Arsen gesundheit

Was ist Arsen?

Arsen ist ein Halbmetall mit der Rang 33 und metallisch grau/schwarz oder gelb. Als Halbleiter zeigt es, meist in Form von Sulfiden, metallisch als auch nichtmetallische Eigenschaften.  Umgangssprachlich wird Arsen auch als das Mordgift bezeichnet, da manche Arsenverbindungen als Gift wirken und in Folge dessen auch krebserregend sein. Bereits der Alpenbewohner „Ötzi“ hatte Arsen in größeren Mengen in den Haaren. Und er wurde auf das 3. Jahrtausend vor Christus datiert.

Arsen ist also schon sehr lange bekannt und wurde früher unter anderem zum Färben von Silber und Kupfer verwendet. Im 16. Jahrhundert gelangte Das Arsen in die Heilkunde und besonders als Pestizid in Reisfeldern eingesetzt. Auch in den Kriegen bediente man selbst der Arsenverbindungen in chemischen Kampfstoffen und bewirkte bei den Opfern schlimmste Schmerzen an Haut und Lungenflügel sowie grausame körperliche Schädigungen.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Bedeutung von Arsen für den Körper & die Welt

Arsen gehört nicht zu den essentiellen Spurenelementen und daher sind bisher Mangelerscheinungen beim Menschen nicht bekannt. Allerdings sind seine toxischen Eigenschaften im Vordergrund, denn die meisten Arsenverbindungen sind sehr hoch wirksame Stoffwechselgifte und greifen in zahlreiche biochemische Prozesse ein.

Für den Menschen sind besonders die dreiwertigen Arsenverbindungen gefährlich, davon besonders das Arsentrioxid, bekannt als Arsenik. (Mordgift) Kupferlegierungen und Bleilegierungen werden mit Arsen versetzt, um ihre Festigkeit an erhöhen und sie gießbar zu machen.

In der Halbleiter Produktion spielt es eine große Rolle und bei der Herstellung von Hochfrequenzbauelementen wie zum Beispiel LEDs, Laserdioden oder integrierte Schaltkreise (ICs).

Anfang 2004 sind weltweit nur 3 Hersteller von reinem Arsen gemeldet. Darüber befinden sich zwei in Deutschland und einer in Japan. Neben der Verwendung in Arzneimitteln wird das Arsen auch als Rattengift, als Antipilzmittel, als Holzschutz und als Entfärbungsmittel in der Glasherstellung verwendet.

Bereits im 18. Jahrhundert hat man Lavendelwasser mit Arsenit vermengt und als Fiebermittel, zur Therapie von Migräne, Malaria oder als Mittel gegen Diabetes eingesetzt. Auch als Aphrodisiakum wurde die als „Fowlersche Lösung“ bekannte Arznei verkauft. Auch in der Chinesischen Heilkunst ist Gift zur Bekämpfung von Zahnschmerzen beschrieben.

Bis in die 1970er Jahre hinein hat man es zur Revitalisierung die Zahnpulpa eingesetzt. Allerdings wurde dann der Verdacht geäußert, es könne krebserregend sein, zu Allergien und Vergiftungserscheinungen führen und verschwand aus dem Spektrum der Therapie.

Im Jahr 2000 gab es in den USA das Zulassung für ein arsenhaltiges Medikament gegen promyelozytäre Leukämie, welches bis heute dafür eingesetzt wird.

Vorkommen & Bildung

Gediegenes Arsen findet man derzeit an rund 330 Fundorten. Dazu gehört Baden-Württemberg, der Spessart, die Oberpfälzer Wald, der Hunsrück, der Thüringer Wald, die hessische Odenwald und das Westerzgebirge in Deutschland. Weitere Fundorte gibt es in Österreich, der Schweiz, den USA, Neuseeland, Madagaskar, Bolivien, Griechenland und zahlreichen anderen Ländern der Erde.

Weit häufiger ist es aber als Allemontit, eine intermetallische Verbindung, zu finden. In Duranusit zum Beispiel finden sich bis zu 90% an Arsen.

Eigenschaften

Arsen findet sich auch in der Atmosphäre, hierfür hat man frühere Vulkanausbrüche als Ursache identifiziert. Auch Bakterien setzen Arsenverbindungen in organischer Form frei. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle oder Erdöl werden ebenfalls große Mengen an Arsen in die Atemluft abgegeben. Dazu der Ausstoß durch den Straßenverkehr, der allein in der BRD mit 120 Tonnen im Jahr 1990 angegeben wird.

