Arsen

Einführung

Arsen ist eines der giftigsten Metalle, die in der natürlichen Umwelt vorkommen. Die Hauptursache für Arsentoxizität beim Menschen ist die Kontamination des Trinkwassers und nicht die Kontamination geologischer, bergbaulicher oder landwirtschaftlicher Quellen (Pestizide oder Düngemittel). In vielen mehr oder weniger industrialisierten Ländern ist das Trinkwasser mit Arsen verunreinigt.

Die US-Umweltschutzbehörde entschied, dass der vor Ort zulässige Arsengehalt im Trinkwasser im Jahr 2001 zwischen 50 Teilen pro Milliarde (ppb) und 10 ppb lag. Die längere Einnahme von mit Arsen kontaminiertem Wasser kann in praktisch allen Körpersystemen zu toxischen Erscheinungen führen. Die größte Sorge besteht darin, dass Arsen möglicherweise krebserregend wirkt.

Die beiden am stärksten betroffenen Gebiete der Welt sind Bangladesch und Westbengalen in Indien. In 42 Distrikten im Süden Bangladeschs und 9 angrenzenden Distrikten in Westbengalen sind 79,9 Millionen bzw. 42,7 Millionen Menschen Arsenkonzentrationen im Grundwasser ausgesetzt, die den von der WHO empfohlenen Höchstwert überschreiten. 50 μg/l.

In beiden Gebieten ist die Arsenquelle geologischen Ursprungs und verunreinigt die Grundwasserleiter, die mehr als eine Million Rohrbrunnen mit Wasser versorgen. In Westbengalen erreicht die Arsenkonzentration in einigen Rohrbrunnen bis zu 3.400 μg/l. Es wird angenommen, dass der Mechanismus der Arsenanreicherung in der Ebene des Bengaldeltas im späten Quartär (Holozän) stattgefunden hat, wobei arsenhaltige alluviale Sedimente vom Ganges, Brahmaputra, Meghna und anderen kleineren Flüssen abgelagert wurden und durch die Ebene des Bengaldeltas in die Bucht flossen von Bengalen.

In der Ebene des bengalischen Deltas wird Arsen als Arsenoxyanionen an Eisen-, Aluminium- und Manganoxyhydroxide absorbiert und dann in alluviale Grundwasserleiter mobilisiert, wo sich die Oxyhydroxide aufgrund von Umwelteinflüssen durch biogeochemische Prozesse auflösen und das Arsen an das Grundwasser freisetzen.

Im Laufe der Jahrhunderte wurde Arsen für verschiedene Zwecke verwendet. Früher war Arsen ein kosmetischer Inhaltsstoff und im weiteren Sinne in der Landwirtschaft zum Schutz von Nutzpflanzen vor Schädlingen gedacht. Es wurde auch als Pigment in Farben wie Kupferacetoarsenit verwendet, das bekannteste ist „Parisgrün“. Vor der Verwendung elektrischer Beleuchtung führte Wasserstoff, der beim Verbrennen von Kohle und Gasen von Gasbeleuchtungskörpern freigesetzt wurde, in Kombination mit Arsen aus Paris Green, das in Tapeten verwendet wurde, zur Bildung von Arsin, einem giftigen Gas.

Der in der nassen Tapete vorkommende Pilz Scopulariopsis breviculis metabolisierte ebenfalls Arsen von Paris Green zu Arsin. In der Industrie wird Arsen zur Herstellung von Farben, Fungiziden, Insektiziden, Pestiziden, Herbiziden, Holzschutzmitteln und Trockenmitteln für Baumwolle verwendet. Da Arsen für manche Tiere ein essentielles Spurenelement ist, ist es ein Zusatzstoff in der Tierernährung.

Galliumarsenid- oder Galliumaluminiumarsenidkristalle sind Bestandteile von Halbleitern, Leuchtdioden, Lasern und einer Vielzahl von Transistoren. Arsen ist eine beliebte Mordwaffe. Viele Arsenverbindungen ähneln weißem Zucker, was ihn harmlos erscheinen lässt, außerdem ist er geschmacks- und geruchlos und wurde durch den Film „Arsenic and Old Lace“ von Frank Capra bekannt gemacht, in dem zwei alte Damen Arsen in Holunderwein verwenden, um ihre männlichen Verehrer zu ermorden .

