Toxizität von Metallen

Metalle sind allgegenwärtig und für die Akkumulation in der Nahrungskette verantwortlich. Diese Metalle können sich in den Organen anreichern und durch Schweiß, Urin, Fäkalien, Abschälen der Haut und schließlich über die Haare ausgeschieden werden Bluttests.

Der Kontakt von Metallen mit unserem Körper erfolgt im Wesentlichen über die Atemwege und die Haut.
Metalle können unterteilt werden in:

ESSENTIALS wie Kupfer, Eisen, Magnesium und Zink (Cu, Fe, Mg, Zn).
NICHT WESENTLICH wie Cadmium, Arsen, Blei oder Quecksilber (Cd, As, Pb, Hg).

Erstere werden als essentielle Metalle definiert, weil sie innerhalb von Zellen vorkommen und für das Überleben der Zellen selbst notwendig sind.Zum Beispiel kommt Eisen im Hämoglobin (Gruppe - EME) und im Cytochrom P450 vor.

Bei allen essentiellen Metallen muss von einer Toxizität aufgrund von Mangel und Überschuss gesprochen werden. Letztere werden als nicht-essentielle Metalle definiert, da sie in unserem Organismus nicht vorkommen sollten, sondern nicht an der Aktivität der Zellen mitwirken, da ihre Wirkung für die Zellen selbst schädlich ist. In diesem Zusammenhang wurden von unserem Körper verträgliche Höchstwerte festgelegt, innerhalb derer das Metall keine schädlichen Wirkungen hat.Sobald dieser festgelegte Grenzwert überschritten wird, kann das versehentlich aufgenommene Metall stattdessen toxische Wirkungen haben.
Metalle können – zusätzlich zur Einteilung in essentiell und nicht essentiell – in organisch und anorganisch eingeteilt werden. Die chemische Formel ist sehr wichtig, da sie die Bioverfügbarkeit des Metalls für unseren Körper bestimmt. Die organische Form ist sehr lipophil und wird daher leicht über die Haut und die BEE aufgenommen. Die anorganische Form der Metalle hingegen ist sehr wasserlöslich und nimmt eine sehr langsame Absorption auf. Anorganische Metalle können ebenso gefährlich sein, da sie die Nieren passieren, um ausgeschieden zu werden, so dass sie Nephrotoxizität verursachen können.
Im Allgemeinen sind die Mechanismen, durch die Metalle toxische Wirkungen haben:

Wechselwirkung mit den aktiven Zentren von Enzymen wie -OH-, -SH-, -COOH-, -NH2-Gruppen. Alle diese Gruppen interagieren mit dem Metall und verursachen einen Verlust oder eine Verringerung der enzymatischen Funktion.
Sie verdrängen ein essentielles Metall, das in einem unverzichtbaren Enzym oder Protein vorhanden ist. Blei kann zum Beispiel Eisen im Darmferritin ersetzen oder Blei kann Kalzium in all den Enzymen oder Proteinen ersetzen, die durch Kalzium aktiviert werden.

Die Wirkungsorte können je nach Affinität zwischen Metall und einem Teil unseres Organismus variieren: Quecksilber und Cadmium bevorzugen beispielsweise das Nierengewebe (nephrotoxisch), Quecksilber und Blei das des ZNS (Neurotoxizität), Cadmium und Blei das des Fortpflanzungssystems , während schließlich Aluminium, Arsen, Chrom und Nickel das Atmungsgewebe bevorzugen.

Die Säugetierzelle kann sich dank des Vorhandenseins einer Proteingruppe namens METALLOTIONEIN gegen mögliche Überschüsse an nicht-essentiellen Metallen verteidigen. Dies sind Proteine, die das nicht-essentielle Metall chelatisieren oder sequestrieren, wodurch die Möglichkeit verringert wird, dass es frei bleibt und seine toxische Aktivität ausübt. Die Chelatmetalle sind hauptsächlich Kupfer, Cadmium, Zink, Quecksilber und Blei.

Eine der toxischen Wirkungen, die Metalle haben können, sind allergische Reaktionen, auch bekannt als Überempfindlichkeitsreaktionen. Die Metalle, die diese Reaktionen auslösen können, sind Quecksilber, Gold, Platin, Beryll, Chrom und Nickel Es gibt vier Reaktionen, die verursacht werden können.

DEGRANULATION VON MASTOZYTEN mit Freisetzung von IgE;
Ruptur roter Globuli mit Freisetzung von IgG und IgM (hämolytische Anämie);
BILDUNG DES ANTIGEN-ANTIKÖRPER-KOMPLEX mit Freisetzung von IgG und IgM (glomeruläre Nephritis);
KONTAKT-DERMATITIS mit Proliferation von T-Lymphozyten und Freisetzung von Zytokinen, die wiederum TNFα aktivieren. Kontaktdermatitis wird in den meisten Fällen durch Chrom und Nickel verursacht.