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1. Skizzieren Sie die typischen Zeichen einer chronischen Vergiftung durch Bleisalze.

Eine chronische Bleivergiftung zeichnet sich typischerweise durch eine Störung der Blutbildung und eine damit einhergehende Anämie aus. Ursächlich ist eine Störung der Biosynthese des Häms an mehreren Stellen. Diagnostisch wichtig ist die sog. "Fallhand", eine Schwäche eines peripheren Nerven (N.radialis) soviel der bei hoher chronischer Dosis zu beobachtende Bleisulfid-Saum am Zahnfleisch.

 

2. Erläutern Sie die Unterschiede in der Toxikokinetik von organischen und anorganischen Schwermetallverbindungen sowie dem Metall selbst am Beispiel des Quecksilbers.

Metallisches Quecksilber wird nach Verschlucken kaum resorbiert und unverändert ausgeschieden. Quecksilberdampf hingegen wird nach Einatmen gut resorbiert und im Blut partiell zu Hg2+ oxidiert. Quecksilbersalze sind gut wasserlöslich und führen zu heftigen Schleimhautreizungen (Bauchkrämpfe). Nach Resorption verteilen sie sich die Quecksilberionen im Körper und können sich in verschiedenen inneren Organen, insbesondere in der Niere anreichern. Organoquecksilberverbindungen und Quecksilberatome (nach Dampfeinatmung) können darüber hinaus die sonst dichte Blut-Hirn-Schranke überwinden und zentralnervöse Störungen (z.B. Zittern, Sprach-, Hör-, Sehstörungen) auslösen.

 

3. Welche Arzneimittel werden zur wirksamen Behandlung einer Bleivergiftung eingesetzt? Beschreiben Sie den Wirkmechanismus.

Akute (z.T. auch chronische) Vergiftungen durch Blei lassen sich durch Chelatkomplex-bildende Organika behandeln. Nach intravenöser oder z.T. auch oraler Aufnahme kommt es durch Reaktion mit den gelösten Bleiionen im Blutplasma zur Bildung des löslichen Chelates, welches gut über die Nieren ausgeschieden wird. Der z.Zt. in Deutschland am häufigsten eingesetzte Chelatbildner ist Natrium-Dimercaptopropansulfonat (DMPS).

 

4. Welcher molekulare Mechanismus liegt den meisten systemisch toxischen Wirkungen von Schwermetallen zu Grunde?

Schwermetallionen binden an freie SH-Gruppen von Proteinen (Aminosäure Cystein), z.B. an Metallothionein. Auf Grund ihrer höheren Affinität können sie essentielle Metallionen (z.B. Zn2+) am katalytisch-aktiven Zentrum (prosthetische Gruppe) von Enzymen verdrängen und dadurch deren katalytische Aktivität hemmen.

 

5.Beschreiben Sie drei typische Symptome, die durch eine chronische Blei-Exposition ausgelöst werden können. Welche therapeutischen Maßnahmen können indiziert sein?

Typische Symptome einer chronischen Bleivergiftung sind Anämie (Blutbildungsstörung), Neuropathie (Gefühlsstörung der Haut, Muskelschwäche), Encephalopathie (Hirnleistungsstörungen) und Darmkolik sowie Entwicklungsverzögerung bei Kindern. Therapeutische Maßnahmen bei einer Bleivergiftung: Unterbrechung der Bleizufuhr, Gabe eines Chelatbildners (z.B. Dimercaptopropansulfonsäure), symptomorientierte Therapiemaßnahmen.

 

6. Welche beiden Schwermetalle führten jeweils zu einer großen Anzahl von Vergiftungen in Japan? Benennen Sie die Erkrankung und die wichtigsten Symptome.

Minamata (Kyushu): Chronische Quecksilber-Massenvergiftung durch Verspeisen (Methyl-)Quecksilber-belasteten Fischs durch Mütter (1952-1960, 56 vor- und nachgeburtlich exponierte Kinder, 13 Todesfälle)
Itai-Itai-Krankheit: Chronische Cadmium-Massenvergiftung (350 Betroffene, 100 Tote) durch Cadmium-verseuchte Böden: Nierenfunktionsstörungen, Knochenschmerzen und spontane Knochenbrüche.

 

7. Nennen Sie vier Metalle mit großer toxikologischer Bedeutung und geben Sie jeweils ein wichtiges Zielorgan für die toxische Wirkung an.

(Beispiele:) Blei: Blut, peripheres Nervensystem u.a.; Quecksilber: Zentralnervensystem; Cadmium: Niere; Thallium: Haare (als Teil der Haut);Kobalt: Immunsystem. Metalloid Arsen: viele Organe.

