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MTM Newsletter

N° 1 - Mai 2013

Die umwelt- und humanmedizinische Bedeutung von Aluminium (Al) im Urin

Einer Stellungnahme der Kommission "Human-Biomonitoring" des Umweltbundesamtes (1998) zufolge beruht die umweltmedizinische Bedeutung von Aluminium im Wesentlichen auf drei Aspekten:

1. unvermeidliche Exposition des Menschen (dritthäufigstes Element der Erdkruste),
2. eindeutige Neurotoxizität beim Menschen (Dialysepatienten mit hoher Al-Belastung)
3. mögliche Rolle des Elements in der Pathogenese der Alzheimerkrankheit.

Zur Überwachung der internen Exposition sind drei Indikatormedien (Blut, Urin, Haare) und der DFO-Test zu diskutieren. Mehr dazu unter www.microtrace.de.

Wir widmen uns hier der Bedeutung der Urinwerte, vor und nach Provokation:

Aluminium Grenzwerte des Basal- oder Spontanurins:

Das Umweltbundesamt strebt einen Referenzwert von <15 µg/l an.
Dieser gilt für den Spontanurin (=Basalurin) von Personen, die beruflich nicht exponiert sind.
Unser Referenzwert wurde auf <40µg/L gesenkt, das entspricht <40µg/g Kreatinin.

Wichtig:
Inkorporiertes Al wird auch bei hohen Belastungen (z.B. Patienten, die Al-kontaminierte Infusionen erhalten) effektiv über die Nieren ausgeschieden.
Eine erhöhte Al-Exkretion mit dem Urin lässt sich auch nach oraler Aufnahme aluminiumreicher Getränke (z.B. saure Fruchtsäfte in Verbundkarton, Tee, Limonaden, Colas) nachweisen. Gewisse Impfstoffe und Medikamente können hohe Mengen an Aluminium enthalten. Zeolithe, Heilerde und Algen sind aluminiumreich.

Das Meiden von Aluminium scheint notwendiger als bisher angenommen. Informationen zeigen, dass der Eisentransporter Transferrin Aluminium aufnimmt und es durch die Bluthirnschranke transportiert. Im Gehirn könnte Aluminium eine Rolle bei der Vernichtung der Nervenzellen spielen. (De Sole P., et al. Possible relationship between Al/ferritin complex and Alzheimer disease. (Clin Biochem 2013;46:89-93)

Der Al-Gehalt im Basalurin spiegelt nur die aktuelle Exposition der letzten Stunden wider.

Wichtig:
Der biologische Grenzwert (BWG) für beruflich Exponierte liegt bei 200µg/L.
Dieser Grenzwert gilt für den Spontanurin.
Bei beruflich exponierten Personen besteht ein Zusammenhang zwischen der externen inhalativen Al-Belastung und der renalen Al-Ausscheidung.

Diagnose und Therapie der akuten Aluminium-Intoxikation / Exposition:
Zur Diagnose der klassischen Al-Intoxikation dient der DFO Test. Hier wird Deferoxamin i.v. verabreicht und der Anstieg des Al-Gehaltes im Serum bewertet. Ein Anstieg auf >150µg/L weist auf eine deutliche Belastung hin. Inwieweit eine Exposition mit den Chelatsubstanzen behandelt werden kann, wird hier debattiert.

Welche Chelatsubstanz eignet sich für die chronische oder subakute Aluminiumbelastung?
Wir verglichen die Mittelwerte des Basalurins mit den Mittelwerten von Provokationsurinen der gängigen Chelatsubstanzen.

Tabelle 1:
Aluminium – Vergleich von Basalurin-Mittelwerten mit Urin-Mittelwerten nach Anwendung verschiedener Chelatsubstanzen sowie einiger Kombinationstherapien:

Chelatsubstanz(en)

Tests Anzahl

(N)

Mittelwert

µg/g krea

Max-wert

µg/g krea

Testwerte

>200µg/g krea

Krea

Mittelwert g/L

Spontan /Basalurin

Keine Provokation

2485

14

1256

10

1,0

DMSA oral, 500mg

249

19

262

2

0,62

DMPS, i.v.

