Blei

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Allgemeines[Bearbeiten]

Blei ist ein relativ leicht zu förderndes und zu bearbeitendes Material, deswegen wurde es als Reinstoff oder als Verbindung vielseitig eingesetzt. Als Wandfarbe, als Rohrleitung (hier kommt noch die Korrosionsbeständigkeit zum tragen), als Zusatzstoff für Benzin...Es kommt in Verbindungen in den Oxidationsstufen +2 und +4 vor.
Schon zwischen 7000 - 5000 v.Chr. kannten die Ägypter Blei und mögliche Verwendungen. Tonkrüge wurden mit Blei ausgekleidet. Und schon hier beginnt die Geschichte der Toxikologie. Auch der Untergang des römischen Reiches wird von manchen Wissenschaftlern auf chronische Bleivergiftungen und den damit verbundenen geistigen Beeinträchtigungen in Zusammenhang gebracht.
Bleisalze und Bleioxide können als Aerosol in die Umwelt gelangen und vom Menschen aufgenommen werden. In Lebensmitteln findet man es häufig in Innereien aber auch in Gemüse.
Zu akuten Vergiftungen kommt es eigentlich nur bei Kindern, da hier die Resorptionsrate wesentlich höher (ca. 50%) ist als beim Erwachsenen (nur ca. 10%).
Von toxikologischer Relevanz waren in der Vergangenheit beispielsweise das Bleigeschirr der Römer. Saure Lebensmittel können Bleiionen herauslösen und vom Menschen aufgenommen werden. Auch aus den bis in die 1970er verwendeten Bleirohren, die die Wasserversorgung der Haushalte gewährleisten sollten, können Bleiionen herausgelöst werden und zu chronischen Vergiftungen führen.
Chronische Bleivergiftungen können aber auch durch eine hohe Verzehrsrate von Wild entstehen. Bei Frontal 21 (Sendung vom 04.12.2012 [[1]] Der entsprechende Beitrag beginnt ca. bei 15 min) gab es einen Beitrag zu Jägern und ihrer irrationalen Vorliebe für Bleimunition und dessen Schädlichkeit. Die Argumentation der Jäger lautete "Geschosse ohne Blei haben eine andere Flugbahn" und sind somit für die Jäger gefährlicher. Ähm, ja.
Eine weitere Quelle für Blei ist die Verwendung von Bleiacetat als Schädlingsbekämpfungsmittel im Weinbau. In Deutschland ist dies allerdings verboten. Im 17. Jahrhundert kam es allerdings auch schon mal zu Massenvergitungen weil das als Bleizucker bekannte Bleiacetat auch schon mal zum süßen von Wein verwendet wurde. Die sog. Bleiglätte (PbO) wurde ebenfalls zur Entsäuerung von Wein, aber auch als Pigment verwendet.
Medizinisch wurde Bleiacetat als so genanntes Adstringens verwendet. Es trocknet die Schleimhäute aus und hat auch blutstillende und entzündungshemmende Wirkung.
Ein trauriges Ende fand die Franklin-Expedition im Jahr 1848. Alle Teilnehmer starben auf mysteriöse Weise. Die Expedition hatte das Ziel die Nordwestpassage in ost-westlicher Richtung zu durchqueren. Um eine gute Versorgung mit Lebensmitteln zu gewährleisten wurden diese in den "neuentwickelten" Weißblechkonserven verpackt. Und genau hier liegt das Problem. Die Konserven wurden damals mit verzinntem Eisenblech von innen verlötet. Das enthaltene Blei gelangte so in die Nahrung und vergiftete so die Lebensmittel.
Circa 140 Jahre später konnten 3 Beteiligte der Expedition gefunden und exhumiert werden. Die Analyse der Körperbehaarung konnte zeigen, dass sie einer akuten Bleivergiftung erlagen, die sie sich aber erst unterwegs zuzogen. Auch hier zeigten sich psychische Störungen die auch mit dem Scheitern der Reise in Verbindung gebracht werden.
Heute liegt die tägliche Aufnahme bei ca. 0,5 - 30 µg/Tag.

