Zinn ist an vielen Stoffwechselprozessen beteiligt

Es bildet ein essenzielles Spurenelement für den menschlichen Körper. Zinn kommt als weiches, silberweiß glänzendes Schwermetall in geringen Mengen in Pflanzen, Tieren und auch im menschlichen Körper vor. In reiner anorganischer Form ist Zinn nahezu ungiftig. Trotzdem viele seiner Funktionen im menschlichen Körper noch weitgehend unerforscht sind, zählt Zinn seit einigen Jahren zu den lebensnotwendigen Spurenelementen.

Als wesentlicher Bestandteil des Gewebshormons Gastrin ist Zinn an der Salzsäureproduktion im Magen beteiligt. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die Bildung von Gastrin erst durch Zinn ermöglicht wird. Bisherigen Studienergebnissen nach, ist das Spurenelement außerdem am menschlichen Proteinstoffwechsel, am Hormonstoffwechsel sowie an körpereigenen Abbau-und Oxidationsvorgängen beteiligt. Hauptsächlich ist es in den Organen nachweisbar – besonders in Leber, Lunge und dem Magen-Darmtrakt.

Zinn zählt zu den chemischen Elementen, die sowohl über die Nahrung wie auch über die Haut und die Atemwege in den menschlichen Körper gelangen können.

Einige Zinnverbindungen sind schädlich

Doch Zinn kommen nicht nur unverzichtbare Aufgaben im Körper zu, denn ausgerechnet einige Zinnverbindungen können bei erhöhter Aufnahme zu körperlichen Schäden führen, die in diesem Bericht noch näher erläutert werden. Neben anderen Schwermetallen wirkt auch Zinn bei zu hoher Aufnahme toxisch.

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Die Zinnaufnahme aus Hausstaub und Umwelt kann den Körper belasten

Nach Angaben des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) sind organische Zinnverbindungen aus dem Hausstaub und der Umwelt die bedeutsamsten Belastungsquellen für den Menschen. Im Hausstaub wurden auch verschiedene organische Zinnverbindungen nachgewiesen.

Die höchsten Werte unter den nachgewiesenen Verbindungen lieferten pro kg/Hausstaub die Monobutylzinnderivate mit 50 bis 1400 µg und die Dibutylzinnderivate mit 30 bis 3400 µg.

Auch im Strandsand konnten diese beiden Zinnderivate neben anderen Zinnverbindungen in Mengen von je 167 µg und 186 µg nachgewiesen werden.

Zinn zählt zu den Schwermetallen, die sich bei Verdacht auf eine zu hohe Zinnbelastung im Labor durch eine Haar-Mineral-Analyse feststellen lassen.

Aufnahmemenge und Grenzwerte von Zinn

Die Zinnaufnahmemenge wird unter Experten je nach der örtlichen Lage kontrovers beschrieben, denn in der Fachliteratur weichen die Werte zur täglichen Aufnahmemenge von Zinn aus zinnhaltigen Lebensmitteln und Lebensmitteln aus zinnhaltigen Konserven vergleichsweise stark voneinander ab. Berichtet wird von täglichen Aufnahmemengen in Höhe von 0,2 bis 9 mg, andere Quellen berichten dagegen über Mengen von 2 bis 14 mg. In Großbritannien etwa beträgt bei Erwachsenen die Zinnaufnahme aus der Ernährung durchschnittlich zwischen 1,8 und 6 mg/Tag, aus Frankreich wird ein durchschnittlicher Aufnahmewert für Zinn von 2,7 mg/Tag gemeldet.

Lebensmittel liefern beim Menschen in der Regel die Hauptquelle für Zinn. Weitere Zinnmengen gelangen durch Umwelt und Gegenstände des täglichen Lebens in den Körper, so kann es je nach persönlicher Situation zur Anreicherung durch verschiedene Zinnquellen kommen.

Grenzwerte in Verbindung mit der Zinnaufnahme

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) ermittelten Werte für die Zinnaufnahme, die vom Körper ohne das Risiko einer Gesundheitsgefährdung über die tägliche Ernährung aufgenommen werden können.