2750

18

390

2

0,66

DMPS i.v. + ZnDTPA i.v.

3320

20

817

2

0,69

MgEDTA,2,5g Infusion +500mg DMSA

78

57

141

0

0,54

CaEDTA, 1,9g +500mg DMSA

95

46

200

0

0,64

DMSA: Die Mittelwerte nach 500mg DMSA liegen nur leicht über dem Basalurin-Mittelwert. Die Aluminiumbindung von DMSA scheint gering.

DMPS i.v.: Der Mittelwert unterscheidet sich nicht wesentlich vom Basalurin-Mittelwert. Die Aluminiumbindung von DMPS unterscheidet sich nicht von DMSA.

DMPS i.v. + ZnDTPA i.v. Kombinationstherapie:
Der erzielte Mittelwert ist gleich dem nach 500mg DMSA und DMPS i.v.
(siehe oben). Die Unterschiede sind statistisch nicht signifikant.

CaEDTA, 1,9g i.v. plus 500mg DMSA oral, und/oder NaMgEDTA, 2,5g i.v. plus DMSA oral:
Der Mittelwert für die Kombinationstherapie CaEDTA/DMSA ist mit 47µg/g crea niedriger als der Mittelwert (56µg/g crea) der Kombinationstherapie NaMgEDTA/DMSA. Beide Mittelwerte liegen über dem Referenzbereich von 40µg/g crea.

Bewertung:
Die Mittelwerte der Chelatsubstanzen DMSA, DMPS sowie der Kombination DMPS+ZnDTPA überschritten die Basalurin-Mittelwerte nur geringfügig.

Die Kombination CaEDTA+DMSA bzw MgEDTA+DMSA ergab einen Mittelwert von 57µg/g krea für MgEDTA/DMSA verglichen mit 46µg/g krea für CaEDTA/DMSA. Der Unterschied ist möglicherweise ohne Bedeutung, da aus den Unterlagen nicht hervorging in welchem Umfang es es sich bei CaEDTA/DMSA um Infusionen oder Bolusinjektionen handelte.

Die Menge der Infusionslösung trägt u.a. dazu bei den Kreatininwert des Urins zu senken. MgEDTA wird protokollgemäß als Infusion verabreicht. Der niedrigere Kreatinin-Mittelwert der MgEDTA Kombination (0,54g/L) reflektiert dies.

CaEDTA sollte gleichermaßen verabreicht werden. Der höhere Kreatininwert der CaEDTA-DMSA Kombination lässt darauf schließen, dass dies nicht immer der Fall war.

Inwieweit die erwähnten Chelatsubstanzen eine effektive Aluminiumbindung zeigen, geht aus den obigen Daten nicht hervor. Interessant ist, dass Extremwerte für Al bei den Basalurinen verzeichnet wurden. Dies weist auf eine Exposition. Von den 2485 Testdaten überschritten 10 den BWG mit einem Mittelwert von 526µg/g wesentlich.

Die Urinuntersuchungen ergaben bei allen Chelatsubstanzen mit der Ausnahme von MgEDTA- & DMSA- Maximalwerte, die über dem biologischen Grenzwert (BWG) für beruflich Exponierte lagen. Siehe Tabelle 1.

Weitere Informationen:
Aluminium ist in unserem Umfeld weit verbreitet. Das bedeutet auch, dass selbst bei der Probeentnahme große Sorgfalt geboten ist. Die Urinröhrchen, die wir Ihnen zur Verfügung stellen sind metallfrei. Sammelgefäße sind es möglicherweise nicht.
Patienten müssen vor Beginn jeder Chelattherapie (oral oder i.v.) die Blase leeren. Nach Beginn der Chelatzufuhr (oral oder i.v.) wäre es ratsam den Urin in der Blase zu sammeln und zwar für die Dauer der Sammelurinzeit.