Historische therapeutische Anwendungen von Arsen

Arsen wurde als Heilmittel verwendet, nachdem griechische Ärzte wie Hippokrates und Galen seine Verwendung populär gemacht hatten. Arsenverbindungen waren in Form von Lösungen, Tabletten, Pasten und Injektionsmitteln erhältlich. Fowlers Lösung, ein 1 %iges Arsentrioxidpräparat, war im 19. Jahrhundert weit verbreitet.

Im Jahr 1958 wurden im British Manual of Pharmaceuticals and Therapeutics Indikationen für die Fowler-Lösung aufgeführt: Leukämie, Hauterkrankungen (Psoriasis, Dermatitis herpetiformis und Ekzeme), Stomatitis und Gingivitis bei Säuglingen sowie Vincent-Angina. Fowlers Lösung wurde auch als Stärkungsmittel für die Gesundheit verwendet. Eine chronische Arsenvergiftung aufgrund längerer Anwendung der Fowler-Lösung verursachte Hämangiosarkom, Angiosarkom der Leber und Nasopharynxkarzinom.

Bis zum Zweiten Weltkrieg war Arsen das Hauptmittel gegen Syphilis.

Arsphenamin (Neoarsphenamin), eine hellgelbe Verbindung mit 30 % Arsen, wurde intravenös zur Behandlung von Syphilis, Frambösie und einigen Protozoeninfektionen eingesetzt.

​Aktuelle therapeutische Anwendungen

Derzeit wird Arsentrioxid (As2O3) aufgrund seiner Apoptose (programmierter Zelltod) induzierenden Wirkung häufig zur Remissionsinduktion bei Patienten mit akuter Promyelozytärer Leukämie eingesetzt.

Arsen induziert Apoptose, indem es einen Apoptose-induzierenden Faktor (AIF) aus dem mitochondrialen Intermembranraum freisetzt, von wo aus er in den Zellkern übertragen wird. FIA erzeugt dann Apoptose, was zu einer veränderten Kernbiochemie, Chromatinkondensation, DNA-Fragmentierung und Zelltod führt. FIA wurde als Flavoprotein mit einem Molekulargewicht von 57.000 isoliert.

Arsen bleibt ein wesentlicher Bestandteil vieler nicht-westlicher traditioneller Medizinprodukte. Einige traditionelle chinesische Arzneimittel enthalten Realgar (Arsensulfid) und sind in Form von Pillen, Tabletten und anderen Präparaten erhältlich. Sie werden bei Psoriasis, Syphilis, Asthma, Rheuma, Hämorrhoiden, Husten und Juckreiz eingesetzt und werden auch als gesundheitsförderndes Mittel verschrieben. Ebenso wird es als Analgetikum, entzündungshemmend und bei einigen bösartigen Tumoren eingesetzt.

In Indien werden pflanzliche Arzneimittel, die Arsen enthalten, in einigen homöopathischen Präparaten und bei hämatologischen Malignomen verwendet. In Korea wird es in der Kräutermedizin gegen Hämorrhoiden verschrieben. Allerdings ist Arsen nicht nur ein beabsichtigter Inhaltsstoff, sondern oft auch eine Verunreinigung, manchmal zusammen mit Quecksilber und Blei.

Das kalifornische Gesundheitsministerium hat 251 Produkte in Reformhäusern getestet und in 36 (14 %) Arsen in Konzentrationen von 20,4 bis 114.000 Teilen pro Million (ppm) mit einem Mittelwert von 145,53 ppm und einem Medianwert von 180,5 ppm festgestellt.

Eine in Singapur durchgeführte Studie identifizierte über einen Zeitraum von fünf Jahren 17 Patienten mit Hautläsionen im Zusammenhang mit chronischer Arsentoxizität, während bei 14 (82 %) Patienten die Toxizität auf das in chinesischen Arzneimitteln enthaltene Arsen zurückzuführen war. Die anderen drei verbrauchten mit Arsen kontaminiertes Rohrbrunnenwasser.

Chemie und Toxizität

Arsen kommt in zwei Oxidationsstufen vor: einer dreiwertigen Form, Arsenit (As2O3; As III), und einer fünfwertigen Form, Arsenat (As2O5; As V). As III ist 60-mal giftiger als As V. Organisches Arsen ist nicht giftig, anorganisches Arsen hingegen schon.

Die Toxizität von Arsen inaktiviert bis zu 200 Enzyme, insbesondere diejenigen, die an zellulären Energiewegen sowie der DNA-Replikation und -Reparatur beteiligt sind. In hochenergetischen Verbindungen wie ATP wird es durch Phosphat ersetzt.