Abgeleitet vom Tierversuch ermittelte die EFSA dabei für Zinnverbindungen in Form von Tributyl, Triphenyl, Dibutyl und Dioctyl eine für den Menschen maximal tolerierbare tägliche Aufnahmemenge als Gruppenwert, bei dem keine Gesundheitsgefährdung zu erwarten ist. Demnach ist eine Aufnahmemenge von 0,015 mg Tributylzinnderivaten für einen Erwachsenen mit 60 kg Körpergewicht/Tag tolerabel.

Die WHO leitete für Triphenylzinnverbindungen, die in Verbindung mit Pestiziden auf und in pflanzliche Lebensmittel gelangen, einen akzeptablen täglichen Aufnahmewert (ADI/Acceptable Daily Intake) ab, ebenfalls als Gruppenwert. Der ADI beträgt 0 bis 0,0005 mg/kg Körpergewicht und umfasst die Triphenylzinnverbindungen Fentinacetat, Fentinchlorid und Fentinhydroxid. Der Wert gilt einzeln oder in der Summe.

Ein weiterer abgeleiteter ADI für Fenbutatinoxid ist in der EU mit 0,05 mg/kg Körpergewicht angegeben.

Weitere Zinnquellen und Produkte mit Zinn

Es kann außerdem zu einer Zinnaufnahme durch Konservendosen kommen. Denn Zinn wird industriell auch zur Herstellung von Konservendosen verwendet und kann über Konserven mitunter in hohen Dosen in das Lebensmittel gelangen. Die individuelle Zinnaufnahmemenge ist deshalb immer auch abhängig davon, wie hoch der Anteil an zinnhaltigen Lebensmitteln und Lebensmitteln aus Konserven in der Ernährung ist.

Säurehaltige Getränke und Lebensmittel aus unlackierten zinnhaltigen Dosen (Weißblech) können sehr hohe Konzentrationen von anorganischem Zinn freisetzen, besonders auch in Verbindung mit sauren Konservierungsstoffen wie Zitronensäure. Beispielsweise kann Dosenspargel bis zu 550 mg/kg Zinn enthalten. Säfte und Fisch aus unlackierten zinnhaltigen Dosen können mehr als 100 mg/kg enthalten, während Lebensmittel in lackierten zinnhaltigen Dosen in der Regel unter 25 mg/kg Zinn enthalten.

Eine Überdosierung von Zinn kann insbesondere durch tagelang geöffnete Konservendosen aus unlackiertem Weißblech entstehen, die das Spurenelement in Verbindung mit Sauerstoff dann an den Doseninhalt abgibt. Besonders saurer Inhalt von Konservendosen führt zur beschleunigten Abgabe von Zinn in das Lebensmittel. Beim Verzehr des Lebensmittels kommt es im Verdauungstrakt dann häufig zu vorübergehenden Störungen.

Aufnahme durch zinnhaltige Gefäße

Über Nahrungsmittel und Getränke, die aus unlackierten zinnhaltigen Gefäßen verzehrt werden, gelangen ebenfalls wesentlich höhere Zinnmengen in den Körper. Besonders hoch ist die Zinnaufnahme dann, wenn die Gefäße Lebensmittel wie Fruchtsäfte oder saure Speisen enthalten.

Zinnaufnahme durch Zahnbehandlungen

In Zahnfüllungen mit Amalgamlegierungen ist neben den Schwermetallen Quecksilber und Kupfer oft auch bis zu 32 % Zinn enthalten. Daneben enthalten einige Präparate zur Kariesprophylaxe Zinn in Form von Zinnfluorid. Erhebliche Mengen an organischen Zinnverbindungen gelangen außerdem über Zahnabdruckmassen in den Körper.

Zinnaufnahme aus Stabilisatoren von PVC

Durch den Kontakt mit Dibutylzinnderivaten und Dioctylzinnderivaten in verschiedenen Alltagsprodukten und Stoffen können Kinder und Erwachsene geringe bis hohe Mengen Zinn aufnehmen, die die täglich tolerierbare Zinnaufnahmemenge (TDI), bei der für den Menschen keine Gesundheitsgefährdung zu erwarten ist, mit beeinflusst.

Zinn gelangt in Lebensmittel außerdem oft über seine Stabilisatorfunktion im PVC. Zinn-Stabilisatoren sind für Anwendungen mit Kontakt zu Trinkwasser und Lebensmitteln zugelassen. Erwachsene können durch den Kontakt mit PVC-Verpackungsmaterial ihren TDI bis zu 22 % auslasten, während Kinder allein durch den Kontakt mit dem Material mit bis zu 54 % belastet sein können.

