ist.
Kein HBM-Wert für Blei aufgrund fehlender Wirkungsschwelle.
Definition HBM-Werte:
Referenzwerte zu tolerablen (HBM-I) oder gerade noch tolerablen (HBM-II) Stoffkonzentration in Blut oder Urin
Blei
Strategien zur Verringerung der Aufnahme dieser Minerale
Gesellschaftspolitische Notwendigkeit:
Strategieentwicklung, wie die Bleiexposition der gesamten und besonders der Kinder gesenkt werden kann.
Die von Erwachsenen aufgenommenen Bleimenge über Lebensmittel (Getreide, Obst, Gemüse) ist nach Modelberechnungen der EFSA so hoch, dass negative Effekte auf die Niere möglich sind.
- jegliche zusätzliche Bleiquelle ist zu vermeiden
- Wild, das mit Bleimunition geschossen wurde, gehört zu den am höchsten mit Blei belasteten Lebensmitteln
- Schwangere und Kinder bis zum 7. Lebensjahr sollten keinerlei Wildbret verzehren, das mit Bleimunition geschossen wurde.
Blei
Risikogruppen für toxische Effekt
Föten, Säuglinge, Kleinkinder -> neurotoxische Effekte Gesamtbevölkerung -> KHK, Nierenschädigung
Höhere Blutkonzentrationen von Pb, Hg und Cd bei Personen, die sich glutenfrei (GFD) ernähren.
Kinder sind als besondere Risikogruppe für die Blei-Toxizität anzusehen
- höhere Resorptionsrate des Stoffes
- höhere Exposition durch Verzehrsverhalten, geringes Körpergewicht
- weitere Expositionsquellen wie z.B. Spielzeug und Hausstaub
- besonders empfindlichen Phase der Hirnentwicklung
- andere Wirkungen/toxikologische Endpunkte (z.B. endokrine Effekte)
- noch nicht voll entwickelte Stoffwechselvorgänge bei Säuglingen und Kleinkindern
Aluminium
Expositionsquellen für diese Elemente
Gewürze, Kakao, Schnellkochnudeln, Laugengebäck.
- Kosmetika, besonders Al-haltige Deodorante
- Unsachgemäßer Gebrauch von Al-Gefäßen/Folie
- Lebensmittel
Trinkwasser
Medikamente
Kochgefäße
Lebensmittelzusatzstoffe
Aluminium
Langfristige toxische Effekte
Knochenmineralisationsstörungen
Anämie
neurotoxische Effekte
Aluminium
Gefährdungspotential der Bevölkerung
Ab Normalverzehrer mit Al-haltigen Transpirant über TWI-Wert
Negative Effekte auf das Skelett- und Blutbildendes System • AlanTransferrin(Fe-Transportprotein) → Hepcidin Sekretion ↑ → Fe Aufnahme Darm ↓ → Fe Mangel → Hämoglobin ↓ → Anämie
• Wechselwirkung mit dem Phosphat- und Calciumstoffwechsel
→ Mineralisationsstörung der Knochen
→ weich, brüchig
→ Osteomalazie
• Lunge (nach inhalativer Exposition)
• neurotoxische Effekte („Dialyse-Enzephalopathie“)
= geistige und motorische Entwicklung von Nachkommen
• nephrotoxisch
Aluminium
Strategien zur Verringerung der Aufnahme dieser Minerale
Begrenzung der Verwendungsbedingungen und –höchstmengen für:
- Aluminium als Farbstoffe
- Aluminiumlacke
(Anwendung von Lebensmittelfarbstoffen)
- Aluminiumsilikate
Dadurch weisen zuckerreiche, mit Farbstoffen versetzte Süßigkeiten/Backwaren häufig höhere Al-Werte als andere Lebensmittel auf.
Je länger das Lebensmittel unter sauren/basischen oder salzigen Bedingungen mit unbeschichtetem Aluminium Kontakt hat, desto höher ist die Freisetzung.
Aluminium
Risikogruppen für toxische Effekt
Säuglinge, Kinder und Schwangere Gesamtbevölkerung
Arsen
Expositionsquellen für diese Elemente
Reis und Reisprodukte, glutenfreie Getreideprodukte
Anorganische Arsenverbindung sind wesentlich toxischer als organische (Arenobetain, Arsenocholin, Arsenolipide, Arsenozucker).
Arsen
Langfristige toxische Effekte
Anorganisches Arsen besonders toxisch.
Erhöhtes Krebsrisiko (kein Schwellenwert!) neurologische Effekte
Schädigung der Leber, Niere und Lunge.
Chronische Vergiftung
• Hautveränderungen wie z.B. dicke Hornhautstellen an Händen und Füßen
• Schädigung des Atemtraktes (Bronchitis)
• Schädigung des peripheren und zentralen Nervensystems
(z.B. Gefühllosigkeit an Händen und Füßen)
• Schäden der Nieren und der Leber
• kanzerogen (Kategorie 1 v.a. Lungen-, Blasen- und Hautkrebs)
Arsen
Gefährdungspotential der Bevölkerung
Trinkwasserverunreinigung in vielen asiatischen Ländern, besonders Bangladesh.
