Chrom

Chrom kommt praktisch überall in der Umwelt vor und ist in einer Konzentration von 10 bis 60 mg/kg in vielen Erdgesteinen enthalten. Durch die Verbrennung von fossilen Brenn- und Rohstoffen und die industrielle Verarbeitung von Chrom kann es über Klärschlämme und Abwässer in die Umwelt gelangen und über die Nahrung aufgenommen werden. In der Nahrung sind insbesondere Chrom(III)-Verbindungen enthalten.

Industriell findet Chrom unter anderem als Beschichtungsmaterial, in Legierungen, in der Glasproduktion, bei der Holzimprägnierung und bei der Lederverarbeitung Anwendung.

Chrom ist ein essentielles Spurenelement, das vom menschlichen Körper exogen zugeführt werden muss. Es wird vorwiegend über die Lunge, den Gastrointestinaltrakt und die Haut aufgenommen. Im Blut ist Chrom an Transportproteine (z.B. Transferrin oder Albumin) gebunden. Die Hauptspeicherorte des Chroms im Körper sind die Lunge, Leber, Milz und Knochen.

Der Bedarf eines Erwachsenen liegt bei unter 1 mg pro Tag. Chrom ist von besonderer Bedeutung für den Kohlenhydratstoffwechsel und ist für die ausreichende Freisetzung von Insulin mitverantwortlich. Außerdem spielt es eine wichtige Rolle für die Funktion der Schilddrüse und die Synthese von Proteinen.

Die biologische Bedeutung von Chrom wird allerdings kontrovers diskutiert. Je nach Literatur gibt es auch Quellen, nach denen Chrom kein essentielles Element ist.

Da Chrom in vielen verschiedenen Lebensmitteln vorkommt, tritt ein Chrommangel in der Regel nur sehr selten auf. Ein Chrommangel kann jedoch im Rahmen von Infektionen, Stress, während der Schwangerschaft und bei einer rein parenteralen Ernährung auftreten. Da Chrom renal ausgeschieden wird, entwickeln gelegentlich auch Patienten mit einer gesteigerten Diurese (z.B. bei Diabetes mellitus oder Diuretikaeinnahme) einen Chrommangel.

Chrommangel kann zu einer verminderten Glukosetoleranz führen und zeigt ähnliche Symptome wie ein Diabetes mellitus. Dazu gehören:

• Nervosität
• Gereiztheit
• Verwirrtheit
• Depression
• Konzentrationsschwäche
• Polyurie
• Gewichtsverlust
• Juckreiz
• Muskelschwäche

Eine Chromvergiftung tritt insbesondere bei Personengruppen auf, die eine berufliche Exposition gegenüber Chromverbindungen vorweisen. Vor allem Chrom(VI)-Verbindungen besitzen eine hohe akute und chronische Toxizität für den menschlichen Organismus.

Chrom(III)-Verbindungen sind auf Grund ihrer geringeren Löslichkeit weniger toxisch. In hohen Dosierungen können jedoch auch Chrom(III)-Verbindungen zu Schädigungen der Haut, Leber und Nieren führen.

Akute Vergiftung

Wird eine hohe Dosis an Chrom(VI)-Verbindungen inhaliert, so kann es zu Schädigungen der Atemwegsschleimhäute, Nasenbluten, Bronchitis, Asthma oder einer Pneumokoniose kommen.

Bei der oralen Aufnahme von Chrom(VI)-Verbindungen kommt es zu einer Verfärbung, Verätzung und Schwellung der Mund- und Rachenschleimhaut. Weiterhin können je nach aufgenommener Menge starke Bauchschmerzen, blutiges Erbrechen, blutige Diarrhöen, Krämpfe und Ödeme auftreten. Final kann eine akute orale Chromintoxikation zu einem akuten Nierenversagen, einem kardiogenem Schock und zum Tod führen.

Die Symptomatik nach Hautkontakt mit Chrom(VI)-Verbindungen variiert je nach Menge und Dauer der Exposition von allergischen Reaktionen bis hin zu Hautgeschwüren. Bei großflächiger Exposition sind auch systemische Reaktionen möglich.