Einige stabilisierende Zinnverbindungen haben ebenfalls eine Zulassung im Medizinbereich, beispielsweise in Zahnabdruckmassen. So können Zahnabdruckmassen bei Erwachsenen eine Auslastung des TDI von 46 % verursachen. Werte zur Auslastung bei Kindern fehlen bislang.

Für Lebensmittel dürfen aber nur wenige Zinnstabilisatoren mit geringer Toxizität eingesetzt werden. Zugelassen sind innerhalb entsprechender Grenzwerte bestimmte Methylzinnverbindungen und Octylzinnverbindungen.

Zinn-Stabilisatoren finden u.a. Verwendung in Folien für Pharmaverpackungen und in Lebensmittelverpackungen, als Folien auf Kreditkarten, in speziellen Rohren und Profilen, in Platten und Verkleidungen sowie in Möbelfolien, Spielzeug, technischen Produkten und Bekleidung.

Untersuchungen zeigten, dass allein PVC-Handschuhe und PVC-Sandalen den TDI für die Zinnverbindungen mit 33 % auslasten können. Spielzeug kann Kinder sogar mit 15 % der täglich tolerierbaren Zinnmenge belasten. Die größte Belastung wurde allerdings in Untersuchungen bei Zwei-Komponenten-Silikonmassen festgestellt, sie wiesen Werte zwischen 40 und 87 % auf.

Zinnquellen aus industriellen und haushaltsnahen Produkten

Zinn kommt nicht nur natürlich in Böden vor, sondern Zinnverbindungen werden u.a. auch in Bronzelegierungen, Fungiziden, speziellen Farben und Lötmetallen verarbeitet. Auch Desinfektionsmittel, Silikondichtungen, Polyurethanschäume sowie Schutzmittel für Holz, Textilien und Papier können Zinn enthalten.

Zinnmangel

Dass es im Körper zu Zinnmangel kommen kann, wurde im Tierversuch bewiesen. Im Tierversuch mit Ratten konnten nach zinnfreier Ernährung der Versuchstiere verschiedene Symptome von Zinnmangel festgestellt werden.

Dazu zählten u.a. folgende Symptome:

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  • Wachstumsstörungen
  • Appetitlosigkeit
  • Haarverlust
  • Hautveränderungen

Zinnmangel und die damit verbundenen Symptome beim Menschen sind derzeit nicht dokumentiert. Forscher gehen davon aus, dass der menschliche Bedarf grundsätzlich über die tägliche Nahrung gedeckt wird.

Zinnhaltige Lebensmittel

Die Gehalte von Zinn in der Ernährung hängen vom Erntegebiet und von der individuellen Ernährungsweise ab. Denn der Zinngehalt in pflanzlichen Lebensmitteln ist jeweils abhängig vom Zinngehalt des Bodens, auf dem sie gewachsen sind. Zinnarme Böden weisen eine Zinnkonzentration von unter 200 mg/kg auf, während der Gehalt von Zinn in zinnreichen Böden bis auf 1000 mg/kg ansteigen kann.

Zinn ist in pflanzlichen Lebensmitteln wie Getreide, Kartoffeln, Tomaten, Bohnen, Spinat, Karotten, Salat, Zwiebeln, Pfirsichen oder Äpfeln in Konzentrationen von 0,02 bis 1,02 mg/kg enthalten.

Zinn in Lebensmittelzusatzstoffen

In Form von Zinnchlorid (E512) ist Zinn seit 2008 in der EU als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen.

Kein Referenzwert für Zinn angegeben

Ein Tagesbedarf für Zinn ist nicht festgelegt. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) hat bislang keinen Referenzwert für Zinn festgelegt. Forscher schätzen, dass der tägliche Zinnbedarf zwischen 1,5 und 3 mg/Tag liegt.

Nach Angaben der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) wird Zinn nicht besonders gut vom Körper aufgenommen und zu 98 % unverändert über den Stuhl ausgeschieden.

