Kadmiumvergiftung

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Klassifikation nach ICD-10
T56.3 Toxische Wirkung: Cadmium und dessen Verbindungen
ICD-10 online (WHO-Version 2019)

Cadmium kommt in geringen Mengen im Körper vor. Auch verfügt der Körper über Werkzeuge, mit denen er Cadmium binden kann. Bislang ist aber keine physiologische Bedeutung des Elements beim Menschen bekannt. Daher spricht man bei einer kurz- oder auch langfristig übermäßigen Aufnahme von einer Cadmiumvergiftung, das Gegenteil, der Cadmiummangel ist jedoch nicht bekannt. Cadmium kommt in der Natur häufig mit dem Spurenelement Zink zusammen vor. Aufgenommen in den menschlichen Körper wird es über den Mund (oral) in Form wasserlöslicher Cadmiumsalze, oder aber elementar über die Atemluft (Inhalation).

Die akute Cadmiumvergiftung wurde 1858 erstbeschrieben, nachdem vorher davon ausgegangen worden war, dass sich ein Mensch mit Cadmium nicht vergiften könne.

Die "chronische Cadmiumvergiftung mit oft tödlichem Ausgang"[1] wird auch als Itai-Itai-Krankheit (jap. イタイイタイ病, Itai-Itai-byō, wörtlich: „Aua-Aua-Krankheit“ wegen der auftretenden starken Schmerzen) bezeichnet. Sie wurde in den 1950er Jahren in der Präfektur Toyama, Japan, erstbeschrieben.[2]

Während die akute Vergiftung eher mit Verätzungen, auch der Magenschleimhaut, sowie heftigem Erbrechen einhergeht, zeichnet sich die chronische eher durch Schmerzen besonders in Rücken und Beinen auch Knochenerweichung mit Spontanfrakturen, Leber- und Nierenschädigungen, sowie Anämie aus.

Aufnahme von Cadmium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Cadmium kommt natürlich in der Umwelt in der Regel zusammen mit Zinkspat, Kieselzinkerz und Zinkblende vor, die auf natürliche Prozesse und Quellen wie Vulkanismus oder die Verwitterung von Gestein zurückgehen. Vorkommen zivilisatorischen Ursprungs können unter anderem auf die Begleiterscheinungen von (Metall-)Industrie und Landwirtschaft zurückgeführt werden. So ist Cadmium auch ein unvermeidliches Nebenprodukt bei der Gewinnung und Verarbeitung von Metallen. Auch in Düngern und Pestiziden ist es zu finden. Cadmium besonders aus Böden und Gewässern kann sich sowohl in Pflanzen als auch in Tieren anreichern. In den Körper aufgenommen wird es insbesondere über wasserlösliche Verbindungen (Salze), aber auch über seine Dämpfe, die bei Temperaturen jenseits seines Siedepunktes entstehen, wie etwa denjenigen bei Verbrennungsprozessen.[3]

So wurde auch die Itai-Itai-Krankheit durch Kontaminationen hervorgerufen, die mit industriellem Bergbau einhergingen: Beim Abbau von Silber, Blei, Kupfer und Zink gelangten damals aus den Bergwerken auch größere Mengen Cadmium in die Umwelt und insbesondere den Fluss Jinzū.[4] Das Flusswasser wurde zur Bewässerung der Reisfelder und als Trink- und Waschwasser benutzt, ebenso wurde der Fluss stark befischt. Über die Nahrungskette, v. a. den cadmiumbelasteten Reis und Fisch, gelangte es schließlich in den menschlichen Körper und sammelte sich dort über einen längeren Zeitraum immer weiter an.

Ebenso unter Normalumständen wird der wesentliche Anteil des Cadmiums über die Nahrung aufgenommen. Eine Vielzahl an Nahrungsmitteln ist cadmiumhaltig. Dazu zählen grundsätzlich Getreide, Gemüse, Nüsse, Hülsenfrüchte, Kartoffeln, Meeresalgen, Fisch und Meeresfrüchte, Nahrungsergänzungsmittel, Pilze und Schokolade, sowie Fleisch und Fleischprodukte. Vegetarier, die große Mengen Getreide, Nüsse, Ölsamenprodukte und Hülsenfrüchte verzehren nehmen damit doppelt so viel Cadmium auf, wie die Normalbevölkerung. Auch Rauchen und Hausstaub erhöhen die Aufnahme.[5]

Die vorläufig tolerierbare monatliche Einnahmemenge (PTMI) wird derzeit von der WHO bei monatlich 25 Mikrogramm Cadmium pro Kilogramm Körpergewicht angenommen.[6] Es wird davon ausgegangen, dass durchschnittliche Erwachsene monatlich je etwa 2,2 bis 12 Mikrogramm Cadmium pro Kilogramm Körpergewicht aufnehmen. Die Aufnahme bei Kindern liegt höher, was auf den erhöhten Konsum von Kakao und seinen Produkten bei Kindern bis 12 Jahre zurückgeführt wird. Auch bei Vegetariern liegt die Aufnahme deutlich über dem Durchschnitt. Wobei sowohl Kinder als auch Vegetarier noch unterhalb des von der WHO festgelegten Grenzwertes liegen.[7]

