Toxische Metalle / Spurenelemente

Ist eine erhöhte Arsen-Konzentration im Urin aussagekräftig?
Nur begrenzt!

Erst durch die Differenzierung der einzelnen Spezies im Urin ist eine toxikologische Aussage möglich, sofern der Gesamt-Arsengehalt im Urin erhöht ist [1,2]. Das liegt daran, dass es bei Arsen und seinen Verbindungen signifikante Unterschiede in der Toxikologie gibt. Anorganische Arsen-Verbindungen wirken toxisch und sind als eindeutig kanzerogen beschrieben. Einige organische Arsen-Verbindungen dagegen sind deutlich weniger toxisch, z.B. das Arsenobetain, welches durch Fisch oder Meeresfrüchte aufgenommen wird. Eine einzige Fischmahlzeit wenige Stunden vor der Probenahme kann aber den Gesamt-Arsengehalt im Urin durch Ausscheidung des aufgenommenen Arsenobetains 100fach erhöhen. Dies erfordert somit eine Differenzierung der einzelnen Arsen-Spezies im Urin. Durch Kopplung zweier moderner Methoden (HPLC und ICP-MS) sind wir in der Lage, auch die einzelnen Spezies des Arsens im Urin zu bestimmen. Neben dem toxikologisch relevantem anorganischem As(III) und As(V) sowie deren Metaboliten Methylarsonat (MMA) und Dimethylarsinat (DMA) wird zusätzlich das toxikologisch weniger relevante Arsenobetain bestimmt. Erst dadurch kann dann eine eindeutige Aussage über eine Intoxikation mit Arsen getroffen werden.

[1] P. Heitland and H. D. Köster, Int. J. Hyg. Environ. Health 212, 432 (2009)
[2] P. Heitland and H. D. Köster, J. Anal. Toxicol. 32, 308 (2008)

In vielen Fällen kommt es durch Abrieb oder Korrosion von Hüftimplantaten zu deutlich erhöhten Cobalt-, Chrom- oder Titankonzentrationen im Blut. In einigen Fällen habe defekte Hüftimplantate zu akuten Metallvergiftungen geführt [1,2]. Lebensgefährlich kann es für die Patienten dann werden, wenn eine gebrochene Keramik-Hüftprothese durch Metallbestandteile (aus Chrom und Cobalt) ersetzt wird. Dann können kleine (und harte) zurückgebliebene Keramikpartikel hohen Metallabrieb aus der neuen Prothese bewirken [3].

Auch einige Hüftprothesen aus Metall-Metall-Gleitflächen zeigen erhöhten Abrieb. Weltweit wurden solche Metall-Metall-Hüftprothesen (überwiegend aus Chrom, Cobalt, Molybdän) über eine Million Mal eingebaut. Es wurden auch bereits eingesetzte Metall-Metall-Hüftprothesen von Herstellern zurückgerufen. Bei Patienten mit Hüftprothesen aus Chrom, Cobalt und Titan ist daher die Bestimmung dieser Metalle sinnvoll. Geeignetes Material ist Heparin-Blut.

[1] L. A. Allen, A. V. Ambardekar, K. M. Devaraj, J. J. Maleszewski and E. E. Wolfel, N. Engl. J. Med. 370, 559 (2014)
[2] C. J. Gilbert, A. Cheung, J. Butany, M. G. Zywiel, K. Syed, M. McDonald, F. Wong and C. Overgaard, Can. J. Cardiol. 29, 639e1 (2013)
[3] K. Dahms, Y. Sharkova, P. Heitland, S. Pankuweit and J. R. Schaefer, Lancet 383, 574 (2014)

Große Teile der Weltbevölkerung leben in Regionen des Iodmangels und haben ein Risiko für daraus resultierende Erkrankungen. Grundsätzlich können Personen jeden Alters betroffen sein, jedoch sind Schwangere, Neugeborene und Kinder die am stärksten von Iodmangel betroffenen Gruppen [1]. Ein guter Indikator zur Bestimmung des Iodstatus ist der Urin. Bestimmungsmethode ist die ICP-MS. Zur Beurteilung der Iodversorgung ergeben sich folgende Referenzwerte [2]:

[1] L. Thomas, Labor und Diagnose, 8. Aufl. (2012)
[2] K. H. Bründel et al., Umweltmed Forsch Prax 10, 43 (2005)