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Kupfer und frühkindliche Leberzirrhose: Molekulartoxikologische Untersuchungen der chronischen Kupfertoxizität

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Beschreibung

Kupfer ist ein essentielles Spurenelement. Sein Bedarf wird nahezu ausschließlich über die Nahrung gedeckt (1). Der Beitrag über das Trinkwasser ist im allgemeinen vernachlässigbar. Nach Schätzungen der WHO liegt der akzeptable Bereich für die orale Aufnahme („Acceptable Range of Oral Intake", AROI) bei 20-50 µg Kupfer/kg Körpergewicht/Tag für Kinder und Erwachsene (2). In den USA werden 1,5-3,0 bzw. 0,4-0,6 mg Kupfer/Tag als sicher und ausreichend für Erwachsene bzw. Kleinkinder im Alter von 0-5 Jahren erachtet („Estimated Safe and Adequate Daily Intake") (3). Mit einer täglich aufgenommen Menge von 0,6-1,6 mg Kupfer bei beruflich nicht exponierten Personen (4, 5) liegt damit die Versorgung der Durchschnittsbevölkerung mit Kupfer eher an der unteren Grenze der empfohlenen Menge. Aufgrund des effizient regulierten Gleichgewichts zwischen seiner Resorption und Ausscheidung ist Kupfer für den Säuger kaum toxisch. In Deutschland und in anderen Ländern sind jedoch in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Fälle von frühkindlicher Leberzirrhose mit zumeist tödlichem Ausgang bekannt geworden, die auf eine erhöhte Exposition gegenüber Kupfer zurückzuführen sind (6-12). All diesen Fällen ist gemeinsam, dass die Kleinkinder nicht oder nur kurz gestillt wurden und mit Formulamilch ernährt wurden, die mit kupferhaltigem Wasser zumeist aus Eigenwasserversorgung zubereitet war. Wegen der lückenhaften Datenlage bei den aufgetretenen Fällen von frühkindlicher Leberzirrhose ist eine Abschätzung der Gefährdung des Neugeborenen durch Kupfer im Trinkwasser auf der Grundlage der Humandaten alleine nicht möglich. Eine entsprechende Risikoabschätzung ist nur über Tierversuche, die unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden möglich. Im Vordergrund des geplanten Vorhabens standen Fragen bezüglich des molekularen Mechanismus der Hepatotoxizität von Kupfer und die Frage, ob und gegebenenfalls für wie lange der Säugling besonders empfindlich für eine erhöhte Kupferexposition ist. Ziel des Projektes war es, die Grundlagen zu schaffen für die Festlegung eines toxikologisch begründeten Grenzwertes für Kupfer im Trinkwasser, der die eventuell erhöhte Empfindlichkeit des Neugeborenen berücksichtigt. Die mechanistischen Fragestellungen wurden an genetisch veränderten Long-Evans Cinnamon (LEC) Ratten untersucht, die auf Grund eines Gendefekts Kupfer in der Leber akkumulieren (13, 14) und in der Folge Leberzellnekrosen und im Alter von 3-4 Monaten eine fulminante, zumeist tödlich verlaufende Hepatitis entwickeln. Die Untersuchungen zur Akkumulierbarkeit und Dosis-Wirkungs-Beziehung von Kupfer nach oraler Exposition wurden an neugeborenen Meerschweinchen durchgeführt. Meerschweinchen haben einen dem Menschen sehr ähnlichen Kupferstoffwechsel und können darüber hinaus als Nestflüchter bereits unmittelbar nach der Geburt oral gegenüber Kupfer exponiert werden (15, 16).

Metadaten

TitelKupfer und frühkindliche Leberzirrhose: Molekulartoxikologische Untersuchungen der chronischen Kupfertoxizität 
Stand 2002 
Seitenzahl45 
Förderkennzeichen PUGU98003

 

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