Ähnlich der WHO geht auch die EFSA von einer durchschnittlichen Cadmiumaufnahme bei erwachsenen Europäern von wöchentlich zwischen 2,3 und 3,0 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht aus, senkte mittlerweile aber zugleich die festgelegte tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge (TWI) auf 2,5 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht. So werden bei Vegetariern, Kindern, Rauchern und Menschen, die in hoch belasteten Gebieten leben, die Grenzwerte der EFSA bis zum Zweifachen überschritten (obgleich die angenommene Belastung mit derjenigen von der WHO angegebenen korreliert). Das Risiko nachteiliger Auswirkungen bliebe laut EFSA dennoch sehr gering.[5]

Auf politischer Ebene wurden und werden Richt- und Grenzwerte für Lebens- und Düngemittel festgesetzt.[8] So sind in der Europäische Union bspw. auch für Schokolade und Kakaoerzeugnisse, sowie Lebensmittel für Säuglinge und Kleinkinder schon seit längerem Cadmium-Höchstmengen festgelegt worden.[9][10] Beispielhaft gilt für Kakaopulver gemäß EU-Verordnung seit Januar 2019 ein zulässiger Höchstgehalt von 0,60 Mikrogramm Cadmium pro Kilogramm Produkt (Stand Januar 2020).[11]

Physiologie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Cadmium kommt in geringen Mengen (etwa 30 Milligramm) im menschlichen Körper vor.[12] In den Körper gelangen kann es durch Inhalation von Cadmium-Dämpfen oder oral durch Aufnahme löslicher Cadmiumsalze. Wird dadurch diese Menge im Körper überschritten, kommt es zum Auftreten der Zeichen einer Vergiftung. Grundsätzlich ist zwischen akuten und chronischen Intoxikationen zu unterscheiden.[3]

Der menschliche Körper besitzt ein Metallothionein, das überschüssiges Cadmium binden kann. Seine Bildung wird durch Cadmium angeregt.[12]

Klinische Erscheinung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Typisch sind Glukos- und Proteinurie, eine metabolische Azidose, ein Anstieg der Phosphatasen und ein Abfall der Phosphate im Serum.

Chronische Vergiftung (Itai-Itai-Krankheit)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine langfristig vermehrte Aufnahme von Cadmium führt zu Schädigungen der Nieren, gilt als Risikofaktor für Tumorerkrankungen und behindert die Aufnahme von Calcium aus der Nahrung, was eine Ausdünnung der Knochensubstanz (Osteopenie) bewirkt. So zeigten auch die an Itai-Itai Erkrankten Nierenschäden, Verformungen des Skeletts und Knochenbrüche.

Auswirkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Cadmium akkumuliert in der Niere und schädigt sie, so dass glomerulär filtrierte Proteine tubulär nicht rückresorbiert und deswegen mit dem Harn ausgeschieden werden. So wird auch Calcium nicht in ausreichendem Maße tubulär rückresorbiert und deswegen vermehrt renal ausgeschieden. Gleichzeitig bedingt Cadmium im Darm die verminderte Resorption des Calciums, das unabdingbar für den Knochenbau ist. Um diese Verluste zu kompensieren, wird nun vermehrt Calcium aus den Knochen mobilisiert, was zu spröden Knochen und damit zur Osteoporose führt.

(→ Hauptartikel Cadmium, Abs. Toxikologie)

Ähnliche Krankheiten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine chronische Vergiftung durch Quecksilber ist der Auslöser für die Minamata-Krankheit, Blei kann zu einer Bleivergiftung führen.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. www.duden.de: Itai-Itai-Krankheit, hier online, zuletzt eingesehen am 10. Jan. 2017
  2. http://www.spektrum.de:/ Itai-Itai-Krankheit, [1], zuletzt eingesehen am 10. Jan. 2017.
  3. a b v. Neureiter F., e.a.: Handwörterbuch der Gerichtlichen Medizin und Naturwissenschaftlichen Kriminalistik: In Gemeinschaft mit Zahlreichen Fachgenossen des in- und Auslandes, Springer-Verlag, 2013, S. 121, ISBN 3-642-51321-2, hier online.
  4. www.wasser-wissen.de: Itai-Itai-Krankheit, hier online; zuletzt eingesehen am 10. Jan. 2017.
  5. a b www.efsa.europa.eu/de: EFSA legt niedrigeren Wert für die tolerierbare Aufnahmemenge von in Lebensmitteln enthaltenem Cadmium fest, hier online, zuletzt eingesehen am 8. Jan. 2020.
  6. World Health Organization.: Guidelines for drinking-water quality. 4th ed. World Health Organization, Geneva 2011, ISBN 978-92-4154815-1.
  7. WHO: CADMIUM: hier online; zuletzt eingesehen am 22. Jan. 2017.
  8. bmub.bund.de: Zwischenbericht der Bundesregierung zur Umsetzung ... Senkung des Kadmiumgehalts in Lebensmitteln, pdf (Memento des Originals vom 22. Januar 2017 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.bmub.bund.de; zuletzt eingesehen am 22. Jan. 2017.
  9. bmub.bund.de: VERORDNUNG (EU) Nr. 488/2014 DER KOMMISSION, pdf (PDF); zuletzt eingesehen am 22. Jan. 2017.
  10. deutschlandfunk.de: Cadmium in Kakao - Bitterschokolade besonders von Schwermetall betroffen, hier online; zuletzt eingesehen am 22. Jan. 2017.
  11. Schokolade: Genuss ohne Reue. Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, 26. Februar 2019, abgerufen am 8. Januar 2020.
  12. a b Harold A. Harper, Georg Löffler et al.: Physiologische Chemie: Eine Einführung in die medizinische Biochemie für Studierende der Medizin und Ärzte, Springer-Verlag, 2013, S. 563, ISBN 3-662-09766-4, hier online.