Das Spurenelement Zinn (Sn) zählt für den Menschen zu den lebensnotwendigen Nährstoffen. Als weiches, silberweiß glänzendes Schwermetall kommt Zinn nur in geringer Menge in Pflanzen, Tieren sowie im menschlichen Körper vor. In rein anorganischer Form gilt der Nährstoff als nahezu ungiftig.
Trotzdem viele der Funktionen im menschlichen Körper noch weitgehend unerforscht sind, zählt Zinn seit einigen Jahren zur Familie der lebensnotwendigen Mineralstoffe.
Zinn ist an wichtigen Stoffwechselprozessen beteiligt
Zinn ist ein wesentlicher Bestandteil des Gewebshormons Gastrin und somit an der Salzsäureproduktion im Magen beteiligt. Forscher nehmen an, dass die Bildung von Gastrin erst durch Zinn ermöglicht wird.
Nach bisher vorliegenden Studienergebnissen 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 der Leber, der 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 übernimmt nicht nur wichtige Aufgaben im Körper, spezielle Zinnverbindungen können bei erhöhter Aufnahme zu körperlichen Schäden führen. Wie andere Schwermetalle auch, wirkt Zinn bei zu hoher Aufnahme toxisch.
Die Zinnaufnahme aus Hausstaub und Umwelt kann den Körper belasten
Nach Angaben des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) zählen organische Zinnverbindungen aus dem Hausstaub und der Umwelt zu den bedeutendsten Belastungsquellen für den Menschen. Auch im Hausstaub sind verschiedene organische Zinnverbindungen nachweisbar.
Die höchsten Werte unter den nachgewiesenen Zinnverbindungen lieferten pro Kilogramm Hausstaub die Monobutylzinnderivate mit 50 bis 1400 Mikrogramm (µg) und die Dibutylzinnderivate mit 30 bis 3400 Mikrogramm.
Auch im Strandsand wurden die beiden Zinnderivate neben anderen Zinnverbindungen in Mengen von je 167 und 186 Mikrogramm pro Kilogramm nachgewiesen werden.
Zinn zählt zu den Schwermetallen, die sich bei Verdacht auf eine zu hohe Zinnbelastung im Labor auch durch eine Haar-Mineral-Analyse feststellen lassen.
Aufnahmemenge und Grenzwerte von Zinn
Offensichtlich steht die Zinnaufnahmemenge in den meisten Fällen mit der örtlichen Lage in Verbindung. In der Fachliteratur weichen daher die Werte zur täglichen Aufnahmemenge von Zinn aus zinnhaltigen Lebensmitteln und solchen Lebensmitteln, die aus zinnhaltigen Konserven stammen, vergleichsweise stark voneinander ab. Berichtet wird unter anderem von täglichen Zinnaufnahmemengen in Höhe von 0,2 bis 9 Milligramm, andere Quellen berichten über Mengen zwischen 2 bis 14 mg. In Großbritannien etwa beträgt bei Erwachsenen die Zinnaufnahme aus der Ernährung durchschnittlich zwischen 1,8 und 6 Milligramm pro Tag aus Frankreich wird ein durchschnittlicher Aufnahmewert für Zinn von 2,7 Milligramm pro Tag gemeldet.
Lebensmittel liefern bei den meisten Menschen die Hauptquelle für Zinn. Erhebliche Zinnmengen können aber auch durch die Umwelt und durch Gegenstände des täglichen Lebens in den Körper gelangen. So kann es abhängig von der persönlichen Situation zur Anreicherung aus verschiedenen Zinnquellen kommen.
Grenzwerte in Verbindung mit der Zinnaufnahme
Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) sowie 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 Milligramm Tributylzinnderivaten für einen Erwachsenen mit 60 Kilogramm Körpergewicht pro 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 zwischen 0 bis 0,0005 Milligramm pro Körpergewicht und umfasst die Triphenylzinnverbindungen Fentinacetat, Fentinchlorid und Fentinhydroxid. Der Wert gilt einzeln sowie in der Summe.
Ein weiterer abgeleiteter ADI für Fenbutatinoxid wird in der EU mit 0,05 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht angegeben.