Chronische Vergiftung

Die chronische inhalative Aufnahme von Chrom(VI)-Verbindungen kann Reizungen, Geschwüre und Entzündungen der Atemwege, Dyspnoe, Husten, Nasenbluten sowie Asthma, chronischer Bronchitis oder eine Pneumonie auslösen. Im Verlauf können Leberschäden auftreten und es zeigt sich eine erhöhte Inzidenz von Lungentumoren.

Bei der chronischen oralen Aufnahme von Chrom(VI)-Verbindungen zeigen sich Störungen des Gastrointestinaltraktes wie beispielsweise Ulzerationen, chronische Diarrhö, Erbrechen und abdominelle Schmerzen. Weiterhin kann es zu Blutbildveränderungen mit Leukozytose kommen.

Chronischer Hautkontakt führt oft zu einer Kontaktallergie mit ekzematoider Dermatitis. Dies wird insbesondere bei Maurern beobachtet (Maurer-Krätze).

Die labormedizinische Bestimmung von Chrom im Blut oder Urin findet vor allem in der Arbeitsmedizin Anwendung.

Material

Für die Untersuchung werden 2 ml Serum, 2 ml EDTA-Blut oder 10 ml von einem 24-h-Sammelurin benötigt.

Chrom(III)-Verbindungen können im Serum, Chrom(VI)-Verbindungen im EDTA-Blut in den Erythrozyten nachgewiesen werden.

Normwerte

Der biologische Grenzwert (BGW) ist ein Grenzwert für die Konzentration eines Arbeitsstoffes, seiner Metaboliten oder eines Beanspruchungsindikators im biologischen Material (z.B. Blut oder Urin) eines Beschäftigten. Es wird angenommen, dass bei Einhaltung des Grenzwertes die Gesundheit eines Beschäftigten im Allgemeinen auch bei wiederholter oder langfristiger Exposition nicht beeinträchtigt wird.

Erkrankungen durch Chrom können als Berufskrankheit anerkannt werden. Beruflich exponierte Personen finden sich insbesondere in der:

• Stahl-, Farbstoff-, Glas-, Zement- und Gummiindustrie
• Lederverarbeitung (Gerbereien)
• Holzimprägnierung
• Metallveredlung und -verarbeitung

Therapie

Ein Chrommangel kann durch die Substitution von Chrom behoben werden.

Bei einer akuten Vergiftung hängt die Therapie von der Art der Vergiftung ab. Bei Hautkontakt sollte die betroffene Stelle gründlich mit Wasser und Seife abgespült werden und anschließend eine CaNa₂-EDTA-Lösung in Polyglykol aufgetragen werden (Chelatbildner). Bei größeren Verbrennungen und Verätzungen kann eine chirurgische Entfernung der betroffenen Haut in Betracht gezogen werden.

Bei der oralen Vergiftung mit Chrom sollte ein Erbrechen nicht provoziert werden. Eine Magenspülung kann in der Klinik innerhalb der ersten Stunde nach Ingestion erwogen werden. Aktivkohle ist bei Chromvergiftung unwirksam und wird nicht empfohlen. Bei Vergiftung mit hexavalenten Chromverbindungen ist der Einsatz von Antioxidantien wie N-Acetylcystein und Ascorbinsäure zur Behandlung der Organschäden möglich.

Bei der Therapie der akuten inhalativen Vergiftung werden Dexamethasonsprays eingesetzt.

Zur Förderung der Ausscheidung von Chrom werden Hämodialyse, Blutaustauschtrasfusionen, Plasmapherese und forcierte Diurese mit Flüssigkeitsausgleich angewendet. Zusätzlich kann Vitamin C verabreicht werden, um toxische Chrom(VI)-Verbindungen zu Chrom(III)-Verbindungen zu reduzieren.

• Laborlexikon.de; abgerufen am 24.02.2021
• Problematik, Klinik und Beispiele der Spurenelementvergiftung - Chrom, Toxichem Krimtech 2016; abgerufen am 24.02.2021