Kinetik von Arsen im Blut des Menschen nach einer Fischmahlzeit[]*

Zusammenfassung

Es ist hinreichend bekannt, dass im Fisch größere Mengen Arsen (As) vorhanden sind (Mittelwerte bezogen auf Feuchtgewicht [mg × kg^-1], Ballin [1]: 41; Falconer et al. [2]: 14; Staveland et al. [3]: 5,2), vornehmlich in Form von organischen Verbindungen wie Arsenobetain. Viele Untersuchungen belegen, dass Arsenobetain nach Fischgenuss schnell wieder über den Urin ausgeschieden wird und daher nicht toxisch für den Menschen ist. Es ist bisher jedoch noch nicht die Kinetik des Arsenobetains im Blut ermittelt worden. In der vorliegenden Arbeit sollte deshalb die Kinetik des durch Fischgenuss aufgenommenen Arsens im menschlichen Blut ermittelt werden. Zu diesem Zweck wurde ein Probandenversuch durchgeführt, bei dem 14 Frauen zwischen 24 und 32 Jahren 179 bis 292 g gedünstetes Schollenfilet aßen, das 44 mg (Minimum) bis 276 mg (Maximum) As × kg^-1 Trockengewicht enthielt. Dabei nahmen sie 2,5 (Minimum) bis 20 (Maximum) mg As pro Person auf, das entsprach 0,04 bis 0,35 mg As × kg^-1 Körpergewicht. Die Bestimmung des Gesamtarsens in den einzelnen Matrizes erfolgte mit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie mit der Graphitrohrofentechnik, mit der auch das As im stabilen Arsenobetain sicher gemessen werden konnte. Es zeigte sich, dass der Arsengehalt im Blut vor der Fischmahlzeit bei allen Probandinnen unterhalb der Nachweisgrenze lag. Nach Fischgenuss kam es zu einem schnellen und deutlichen Anstieg der Blutarsenkonzentration. Zwei Stunden nach der Mahlzeit wurde mit 55 ± 5,8 μg As × L^-1 (Median) der höchste Wert gemessen, danach fiel die Konzentration wieder ab. Auf der Basis der Arsenelimination in Abhängigkeit von der Zeit wurden mit Hilfe einer Regressionsanalyse die Halbwertszeiten für As im Blut abgeschätzt. Es zeigte sich, dass zunächst (2 bis 10 Stunden nach dem Fischgenuss) eine schnelle Arsenausscheidung erfolgte mit einer Halbwertszeit von 7,1 h. Zwischen 10 und 48 Stunden nach der Fischmahlzeit ließ sich eine langsamere Ausscheidung mit einer Halbwertszeit von 63 h erkennen. Dieses Ergebnis fand sich auch in den Urinarsenkonzentrationen wieder. Es muss daher davon ausgegangen werden, dass das Arsenobetain länger im Körper verweilt als bisher angenommen. Solange nicht gründlich untersucht ist, was in dieser Zeit mit dem Arsenobetain im Körper geschieht, sollte man mit Aussagen über die Ungefährlichkeit dieser Verbindung vorsichtig sein.

Kinetics of Arsenic in Human Blood after Ingestion of Fish

It is well known that fish contains high amounts of arsenic (As) compounds (mean values per wet weight [mg × kg^-1] Ballin [1]: 41; Falconer et al. [2]: 14; Staveland et al. [3]: 5.2), which are mainly represented by organic As compounds, especially by arsenobetaine. It is generally assumed that arsenobetaine is rapidly eliminated via the urine and therefore seems to be non-toxic for humans. However, the kinetics of arsenobetaine in human blood are unknown to date. Therefore, the following experiments were performed: 14 women of 24 to 32 years of age voluntarily ingested 179 to 292 g of cooked plaice fillet containing 44 (minimum) to 276 (maximum) mg As × kg^-1 dry weight. Hence, the volunteers ingested 2.5 (minimum) to 20 (maximum) mg As per person, equivalent to 0.04 to 0.35 mg As × kg^-1 body weight. The element As was measured by atomic absorption spectrometry using the graphite furnace technique in order to detect the total amount of As including that of the stable arsenobetaine. In the blood, the highest As values of 55 ± 5.8 μg × L^-1 (median) were found 2 hours after fish ingestion. Subsequently the As concentrations declined reaching 16 ± 0.69 μg × L^-1 (median) 48 hours after fish ingestion. In respect of the As values in blood recorded between 2 and 10 hours after fish ingestion, rapid elimination could be observed leading to a half-life of 7.1 hours (first value) recorded by linear regression analysis. With regard to the As values in blood between 10 and 48 hours after fish ingestion, a lower elimination rate was estimated with a longer half-life of 63 hours (second value). The reason for this delayed elimination of As is not known. The results indicate that As mainly absorbed as arsenonetaine due to ingestion of fish is not eliminated as fast as had been expected on the basis of published data. As long as it is not known what happens to arsenobetaine remaining for longer periods in the blood with a half-life of 63 hours, caution is advised regarding the general opinion that arsenobetaine is rapidly eliminated and non-toxic for human consumption.

Key words

Arsenic Compounds - Arsenobetaine - Fish Consumption - Elimination Kinetics - Human Blood

1 Diese Arbeit ist gewidmet Herrn Prof. Dr. rer. nat. O. Wassermann zu seinem 65. Geburtstag.

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1 Diese Arbeit ist gewidmet Herrn Prof. Dr. rer. nat. O. Wassermann zu seinem 65. Geburtstag.