Freies Arsen übt seine Toxizität auch dadurch aus, dass es reaktiven Sauerstoff erzeugt, der während seines Redoxzyklus und metabolischer Aktivierungsprozesse vermittelt und Lipidperoxidation und DNA-Schäden verursacht. Insbesondere als III bindet es an Thiol- oder Sulfhydrylgruppen, Gewebeproteine ​​der Leber, Lunge, Niere, Milz, Magen-Darm-Schleimhaut und keratinreiches Gewebe (Haut, Haare und Nägel). Darüber hinaus werden zahlreiche weitere toxische Wirkungen von Arsen festgestellt.

Exposition gegenüber Arsen

Die Exposition gegenüber Arsen erfolgt durch Einatmen, Aufnahme über die Haut und vor allem durch die Aufnahme von beispielsweise kontaminiertem Trinkwasser.

Arsen kommt in Lebensmitteln als relativ ungiftige organische Verbindung vor (Arsenobentain und Arsenocholin).

Schalentiere, Fische und Algen sind die arsenreichsten Bioprodukte. Diese organischen Verbindungen verursachen einen erhöhten Arsenspiegel im Blut, werden jedoch schnell und unverändert im Urin ausgeschieden. Die Aufnahme von Arsen ist in festen Lebensmitteln höher als in Flüssigkeiten, einschließlich Trinkwasser.

Organische und anorganische Arsenverbindungen können über landwirtschaftliche Produkte oder Böden, die mit arsenbelastetem Wasser bewässert werden, in die pflanzliche Nahrungskette gelangen.

Absorption

Der Hauptort der Absorption ist aufgrund eines elektrogenen Prozesses, der einen Protonengradienten beinhaltet, der Dünndarm. Der optimale pH-Wert für die Arsenabsorption liegt bei 5,0,38, obwohl der pH-Wert im Dünndarm aufgrund der Pankreassekretion von Bikarbonat etwa 7,0 beträgt.

Stoffwechsel

Absorbiertes Arsen wird in der Leber biomethyliert und bildet Monomethylarsonsäure und Dimethylarsinsäure, die weniger toxisch, aber nicht völlig harmlos sind. Etwa 50 % der eingenommenen Dosis können innerhalb von 3 bis 5 Tagen mit dem Urin ausgeschieden werden. Dimethylarsinsäure ist im Vergleich zu Monomethylarsonsäure der dominierende Urinmetabolit (60–70 %). Eine geringe Menge unverändertes anorganisches Arsen wird ebenfalls ausgeschieden. Nach einer akuten Vergiftung zeigen Untersuchungen der elektrothermischen Atomabsorptionsspektrometrie, dass die höchste Arsenkonzentration in den Nieren und der Leber zu finden ist.

Bei chronischer Einnahme von Arsen reichert es sich in Leber, Nieren, Herz und Lunge sowie in geringeren Mengen in Muskeln, Nervensystem, Magen-Darm-Trakt und Milz an. Obwohl der Großteil des Arsens an diesen Stellen entfernt wird, bleiben Rückstände in keratinreichen Geweben, Nägeln, Haaren und Haut zurück. Nach etwa zweiwöchiger Einnahme lagert sich Arsen in den Haaren und Nägeln ab.

​Klinische Merkmale

> Akute Vergiftung

Die meisten Fälle einer akuten Arsenvergiftung entstehen durch versehentliche Einnahme von Insektiziden oder Pestiziden und seltener durch Selbstmordversuche. Kleine Mengen (<5 mg) verursachen Erbrechen und Durchfall, klingen jedoch innerhalb von 12 Stunden ab und eine Behandlung ist nicht erforderlich. Die tödliche Arsendosis bei einer akuten Vergiftung liegt zwischen 100 und 300 mg.

Das Risiko für den Menschen bei akuter Einnahme wurde ab einer tödlichen Dosis anorganischem Arsen von etwa 0,6 mg/kg/Tag abgeschätzt. Ein 23-jähriger Mann, der 8 g Arsen einnahm, überlebte 9 Tage. Ein Student, der 30 g Arsen konsumierte, rief nach 15 Stunden um Hilfe und überlebte 48 Stunden, starb jedoch trotz Magenspülung und Behandlung mit britischem Anti-Lewisit-Gegenmittel und Hämodialyse. Abhängig von der verzehrten Menge tritt der Tod in der Regel innerhalb von 24 Stunden bis 4 Tagen ein.