Sammelurinzeiten:

		DMSA oral: 4 Stunden
		DMPS oral: 3-4 Stunden
		DMPS i.v.: 1-2 Stunden
		EDTA: Infusionsdauer plus 45min.
		EDTA+DMSA: sofern DMSA 1Std vor Beginn der Infusion eingenommen wurde, wäre die Sammelurinzeit, 1Std plus Infusionsdauer plus 45min. Bei einer EDTA-Gabe von 2g wären es somit 3h45min.
		ZnDTPA+DMPS: 2 Stunden

Mehr Informationen zur Chelattherapie finden Sie auf unserer Webseite unter:
http://www.microtrace.de/de/chelattherapie

Weitere Therapieinformationen bei chronischer oder subakuter Aluminium-Intoxikation/ Exposition:
Verglichen mit Blei oder Quecksilber ist Aluminium relativ ungiftig, nimmt jedoch mit zunehmender Umweltbelastung eine höhere Funktion im biochemischen System ein. Die immer höhere Aluminium-Aussetzung der Menschen beeinträchtigt den Stoffwechsel essentieller Elemente wie Chrom, Eisen, Magnesium, Zink, Calcium und Kupfer, vor allem dann, wenn die hohe Aluminiumexposition auf eine mangelhafte Versorgung mit einem oder mehreren essentiellen Mineralstoffen trifft. Beispielsweise wird bei einer Calciumunterversorgung die Aluminiumaufnahme gefördert. Bei Kindern, deren Knochensystem im Aufbau ist, sollte somit eine zu hohe Aluminiumzufuhr gemieden werden. Bei gestressten Menschen mit hohem und ungesättigtem Magnesiumbedarf würde eine erhöhte Aluminiumexposition ebenfalls die Aufnahme fördern. Liegt Nierenschwäche vor oder Leaky Gut Syndrom, so erhöht sich die Aluminium-Aufnahmebereitschaft.

Aluminium stört den Vitamin B₆ und Vitamin D Stoffwechsel. Vitamin B₆ unterstützt Nierenfunktionen, sowie die Zink- und Magnesiumverwertung; Vitamin D ist notwendig für die Calciumverwertung und den Knochenbau.

Das Vermeiden aluminiumhaltiger Substanzen ist nicht immer möglich. Darmunterstützende Maßnahmen wie eine ausreichende Zufuhr von Probiotika sind wichtig für Patienten aller Altersgruppen.

Aluminium in Nanopartikelform wird besonders leicht aufgenommen, auch vom ZNS. Bei Kleinkindern ist die Bluthirnschranke noch offen, Vorsicht ist geboten. Ob aluminiumhaltige Impfstoffe während dieser Zeit verabreicht werden, bedarf kritischer Betrachtung. (Impfstoffe enthalten entweder das quecksilberhaltige Thiomersal oder Aluminium als Konservierungsstoff.)

Sollte Sie weitere Fragen haben, bitten wir um Ihren Anruf an 09151-4332 oder eine
E-Mail an: ebb@microtrace.de

Wir wünschen Ihnen sonnige und gesunde Frühlingstage.

E.Blaurock-Busch und Mitarbeiter

References:

		Bundesgesundhbl., Bd. 41 (6), (1998), 271
		http://emedicine.medscape.com/article/165315-overview#a0104
		Liu TK, Liu SH, Chang CH, Yang RS: Concentration of metal elements in the blood and urine in the patients with cementless total knee arthroplasty. Tohoku J Exp Med 1998; 185: 253-262
		O'Shea S, Johnson DW: Review article: Addressing risk factors in chronic kidney disease mineral and bone disorder: Can we influence patient-level outcomes? Nephrology 2009; 14: 416-427
		Meyer-Baron M, Schuper M, Knapp G, van Thriel C: Occupational aluminum exposure: Evidence in support of its neurobehavioral impact. NeuroToxicology 2007; 28: 1068-1078