Funktion und Stoffwechsel der Schwermetalle

Zusammenfassung

Schwermetalle sind regelmäßige Bestandteile des Lebenden. Zwar sind fast alle im periodischen System vorkommenden Schwermetalle im Organismus nachgewiesen, über ihre physiologische Bedeutung oder gar ihre Lebensnotwendigkeit für höhere Organismen ist jedoch für viele nur wenig bekannt Lediglich Eisen, Kupfer, Mangan, Zink und Kobalt sind für den Menschen und die Säugetiere in ihrer Bedeutung erkannt. Bei niedrigeren Organismen finden sich noch einige andere lebensnotwendige Schwermetalle, sicher Vanadium. Von diesen Spurenelementen sind, solange wir noch nichts über ihre Bedeutung wissen, die Schwermetalle als Begleitelemente abzutrennen, die mit der Nahrung aufgenommen und resorbiert werden. Daraus geht hervor, daß der Nachweis eines Schwermetalls im Organismus noch keineswegs für seine funktionelle oder materielle Bedeutung spricht. Selbst die wechselnde Verteilung der Schwermetalle läßt keine weiteren Schlüsse zu. Die Verteilung kann Ausdruck der besonderen Affinität des betreffenden Schwermetalls zum chemischen oder physikochemischen Milieu oder Ausdruck einer unspezifischen physiologischen Speichereigenschaft des jeweiligen Organs, im besonderen des reticuloendothelialen Systems sein. Verteilt sich ein Schwermetall in bestimmter Weise unter normalen Bedingungen auf die einzelnen Organe, so ändert sich der Verteilungsmodus bei Zufuhr großer Mengen — wie im Falle der Vergiftung — im allgemeinen nicht. Diese mehr oder weniger große Organspezifität läßt schließen, daß der größere Teil der Schwermetalle intracellulär liegt, daß also die Vorstellung von der Impermeabilität der Zellgrenzflächen für Kationen hier nicht gilt. Schwermetalle werden von den Zellen, auch von den Erythrocyten, als wahrscheinlich echten Membranträgern sicher und relativ rasch aufgenommen. Die erste Phase — Adsorption an die Zellgrenzfläche — verläuft sehr rasch. Die so ausgelöste Wirkung ist durch Entionisation, z. B. durch Sulfhydrilgruppen reversibel. Die zweite Phase — langsames Eindringen in die Zelle — führt dosenabhängig meist zu irreversibler Veränderung. Dieses Eindringen von Kationen in die Zelle ist nur durch zumindest temporäre Umladung der Grenzfläche zu erklären, vielleicht auf dem Wege über elektrisch wenig aktive Schwermetallproteinbildung. Damit ist die Möglichkeit einer Wirkung auf Zellfunktion und Morphe gegeben. Bleibt das Schwermetall extracellulär, also im Plasma oder im Interstitium, so treten meist keine morphologisch faßbaren Wirkungen auf.