Anfänglich sind die klinischen Symptome ausnahmslos mit dem Magen-Darm-System verbunden, mit Übelkeit, Erbrechen, Bauchkrämpfen, Bauchschmerzen und starkem wässrigen Durchfall.

Bauchschmerzen können schwerwiegend sein und einem akuten Abdomen ähneln.

Auch übermäßiger Speichelfluss tritt auf und kann die Hauptbeschwerde sein, wenn keine anderen gastrointestinalen Symptome vorliegen. Weitere klinische Merkmale sind akute Psychosen, diffuser Hautausschlag, toxische Kardiomyopathie und Krampfanfälle. Ein dominierendes Merkmal ist Durchfall, der auf eine erhöhte Durchlässigkeit der Blutgefäße zurückzuführen ist.

Großer, wässriger Stuhlgang wird als „cholerischer Durchfall“ beschrieben . Bei Cholera wird der Stuhl als „Reiswasser“ bezeichnet, bei einer akuten Arsenvergiftung spricht man jedoch von „blutigem Reiswasser“, da sich Blut im Magen-Darm-Trakt befindet. Die Todesursache ist ein massiver Flüssigkeitsverlust durch Sekretion aus dem Magen-Darm-Trakt, der zu schwerer Dehydrierung, einer Verringerung des zirkulierenden Blutvolumens und dem daraus resultierenden Kreislaufkollaps führt. Die Autopsieuntersuchung ergab Ösophagitis, Gastritis und Lebersteatose.

Zu den gemeldeten hämatologischen Anomalien zählen Hämoglobinurie, intravaskuläre Gerinnung, Knochenmarksdepression, schwere Panzytopenie, normozytäre normochrome Anämie und basophile Punktierung. Bei 4 von 8 Seeleuten, die Arsin ausgesetzt waren, wurde über Nierenversagen berichtet. Weitere häufige Merkmale einer akuten Vergiftung sind Atemstillstand und Lungenödem.

Die häufigste neurologische Manifestation ist die periphere Neuropathie, die bis zu 2 Jahre andauern kann. Diese Neuropathie kann zu einer schnellen und starken Zunahme der Schwäche führen, ähnlich dem Guillain-Barré-Syndrom, die eine mechanische Beatmung erfordert. Eine weitere häufige Manifestation ist die Enzephalopathie. Wenn ihre Ätiologie ungewiss ist, muss die Möglichkeit einer Arsentoxizität ausgeschlossen werden. Nach intravenöser Verabreichung von Arsphenaminen ist eine Enzephalopathie aufgetreten. Es wird angenommen, dass die Enzephalopathie auf eine Blutung zurückzuführen ist. Bei akuter Arsenvergiftung wurde über Stoffwechselveränderungen berichtet. Nur bei einem Patienten kam es zu einer Azidose und bei Rindern zu einer Hypokalzämie. Bei einer akuten Vergiftung ist die Arsenkonzentration im Urin der beste Indikator für eine kürzliche Einnahme (1 bis 2 Tage).

Akute Arsenvergiftung

• Klinische Merkmale manifestieren sich in nahezu allen Körpersystemen. • Auffällige Merkmale sind Übelkeit, Erbrechen, Bauchkrämpfe und -schmerzen, starker wässriger Durchfall und übermäßiger Speichelfluss. • Weitere Merkmale sind akute Psychosen, diffuser Hautausschlag, toxische Kardiomyopathie und Krampfanfälle. • Hämatologische Anomalien und Nieren- und Atemversagen sowie Lungenödeme sind häufig. • Neurologische Manifestationen umfassen periphere Neuropathie oder Enzephalopathie. • Die Arsenkonzentration im Urin ist der beste Indikator für eine kürzliche Vergiftung (1-2 Tage).

> Chronische Vergiftung

Eine chronische Arsenvergiftung führt zu Multisystemerkrankungen; Die schwerwiegendste Folge ist die Malignität.

Die klinischen Merkmale einer Arsenvergiftung variieren zwischen Einzelpersonen, Bevölkerungsgruppen und geografischen Gebieten. Es ist nicht klar, welche Faktoren das Auftreten einer bestimmten klinischen Manifestation bestimmen oder auf welches Körpersystem sie abzielt. Daher treten bei Menschen, die einer chronischen Toxizität ausgesetzt sind, eine Vielzahl klinischer Merkmale auf. Der Beginn ist schleichend mit unspezifischen Symptomen wie Bauchschmerzen, Durchfall und Halsschmerzen.