Verbindungen[Bearbeiten]

Die Verbindungen des Blei haben unterschiedliche Ziele im Körper. So greifen anorganische Bleiverbindungen die glatte Muskulatur der Gefäße an, was zur Bleiblässe und Bleikolik führt. Ein weiteres Ziel ist das motorische Nervensystem (sog. Bleihand) und die Hämsynthese.
Organische Verbindungen wie das Bleiacetat sind hochlipophil und werden gut resorbiert. Die Resorption kann oral, dermal und pulmonal erfolgen. Es kommt vor allem zu Degenerationserscheinungen und Lähmungen, da sie vor allem im Zentralen Nervensystem wirken.

Toxikokinetik[Bearbeiten]

Für Blei gibt es 2 Hauptaufnahmewege: Oral und Inhalativ. Bei oraler Aufnahme werden circa 10% des Bleis tatsächlich resorbiert (Bei Kindern liegt der Prozentsatz weit höher: 50%). Atmet man dagegen ein bleihaltiges Aerosol ein, gelangen 40-90% des verfügbaren Bleis in die Blutbahn, abhängig von der genauen Zusammensetzung der Bleiverbindung.
Der Hauptanteil des vorhandenen Bleis ist an den Erythrocyten gebunden, der Rest verteilt sich an die verschiedenen Gewebe. Der Körper sieht kaum einen Unterschied zwischen Blei und Calcium, und erlaubt ihm deshalb die zellulären Transportwege des Calciums zu nutzen. Dies geht soweit, dass der Körper Blei als Bleiphosphat für den Knochenaufbau verwendet.
Dies kann gefährlich werden, da die gleichen Mechanismen die Calcium aus dem Knochen bereitstellen undifferenziert auch Blei freisetzen. Dies ist vor allem in der Schwangerschaft gefährlich. Auch Krankheit, Stress und Fieber kann für eine erhöhte Freisetzung aus dem Knochen verantwortlich sein.
Die Halbwertszeit im Gewebe liegt bei ca. 20 Tagen. 75% davon werden renal, also über die Niere und 25% biliär, also über die Galle, ausgeschieden. Problematisch ist das Blei im Knochenspeicher, den hier liegt die Halbwertszeit bei 20 - 30 Jahren.
Bleisalze sind in der Lage die Plazentabarriere zu durchtreten und über die Muttermilch weitergegeben zu werden. Schwangere und Stillende sollten also darauf achten dass sie nicht gerade die bleihaltige Farbe von der Wand knabbern oder mit Bleikugeln geschossenes Wild verzehren.

Flag-blue.png   Nicht vergessen

Toxikokinetik bedeutet "Was macht der Körpermit der Substanz?" Toxikodynamik bedeutet "Was macht die Substanz mit dem Körper?"


Toxikodynamik[Bearbeiten]

Eine akute Bleivergiftung zeigt sich mit folgenden Symptomen:

  • Übelkeit
  • Darmkoliken (Bleikolik = Spasmen der glatten Muskulatur, da Blei das Calcium verdrängt (sog. Mimikry))
  • Verstopfung
  • Blutbildveränderungen
  • Spasmen der Gefäßmuskulatur + Kapillaren, was zu einer blass grauen Verfärbung der Haut führt. (Bleikolorit)
  • Leberschäden
  • Nierenschäden

Eine akute Bleivergiftung ist relativ selten, da man das meiste relativ zügig wieder von sich gibt. Dafür muss man schon recht große Bleimengen zu sich nehmen (5 - 30 g).
Bei Kindern zeigen sich bei akuten Vergiftungen eher zentralnervöse Symptome wie sie bei Erwachsenen bei einer chronischen Vergiftungen zeigen. Es kommt zu Interferenzen der Neurotransmitterfreisetzung, die normalerweise calciumgesteuert sind.