Toxizität organischer Zinnverbindungen

Es kann zur Zinnvergiftung kommen, denn einige Zinnverbindungen sind giftig. Einige organische Zinnverbindungen, so wie sie in speziellen Desinfektionsmitteln, Schädlingsbekämpfungsmitteln oder Pilzvernichtungsmitteln enthalten sind, sind sehr giftig und können bei der Aufnahme zu schweren körperlichen Schäden führen.

Bei Hautkontakt rufen einige organische Zinnverbindungen Verätzungen vor. Sie wirken nach der Aufnahme durch die Haut oder den Atemtrakt giftiger als bei oraler Aufnahme. Nach Angaben des Bundesinstitutes für Risikobewertung (BfR) kommen akute Zinkvergiftungen seltener vor. Meist werden akute Zinnvergiftungen durch einen Unfall verursacht oder treten auf, wenn am Arbeitsplatz geeignete Schutzmaßnahmen fehlen. Die Zinnaufnahme über den Verdauungstrakt ruft in schweren Fällen Lähmungen und Bewusstseinsstörungen hervor.

Anorganisches Zinn, Zinnsalze und metallisches Zinn werden als Ausgangsstoffe dagegen als weniger giftig eingestuft. Allerdings wird anorganisches Zinn von den Bakterien des Magen-Darmtrakts in organisches Zinn umgewandelt.

Folgen chronischer Zinnbelastung

Wenn sich organische Zinnverbindungen im Körper ausbreiten, führen sie neben Schäden an Haut und Schleimhäuten auch zu Schäden des zentralen Nervensystems, die sich in Lähmungen und Erregungen zeigen.

Das Einatmen von Zinnoxid kann nach jahrelanger, berufsbedingter Aufnahme zu Atemnot führen und eine gutartige Zinnoxid Pneumokoniose auslösen, die nicht mit Funktionseinschränkungen verbunden ist.

Symptome bei erhöhter Aufnahme von Zinn

Es sind verschiedene Symptome bei einer Zinnanreicherung möglich.

Dazu zählen:

  • Kopfschmerzen
  • Magenschmerzen
  • Erbrechen
  • Durchfall

Symptome der Zinnvergiftung

Eine erhöhte Zinnbelastung kann schwere Folgen haben. Kommt es zu einer Zinnvergiftung, kann es zu verschiedenen Symptomen kommen, darunter:

  • Immunschwäche
  • Autoimmunerkrankungen
  • Neurodermitis
  • Psoriasis
  • Veränderung des Leberstoffwechsels (Verminderung von Cytochrom C-450)
  • Verhaltensstörungen
  • Epileptische Anfälle
  • Bei hohen Belastungen durch Zinngehalte aus Amalgamfüllungen: Kopfschmerzen, Erbrechen, Koliken, evtl. Durchfälle
  • Verwirrtheit
  • Nierenverkalkung
  • Erhöhte Phosphor-Blutspiegel
  • Erhöhte Kalzium-Blutspiegel

Therapeutische Maßnahmen bei Zinnvergiftung

Chelate und Nährstoffe können bei Vergiftung durch Zinn helfen. Neben dem Ermitteln und Ausschalten der verantwortlichen Zinnquellen kommt bei schweren Vergiftungen mit Zinn häufig eine klassische Chelattherapie mit Komplexbildnern zum Einsatz.

Im Rahmen einer Nährstofftherapie können bestimmte Vitamine, Aminosäuren, Fettsäuren und Mineralstoffe den Körper dabei unterstützen, ins Gleichgewicht zurück zu finden. Neben einer gezielten Zufuhr von Vitamin C, Selen und Zink kommen Cystein und Methionin sowie α-Liponsäure zur Anwendung. Nach Bedarf kommen auch Kalzium, Magnesium und Phosphor zum Einsatz.

Empfohlen werden bei Zinnvergiftung Lebensmittel mit den schwefelhaltigen Aminosäuren Taurin und Liponsäure. Insbesondere Knoblauch zählt bei Zinnvergiftung zu den empfohlenen Lebensmitteln.