> Haut

Zahlreiche Hautveränderungen treten bei längerer Exposition auf und sind ein häufiges Merkmal. Die erste klinische Diagnose basiert häufig auf dem Vorliegen einer Hyperpigmentierung sowie einer palmaren und solaren Keratose. Keratose kann als gleichmäßige Verdickung oder als einzelne Knötchen auftreten. Es wird hervorgehoben, dass sowohl die palmare als auch die solare Keratose ein wichtiges diagnostisches Kriterium sind.

Hyperpigmentierung äußert sich in diffusen dunkelbraunen Flecken, einer weniger diskreten diffusen Verdunkelung der Haut oder einem charakteristischen „Regentropfen“-Erscheinungsbild. Hautkrebs oder Morbus Bowen, der mit Arsen einhergeht, kommt bei asiatischen Menschen selten vor und kann auf den hohen Melaningehalt in der Haut und die stärkere Belastung durch ultraviolette Strahlung zurückzuführen sein.

Arsen kann bei Personen mit nicht mit Melanin pigmentierter Haut ein Basalzellkarzinom verursachen. Die Latenzzeit nach der Exposition kann bis zu 60 Jahre dauern und wurde bei Patienten berichtet, die mit Fowler-Lösung behandelt wurden, bei Arbeitern, die Schafe eintauchten, bei Weinbergarbeitern, die arsenhaltige Pestizide verwendeten, und beim Trinken von kontaminiertem Wein. Eine weitere Manifestation aufgrund der Arsenablagerung im Keratin sind markante quer verlaufende weiße Linien auf den Finger- und Zehennägeln, die sogenannten Mee-Linien.

Große Bevölkerungsstudien aus Westbengalen zeigen einen Zusammenhang zwischen der Arsenkonzentration im Brunnenwasser, der Dosis pro Körpergewicht, Hyperpigmentierung und Keratose und zeigen, dass Menschen mit schlechtem Ernährungszustand anfälliger waren. Die Studie von Smith et al. berichtete jedoch, dass bei Atacameños aus Nordchile trotz gutem Ernährungszustand arsenbedingte Hautläsionen auftreten. Diese Probanden aus dem Dorf Chiu Chiu stammten aus einer Gegend, die „berühmt“ für den Anbau von Karotten und anderem Gemüse ist. Der in den verzehrten Lebensmitteln enthaltene Arsengehalt wurde jedoch nicht gemessen, um festzustellen, ob Arsen in der Nahrungskette den Wert „zunichtemachen“ könnte Ernährung der verzehrten Lebensmittel.

> Magen-Darm-System

Obwohl Durchfall bei akuten Vergiftungen ein wichtiges und früh einsetzendes Symptom ist, kommt es bei chronischer Vergiftung zu wiederkehrenden Anfällen, die mit Erbrechen einhergehen können. Liegen weitere Manifestationen wie Hautveränderungen und Neuropathie vor, sollte an eine Arseneinnahme gedacht werden.

Bei 248 Patienten mit Anzeichen einer chronischen Arsentoxizität aus Westbengalen, die 1 bis 15 Jahre lang mit Arsen kontaminiertes Trinkwasser konsumierten, wurde bei 76,6 % eine Hepatomegalie festgestellt, und von den 69 biopsierten Patienten wiesen 63 (91,3 %) keine Leberzirrhose auf Pfortaderfibrose. In einer anderen Studie wurde Arsen als ätiologisches Agens bei 5 von 42 Patienten mit unvollständiger Septumzirrhose angesehen, einer inaktiven Form der makronodulären Zirrhose, die durch dünne, unvollständige Septen, die einzelne Knötchen abgrenzen, und eine ungewöhnlich hohe Inzidenz von Varizenblutungen gekennzeichnet ist.

> Herz-Kreislauf-System

Bei Gießereiarbeitern wird aufgrund der Arsenexposition über ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen berichtet.

In einer in Millard, County, USA, durchgeführten Studie, die auf einer kumulativen Arsen-Expositionsmatrix basierte, wurde bei beiden Geschlechtern ein signifikanter Anstieg der Sterblichkeit aufgrund einer hypertensiven Herzerkrankung beobachtet. In Bangladesch berichteten Rahman et al. 1999 über ein erhöhtes Auftreten von Bluthochdruck in einer großen Studie mit 1.481 Probanden, die arsenhaltigem Brunnenwasser ausgesetzt waren. 74 taiwanesische Patienten mit ischämischer Herzkrankheit in „dörfern mit hyperendemischer Arseniasis“ wurden untersucht und es wurde ein Zusammenhang zwischen ischämischer Herzkrankheit und langfristiger Arsenexposition festgestellt. Arsen schädigt direkt das Myokard und verursacht Herzrhythmusstörungen und Kardiomyopathie.