 

8. Beschreiben Sie vier substanztypische Symptome einer akuten oder chronischen Thalliumvergiftung.

Charakteristisch für eine Thalliumvergiftung ist Haarausfall (allerdings kann ein Haarausfall auch verschiedene andere Ursachen haben). Darüber hinaus verursacht Thallium verschiedene toxische Wirkungen im peripheren Nervensystem (z.B. Sensibliltätsstörungen) und zentralen Nervensystem (Hirnleistungsstörungen). Wie andere Schwermetalle verursachen Thalliumsalze nach oraler Aufnahme Übelkeit, Erbrechen und Darmkrämpfe sowie Verfärbungen der Fingernägel und des Zahnfleisches.

 

9. Was versteht man unter dem so genannten Metalldampffieber (Zinkfieber, Gießerfieber) genannt?

Wodurch wird es ausgelöst und welches Krankheitsbild verursacht es? Das Metalldampffieber entsteht u.a. bei Schweißarbeiten an Zink-haltigen Metalllegierungen ohne Atemschutz. Auslösend sind Zink(dämpfe) und Zinkoxid. Nach symptomarmer Inhalation kommt es nach einer Latenzzeit von mehreren Stunden zu Husten, Fieber, Unwohlsein. Die Symptome klingen meist innerhalb von 24h ab.

 

10. Erläutern Sie den Begriff „Quebec Beer Drinkers’ Cardiomyopathy“?

„Quebec Beer Drinkers’ Cardiomyopathy" ist eine Schädigung des Herzmuskels durch Kobaltsalze, die zur Verbesserung der Schaumbildung beim Bierbrauen verwendet wurden; in den 1960er Jahren Epidemien mit zahlreichen Toten in Quebec (20 von 48 Patienten verstarben), Omaha (USA, 11 von 28), in Löwen (Belgien, geringe Mortalität).

 

12. Nennen Sie vier toxische Schwermetalle und die zugehörigen Organe, Symptome oder Erkrankungen, die für eine Vergiftung mit dem jeweiligen Metall typisch sind.

Beispiele: Thallium - Haarausfall, Cadmium - Itai-Itai-Krankheit, Quecksilber - Minamata-Krankheit, Blei - Störung der Blutbildung, periphere Neuropathie, Kolik

 

13. Beschreiben Sie drei relevante Quellen und zugehörige Expositionspfade für Blei-Vergiftungen. Nennen Sie ergänzend ein typisches Symptom, das bereits bei einmaliger Bleiexposition auftreten kann (akute Blei-Vergiftung).

Nach Einschätzung der Weltgesundheitsorganisation auch 2010 noch eine der häufigsten umweltbedingten Vergiftungen im Kindesalter. Typische Quellen für orale Vergiftungen sind z. B. Trinkwasser (aus Leitungen, auch in Deutschland noch relevant), Keramik-Glasierungen und Arzneimittel aus traditioneller Medizin. In die Atemluft gelangt Blei durch Verbrennen von Abfall, z. B. durch Verbrennen von Farben und Lacke (klassisch: Bleiweiß - 2 PbCO3 · Pb(OH)2), durch Abgase industrieller Produktion und - auch heute noch mancherorts - durch Bleitetraethyl-haltiges Benzin. Eine dermale Exposition kann durch Arzneimittel oder Kosmetika erfolgen.

Typische Symptome einer akuten Bleivergiftung sind schwere, in wechselnder Intensität auftretende Bauchschmerzen (Bleikolik), verbunden mit Zeichen einer Kreislauf-Regulationsstörung (Blutdruckschwankungen, Blässe der Haut).

 

14. Meessche Streifen sind ein wichtiges diagnostisches Kriterum in der Toxikologie. Beschreiben Sie dieses klinische Zeichen und geben Sie ein Beispiel für ein Vergiftung, bei der Meessche Streifen auftreten.

Als Meessche Streifen bezeichnet man helle, meist mehrere Millimeter breite Farbveränderungen (Quer-Bänder) auf Nägeln der Hände und Füße, die nach Absorption toxischer Dosen von Arsen, Thallium oder Selen beobachtet werden. Die Streifen werden erst Wochen nach akuter Exposition oder Beginn einer chronischen Exposition sichtbar und wachsen - nach Ende der Belastung - infolge des Nagelwachstums, etwa im Laufe eines Jahres, aus dem Nagel heraus.

15. Am 1. Dezember 2013 wurde der Bleigrenzwert für Trinkwasser in Deutschland von 25 µg/L auf 10 µg/L stark abgesenkt. Was ist die toxikologische Begründung dafür?

Blei kann bei chronischer Aufnahme bereits in niedriger Dosis im Kindesalter zu geistigen Entwicklungsverzögerungen führen. Der alte Grenzwert stellte (bei Annahme einer typischen täglichen Dosis von Trinkwasser und von aus Trinkwasser hergestellen Speisen und Getränken) keinen sicheren Schutz davor dar.