Amtliche Maßnahmen gegen zu hohe Zinnbelastungen

Es erfolgte aus gegebenem Anlass eine Festlegung von Richtwerten und Migrationswerten für Zinn. Nachdem sich verschiedene Zinnverbindungen als mehr oder weniger gesundheitsschädlich und umweltschädigend herausgestellt haben, sind entsprechende Regulierungen zur Verwendung in Kraft getreten:

Für Triorganozinnverbindungen bestehen seit 2003 weltweit Verbote, die Substanz wegen der Umweltschädigung in Schutzanstrichen für Schiffe zu verwenden. Innerhalb der EU dürfen seit 2010 keine Erzeugnisse mehr mit Diorganozinnverbindungen und Triorganozinnverbindungen in Verkehr gebracht werden, bei denen die Zinnkonzentration im Produkt oder Teilen davon höher ist als 0,1 Gew.%.

Auch Dioctylzinnverbindungen dürfen seit 2012 nicht mehr in der EU verwendet werden, wenn ihre Konzentration im Produkt oder in Produktteilen mehr als 0,1 Gew. % beträgt. Betroffen davon sind u.a. Textilartikel mit Hautkontakt, Handschuhe, Schuhe, Babyartikel, Windeln sowie Damenhygieneartikel.

Produkte mit Dibutylzinnverbindungen sind seit 2012 in der EU bis auf wenige Ausnahmen nicht mehr verkehrsfähig.

Für Sand und Boden auf Kinderspielfächen und an Stränden existiert ein gefahrenbezogener Richtwert von 25 mg Organozinnverbindung pro kg/Sand.

Gemäß der Richtlinie 2002/72/EG gelten auch für Lebensmittelverpackungen Beschränkungen. Zugelassen sind spezielle Organgozinnverbindungen in Form von Monomethyl und Dimethyl mit Migrationswerten von 0,18 mg/kg Lebensmittel. Für Dioctylzinnverbindungen besteht ein Migrationswert in Höhe von 0,04 mg/kg Lebensmittel. Monoctylzinnverbindungen dürfen bis zu 1,2 mg/kg Lebensmittel aufweisen. Ein Migrationswert bezeichnet dabei die Menge eines Schadstoffes, der tatsächlich in ein Produkt abgegeben wird und der auch tatsächlich vom menschlichen Körper aufgenommen wird. Migrationswerte sind immer vom untersuchten Material abhängig.

Bezüglich der Inhalation von zinnorganischen Verbindungen wurde eine maximale Konzentration am Arbeitsplatz festgelegt. Sogenannte MAK-Werte geben Durchschnittskonzentrationen von Arbeitsstoffen in der Luft an, die sich auf die Einwirkung bei einer Arbeitszeit von 8 Stunden pro Tag und 42 Stunden in der Woche beziehen. Demnach dürfen Octylzinnverbindungen einen MAK-Wert von 0,02 mg/m3 Luft nicht überschreiten. Für alle weiteren Organozinnverbindungen gilt ein MAK-Wert von 0,1 mg/m3 Luft.

Autor: Katja Schulte Redaktion
Datum: 05/2016 | zuletzt aktualisiert 21.01.2023

Quellen und weiterführende Informationen:

  • BfR. Organozinnverbindungen in verbrauchernahen Produkten (PDF)
  • P. Reuter. Springer Lexikon Medizin. Verlag Springer. 2004
  • K. Schwarz. New essential trace elements (Sn, V, F, Si). Progress report and outlook. In Trace Elements Metabolism in Animals-2. University Park Press, B Baltimore MD 1974. Seite 366
  • EFSA. Re-evaluation of stannous chloride (512) as food additive. In EFSA Journal 2018;16;16(6):5295
  • EFSA. Opinion of the scientific panel on dietetic products, nutrition and allergies on a request from the commission related to the tolerable upper intake level of tin. Request N° EFSA-Q-2003-018
  • Erwin Riedel. Anorganische Chemie. de Gruyter, Berlin 2002
  • Uwe Gröwer. Orthomolekulare Medizin: Ein Leitfaden für Apotheker und Ärzte. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft. Auflage 3. 2002
  • Burgerstein, Dr. Lothar. Burgersteins Handbuch Nährstoffe. 11. vollständig neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Haug Verlag. 2007
  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE), Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE), Schweizerische Gesellschaft für Ernährung (SGE): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Bonn 2015
  • G. Ionescu. Schwermetallbelastung durch Dentallegierungen. Ausleitungsverfahren bei Neurodermitis und Psoriasispatienten. In Zeitung für Umweltmedizin. 1997. Seite 163-171.

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