Die Blackfoot-Krankheit ist eine einzigartige periphere Gefäßerkrankung, die Gangrän am Fuß verursacht. Sie kommt nur in einem begrenzten Gebiet an der Südwestküste Taiwans vor und ist die Folge einer langfristigen Exposition gegenüber erhöhten Arsenwerten im artesischen Brunnenwasser. Auch in Chile wird über periphere Gefäßerkrankungen berichtet.

> Neurologisches System

Das neurologische System ist das Hauptziel der toxischen Wirkung verschiedener Metalle, insbesondere Schwermetalle wie Quecksilber, Blei und Arsen. Die neurologischen Auswirkungen sind vielfältig. Der häufigste Befund ist eine periphere Neuropathie, die dem Guillain-Barré-Syndrom ähnelt und ähnliche Symptome und elektromyographische Zeichen aufweist. Zunächst handelt es sich um eine sensorische Neuropathie mit „Handschuh- und Strumpfanästhesie“.

Zu den Auswirkungen der Toxizität zählen auch Verhaltensänderungen, Verwirrung und Gedächtnisverlust. Bei 2 Arbeitern wurde nach 14 bis 18 Monaten Exposition eine kognitive Beeinträchtigung berichtet; Nach Beseitigung der Arsenquelle normalisierte sich die geistige Funktion wieder. Bei einer großen Zahl von Menschen wurde eine höhere Prävalenz zerebrovaskulärer Erkrankungen, insbesondere eines Hirninfarkts, beobachtet.

> Urogenitalsystem

Die Millard County-Studie berichtete auch über eine erhöhte Sterblichkeit durch Nephritis und Prostatakrebs . Ein Register für Blasen- und Nierentumoren in Taiwan berichtete, dass ein hoher Arsengehalt im Trinkwasser von Brunnen mit dem Übergang zu Zellkarzinomen der Blase, der Niere, des Harnleiters und der gesamten Harnröhre verbunden war, was zu einer höheren Rate an Blasenkrebs führte. bei Männern. Dies deutete für die Autoren darauf hin, dass die Karzinogenität von Arsen zelltypspezifisch sein könnte. Im Gegensatz dazu fand eine Studie aus Finnland einen Zusammenhang mit dem Risiko für Blasenkrebs, nicht jedoch für Nierenkrebs, trotz sehr geringer Arsenkonzentrationen in Bohrbrunnen.

Zum Zusammenhang zwischen der Einnahme von Arsen und unerwünschten Folgen während der Schwangerschaft sowie der Morbidität und Mortalität bei Neugeborenen fehlen noch Studien. Bei schwangeren Andenfrauen, die Wasser mit Arsenkonzentrationen von etwa 200 μg/l konsumierten, war Arsen im Nabelschnurblut (9 μg/l) fast genauso hoch wie im mütterlichen Blut (11 μg/l). Plazenta-Arsen lag in derselben Gruppe bei 34 μg/L, verglichen mit 7 μg/L bei Frauen, die nicht Arsen ausgesetzt waren. Die Ergebnisse der Studien von Concha et al. in den Anden, in Argentinien, verleihen diesem Problem eine weitere Dimension. Der Fötus sowie gestillte Säuglinge und Kinder sind einer mütterlichen Arsentoxizität ausgesetzt.

> Atmungssystem

Studien aus Westbengalen machen auf restriktive und obstruktive Lungenerkrankungen aufmerksam. Atemwegserkrankungen traten häufiger bei Patienten mit chronischen Arsentoxizitätsläsionen auf. Ähnliche Ergebnisse eines Zusammenhangs zwischen Hauterscheinungen und Lungenerkrankungen wurden bei chilenischen Kindern berichtet. Die Möglichkeit einer erhöhten Arsenablagerung in der Lunge wird durch Autopsiestudien an einer begrenzten Anzahl von Patienten gestützt, obwohl der Grund unbekannt ist. In einer Studie an Patienten mit Schwarzfußkrankheit in Taiwan wurde eine erhöhte Inzidenz von Bronchitis festgestellt.