Chronische Bleivergiftungen, auch Saturnismus genannt, dagegen treten schon mal auf, da sie und umfassen in der Regel 3 grosse Systeme:

  • das blutbildende System
  • das Nervensystem (zentral und peripher)
  • die Nieren

Die Symptome sind oft unspezifisch: Müdigkeit, Schwäche, Gewichtsabnahme und Koliken. So kann es zu Fehldiagnosen kommen. Ein typisches aber nicht immer auftretendes Symptom ist das Auftreten eines PbS-Saumes am Zahnfleischrand. Der Angriff auf das blutbildende System ist ebenfalls ein eindeutiges Anzeichen für eine chronische Bleivergiftung. Es handelt sich um einen Schwermetalleffekt ohne das Calcium beteiligt ist.

Blei stört die Hämoglobinsynthese. Wie genau? Die -Aminolävulinsäuredehydrogenase, der Umbau von Coproporphyrinogen III, und der Eiseneinbau in Protoporphyrin werden gehemmt. Man wird anämisch, blutarm. Etwas positives hat es allerdings: Die Zwischenprodukte der Hämoglobinsynthese sind relativ früh klinisch nachzuweisen. Sie können bereits in Blut und Urin nachgewiesen werden bevor die ersten ernsten Symptome auftreten. Und da sich Haut und Urin durch die Zwischenprodukte verfärben können, hat man hier sogar nen Grund zum Arzt zu gehen und sich untersuchen zu lassen. Bei einer Blutkonzentration von 20 µg/100 mL ist die -Aminolävulinsäuredehydrogenase schon zu 50% inhibiert.
Aber nicht nur die Synthese wird gehemmt. Auch die Lebensdauer der Erythrocyten wird reduziert, da Blei als lipophiler Komplex in die Erythrocyten eindringt und für eine Öffnung der K+-Kanäle sorgt. Dies ist wieder ein Mimikry-Effekt, da hierfür eigentlich Calcium verantwortlich ist. Doch Blei sorgt im Gegensatz zu Calcium für eine komplette Kaliumverarmung und so für einen ATP-Schwund.

Besonders nach oraler Aufnahme und bei Kindern sind Veränderungen des zentralen Nervensystems aufgefallen. das periphere Nervensystem degeneriert und es treten Lähmungserscheinungen auf, besonders ausgeprägt in den Fingern. Auch die bereits erwähnten Probleme des Verdauungstraktes gehen auf eine Wirkung auf das Nervensystem zurück: das autonome Nervensystem wird gestört und verursacht so Krämpfe der Darmmuskulatur.
Die denerativen Veränderungen des Gehirns sorgen für die unspezifischen Anzeichen von Schwindel und Sehstörungen, Gedächtnisschwäche und Schlafstörungen. Man vermutet, das dies durch die Kontraktion der Gefäßmuskulatur verursacht wird.

Die Schädigungen die in der Niere entstehen können sind reversibel. Das Symptom ist eine erhöhte Ausscheidung von Peptiden und Glucose. Auslöser dafür sind Blei-Proteinkomplexe, die in den Tubuluszellen vorkommen.

Therapie[Bearbeiten]

Sind die Betroffenen bei Bewusstsein sollte sofort Erbrechen herbeigeführt werden. Lösliches Blei kann durch Komplexierung mit EDTA eleminiert werden. Es wird das Calcium-Natrium-Salz eingesetzt. Das häufig eingesetzte BAL kann nicht eingesetzt werden, da es leicht dissoziiert. Dadurch können verstärkt die Nieren in Mitleidenschaft gezogen werden.
Bei akuten Vergiftungen hilft dies allerdings nicht.

Qualitativer Nachweis[Bearbeiten]

HCl-Gruppe

Literatur[Bearbeiten]

  • Fuhrmann, G.F. "Toxikologie für Naturwissenschaftler - Einführung in die Theoretische und Spezielle Toxikologie" 1.Aufl. (2006)
  • wikipedia.de Blei ([2])