Arsen ist nur schwer wasserlöslich und wird als Nebenprodukt bei die Verhüttung von verschiedenen Buntmetallerzen, wie etwa Kupfer, Blei, Silber oder Gold, verwendet. Die größten Produzenten waren im Jahr 2009 neben China und Chile, Marokko und Peru.

Tagesbedarf

Wer braucht wie viel pro Tag?

Einen tatsächlichen Bedarf von Arsen konnte in der Medizin nicht nachgewiesen werden. Allerdings liegt er, falls er bestand sollte, zwischen 5 und 50 µg pro Tag laut verschiedenen Studien.

Die Grenzwerte innerhalb der Europäischen Union liegen bei 200 Mikrogramm pro Kilogramm (μg/kg) bei Erwachsenen und 100μg/kg bei Kindern. Allerdings sind das Werte bei anderen Ländern stark unterschiedlich. Als Leitfaden diente in der EU eine Richtlinie der Vereinten Nationen und einer Studie des Gremiums für Schadstoffe in der Lebensmittelkette CONTAM. Leider ist aber bisherig keine verbindliche Regelung gefunden, wie viel Arsen unsere Lebensmittel enthalten dürfen.

Lebensmittel

Bei Trinkwasser sieht das in Deutschland anders weg, hier hat die WHO eine Maximal Konzentration von 10 Mikrogramm Arsen pro Liter Wasser vorgesehen.

In folgenden Lebensmitteln ist Arsen enthalten:

• Kaffee,
• Bier
• Apfelsaft
• Fisch
• Getreide
• Algen
• Trinkwasser
• Mineralwasser
• und vor allem in Reis und
• Reisprodukten

Mangel & Krankheiten

Mangelerscheinungen, Krankheiten & Störungen

Das Spurenelement ist in vielen Bereichen noch nicht vollständig erforscht. Festlich steht aber, dass Mangelerscheinungen bisher nur bei Tieren auftraten.

Über das Blut und den Urin kann die tatsächliche Arsengehalt eines Patienten ermittelt werden. Der Wert bei gesunden Patienten liegt bei 5 und 15 µg/l.

Überdosis & Symptome

Nebenwirkungen bei Überdosierung

Bei einer akuten Vergiftung kommt es bereits nach wenigen Stunden zu starken Schmerz mit wässrigen Durchfällen, Erbrechen, Übelkeit und Magen–Darm–Entzündungen. Die Puls rast, das Blut dickt ein und das Fieren funktionieren nicht mehr. Es kommt zum Schock und innerhalb von nur wenigen Stunden bis einigen Tagen zum Tod durch akutes Nierenversagen oder Herz-Kreislauf-Versagen.

Typische Symptome sind schwer zu definieren, aber eine starke Hornhautbildung an den Fußsohlen und den Hautflächen wurde beobachtet. Ebenso treten dunkelgraue Pigmentierungen der Haut und weiße Bändern auf den Fingernägeln auf.

Ferner gibt es Berichte von:

• Müdigkeit
• Antriebslosigkeit
• Konzentrationsprobleme
• Entzündete Augenbindehaut
• Lähmungen
• Bewegungsstörungen
• Rückbildung der Muskeln
• Haarausfall
• Schäden der kleinen Blutgefäße

Sowie:

• Sauerstoffunterversorgung mit Trommelschlägelfinger (Symptom von bestimmten Herz-Lungenerkrankungen mit kolbenartigen Fingern, Schwellungen der Weichteile und Auftreiben der Fingerendglieder)
• und Uhrglasnägel (Aufgewölbte Nägel, meist der Fingernägel, seltener die Zehennägel. Symptom einer Mangelversorgung mit Sauerstoff im Bindegewebe des Nagelbettes)

In schweren Vergiftungsfällen können sogar volle Extremitäten absterben, was als „Black Foot Disease“ bezeichnet wird. Weiterhin können bösartige Tumore der Lunge, Leberwurst, der Haut und der Harnblase entstehen.

Es sind drei gute Gegengifte bei einer Arsenvergiftung verfügbar, jedoch haben diese auch schwere Nebenwirkungen, so dass deren Einsatz häufig kontrovers diskutiert wird.