Endokrine und hämatologische Systeme

Die Exposition gegenüber erhöhten Arsenkonzentrationen ist mit einem erhöhten Risiko für Diabetes mellitus verbunden . Neutropenie tritt bei chronischer Vergiftung auf.

bösartige Erkrankungen

Der Zusammenhang zwischen Arsen und bösartigen Erkrankungen ist von großer und wachsender Bedeutung, da viele Millionen Menschen potenzielle Opfer sind. In Bangladesch und Indien wird Arsen mit Haut-, Lungen-, Leber-, Nieren- und Blasenkrebs in Verbindung gebracht. Es gibt Hinweise darauf, dass in anderen Ländern die Exposition gegenüber Arsen bösartige Erkrankungen der Haut, der Lunge, der Leber, der Niere und der Blase verursacht. Daten aus Taiwan dokumentieren außerdem bösartige Tumoren der Blase, Niere, Haut, Lunge, Nasenhöhle, Knochen, Leber, Kehlkopf, Dickdarm und Magen sowie Lymphome.

Obwohl die Mechanismen noch nicht vollständig geklärt sind, wirken sie sich möglicherweise nachteilig auf die DNA-Reparatur und -Methylierung sowie auf die erhöhte Bildung freier Radikale und die Aktivierung des c-myc -Protoonkogens aus. Unter bestimmten Umständen kann Arsen als Kokarzinogen und Tumorpromotor oder -progressor wirken. Erhöhte Arsenwerte wirken bei Tieren teratogen. Strukturelle Chromosomenaberrationen wurden bei einer Gruppe von Menschen untersucht, die in Finnland Arsen aus Brunnenwasser konsumierten, und es wurden stärkere Zusammenhänge bei aktuellen Konsumenten gefunden als bei den 10 Probanden, die zwei bis vier Monate lang kein kontaminiertes Brunnenwasser mehr konsumiert hatten. vor der Probenahme.

Chronische Arsenvergiftung

• Klinische Merkmale manifestieren sich in nahezu allen Körpersystemen. • Absorbiertes Arsen reichert sich an in: Leber, Nieren, Herz und Lunge, kleinere Mengen in: Muskeln, Nervensystem, Verdauungssystem, Milz und Lunge. • Arsen lagert sich in keratinreichen Geweben ab: Nägel, Haare und Haut. • Auf den Fingernägeln und Zehennägeln treten Mee-Falten auf. • Die schwerwiegendste Folge sind bösartige Veränderungen in fast allen Organen des Körpers. • Dermatologische Veränderungen wie Hyperpigmentierung und Keratose, sowohl palmar als auch solar, kommen häufig vor. • Es besteht ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, periphere Gefäßerkrankungen, Atemwegserkrankungen, Diabetes mellitus und Neutropenie. • Eine wirksame Behandlung der chronischen Arsentoxizität ist noch nicht verfügbar.

Diagnose

Die Analyse von Blut-, Urin- und Haarproben dient der Quantifizierung und Überwachung der Arsenbelastung. Werte zwischen 0,1 und 0,5 mg/kg pro Tag in einer Haarprobe weisen auf eine chronische Vergiftung hin, während 1,0 bis 3,0 mg/kg auf eine akute Vergiftung hinweisen.

Arsenmangel

Bei Tieren äußert sich ein Mangel in erhöhter Sterblichkeit, verringerter Fruchtbarkeit, erhöhter Spontanabortrate, niedrigem Geburtsgewicht der Nachkommen und Schädigung der roten Blutkörperchen.

Wirtschaftliche Kosten der Umweltverschmutzung

Die wirtschaftliche Bedeutung einer Arsenvergiftung umfasst medizinische Kosten, Einkommensverluste sowie eine verringerte Ernteproduktivität und -qualität aufgrund von Boden- und Wasserverschmutzung. Die aktuellen gesundheitlichen, wirtschaftlichen und ernährungsbedingten Probleme würden weitgehend ausgeglichen, wenn Informationen über die Arsenbelastung der Nahrungskette besser bekannt wären und wir wüssten, welche landwirtschaftlichen und tierischen Produkte kontaminiert seien. Diese Probleme sind besonders in Bangladesch von großer Bedeutung, wo 97 % der Landbevölkerung zum Trinken, Kochen und zur Bewässerung auf Grundwasser angewiesen sind.

Zukünftige Anweisungen zur Prävention und zum Management

Die menschliche Tragödie aufgrund der Arsentoxikation ist in den Entwicklungsländern am schlimmsten, wo in Ländern wie Bangladesch das Leben von Millionen Menschen betroffen ist.

Um das wachsende Problem der Arsenbelastung und der Auswirkungen auf die Gesundheit zu lösen, müssen viele Fragen geklärt werden. Es sind Informationen erforderlich, um festzustellen, ob es einen Schwellenwert für das Auftreten der krebserzeugenden Wirkung von Arsen gibt, und um die Dosis und Dauer der Exposition festzulegen. Es sind Studien erforderlich, um toxische Erscheinungen mit einem möglichen genetischen Polymorphismus, Alter, Geschlecht, Ernährung und der schützenden Rolle von Vitaminen, Mineralien und Antioxidantien in Verbindung zu bringen. Es gibt deutliche Unterschiede in den klinischen Merkmalen zwischen Personen aus demselben Haushalt, wie dies häufig in Bangladesch der Fall ist, was auf „langsame“ oder „schnelle“ Methylatoren von Arsen zurückzuführen sein kann, ähnlich wie bei Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen, die Acetylierer sind. ” „langsam“ oder „schnell“ und reagieren daher unterschiedlich auf die Behandlung mit Salicylat.

Die Versorgung mit Trinkwasser hat Priorität.

Um Arsen aus dem Trinkwasser zu entfernen, gibt es verschiedene Methoden unterschiedlicher Komplexität. Die vor allem in Entwicklungsländern dringend benötigte Methodik soll bezahlbar, für die Bevölkerung nachhaltig und profitabel sein.

Zu den verfügbaren Methoden zur Entfernung von Arsen aus Wasser zählen Fällungs- oder Ionenaustauschverfahren. Die Filtration von Arsen aus Rohrbrunnenwasser hat eine Reihe von Filtern unterschiedlicher Komplexität und Kosten hervorgebracht, wobei ihre Verwendung mit Erschwinglichkeits-, Effizienz- und Wartungsproblemen verbunden ist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Prozess und die Kosten der Entfernung von abgeschiedenem Arsen nach der Filtration sorgfältig abgewogen werden müssen.

Vielversprechende Studien berichten von der Verwendung eisenbehandelter natürlicher Materialien wie eisenbehandelter Aktivkohle, eisenbehandelten Gelkügelchen und mit Eisenoxid beschichtetem Sand. Von diesen mit Eisenoxid beschichteten Sanden war Sand die wirksamste Verbindung.

Stevens‘ Technologie zur Arsenentfernung ist kostengünstig und besteht darin, ein kleines Päckchen Pulver, das Eisensulfat und Kalziumhypochlorit enthält, in einen großen Eimer Wasser zu mischen, das dann durch mehrere Zentimeter Sand gefiltert wird. Eine attraktive und wirtschaftliche Option, die weithin verfügbar ist, ist die Regenwassernutzung und die Nutzung von Oberflächenwasser.

In Bangladesch ist die Wassermenge, die in den Golf von Bengalen fließt, die zweitgrößte nach der Menge, die in das Amazonasbecken fließt. Bangladesch hat eine jährliche Niederschlagsmenge von 1.500 bis 2.000 mm, in den östlichen Teilen des Landes fallen jedoch 3.500 mm. Der Möglichkeit, diesen natürlichen Reichtum Bangladeschs zu nutzen, wurde nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt. Die kostengünstigste Lösung würde jedoch davon abhängen, ob die Gemeinschaft bereit ist, die Nutzung eines nicht kontaminierten Nachbarbrunnens (Gemeinschaftsbrunnens) zu fördern. Mehr als 90 % der Bevölkerung Bangladeschs leben im Umkreis von 200 m um eine saubere und sichere Brunnenwasserquelle.

Derzeit gibt es keine nachweislich wirksame Behandlung zur Behandlung einer chronischen Arsenvergiftung.

Die empfohlenen Therapieoptionen sind Vitamine, Mineralstoffpräparate und eine Antioxidantientherapie. Der Nutzen dieser Behandlungsmaßnahmen muss evidenzbasiert sein, um Unterstützung und eine breitere Anwendung zu erhalten. Auf zellulärer Ebene sind angesichts der apoptotischen Wirkung von Arsen die Wirkungen insbesondere von Antioxidantien theoretisch wertvoll. Allerdings müssen die zellulären Vorteile dieser Verbindungen bei Menschen mit chronischer Arsenvergiftung validiert werden. Derzeit beschränkt sich die Therapie bei chronischen Vergiftungen auf unterstützende Maßnahmen.