Weitere Zinnquellen und Produkte mit Zinn
Es kann neben der Zufuhr aus zinnhaltigen Lebensmitteln aber auch zu einer möglicherweise sogar erheblichen Zinnaufnahmemenge über Lebensmittel aus zinnhaltigen Konservendosen kommen. Üblicherweise wird Zinn industriell zur Herstellung von Konservendosen verwendet und kann über Konserven mitunter in hohen Dosen in Lebensmittel gelangen. Die individuelle Zinnaufnahmemenge ist deshalb auch abhängig davon, wie hoch der Anteil 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 in Verbindung mit sauren Konservierungsstoffen wie Zitronensäure. Beispielsweise kann Dosenspargel bis zu 550 Milligramm Zinn pro Kilogramm enthalten. Säfte und Fisch aus unlackierten zinnhaltigen Dosen enthalten oft mehr als 100 Milligramm pro Kilogramm enthalten, während Lebensmittel in lackierten zinnhaltigen Dosen in der Regel unter 25 Milligramm pro Kilogramm 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. Ein 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 deutlich höhere Zinnmengen in den Körper. Besonders hoch ist die Zinnaufnahme bei zinnhaltigen Gefäßen ebenfalls dann, wenn sie Lebensmittel wie Fruchtsäfte oder saure Speisen enthalten.
Zinnaufnahme durch Zahnbehandlungen
Auch in vielen Zahnfüllungen mit Amalgamlegierungen ist neben den Schwermetallen Quecksilber und Kupfer bis zu 32 Prozent 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, die sich in verschiedenen Alltagsprodukten und Stoffen verbergen, können Kinder und Erwachsene ebenso geringe bis hohe Mengen Zinn aufnehmen, wodurch sich die individuelle täglich tolerierbare Zinnaufnahmemenge (TDI), bei der für den Menschen keine Gesundheitsgefährdung zu erwarten ist, erhöhen kann.
Zinn kann außerdem über PVC in den Körper gelangen, denn 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 Prozent auslasten, während Kinder allein durch den Kontakt mit dem Material mit bis zu 54 Prozent belastet sein können.
Einige stabilisierende Zinnverbindungen haben eine Zulassung im Medizinbereich, beispielsweise in Zahnabdruckmassen. So können Zahnabdruckmassen bei Erwachsenen eine Auslastung des TDI von etwa 46 Prozent 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 nur bestimmte Methylzinnverbindungen und Octylzinnverbindungen.
Zinn-Stabilisatoren finden unter anderem Verwendung in Folien für Pharmaverpackungen, in Lebensmittelverpackungen und 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 bis zu 33 Prozent auslasten können. Spielzeug kann Kinder sogar mit 15 Prozent der täglich tolerierbaren Zinnmenge belasten. Die größte Belastung wurde allerdings in Untersuchungen bei Zwei-Komponenten-Silikonmassen festgestellt, sie wiesen Werte zwischen 40 und 87 Prozent auf.
Zinnquellen aus industriellen und haushaltsnahen Produkten
Zinn kommt nicht nur natürlich in Böden vor, sondern Zinnverbindungen werden unter anderem 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, bewiesen Forscher im Tierversuch. So konnten in einem Versuch mit Ratten nach zinnfreier Ernährung der Versuchstiere verschiedene Symptome von Zinnmangel festgestellt werden. Zu den typischen Symptomen gehören neben Wachstumsstörungen auch Appetitlosigkeit und Haarverlust sowie 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
Zinngehalte in der Ernährung hängen stark vom Erntegebiet und von der individuellen Ernährungsweise ab, denn der Zinngehalt in pflanzlichen Lebensmitteln ist jeweils abhängig vom Zinngehalt des Bodens, auf dem heranwachsen. Zinnarme Böden weisen eine Zinnkonzentration von unter 200 Milligramm pro Kilogramm auf, während der Gehalt von Zinn in zinnreichen Böden auf bis zu 1000 Milligramm pro Kilogramm ansteigen kann.
Zinn ist in pflanzlichen Lebensmitteln wie Getreide, Kartoffeln, Tomaten, Bohnen, Spinat, Karotten, Salat, Zwiebeln, Pfirsichen oder Äpfeln in Konzentrationen zwischen 0,02 bis 1,02 Milligramm pro Kilogramm 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 empfohlener Tagesbedarf für Zinn besteht nicht. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) legte bislang keinen Referenzwert für Zinn fest. Forscher gehen davon aus, dass der tägliche Zinnbedarf zwischen 1,5 und 3 Milligramm pro Tag liegt.
Nach Angaben der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) wird Zinn nicht besonders gut vom Körper aufgenommen und zu 98 Prozent unverändert über den Stuhl ausgeschieden.
Toxizität organischer Zinnverbindungen
Einige organische Zinnverbindungen, die in speziellen Desinfektionsmitteln, Schädlingsbekämpfungsmitteln oder Pilzvernichtungsmitteln enthalten sind, gelten als sehr giftig und können bei der Aufnahme zu schweren körperlichen Schäden führen.
Bereits 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.
Dagegen gelten anorganisches Zinn, Zinnsalze und metallisches Zinn als Ausgangsstoff als weniger giftig. 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 im Körper möglich. Dazu zählen neben Kopfschmerzen und Magenschmerzen auch Erbrechen und Durchfall.
Symptome der Zinnvergiftung
Eine stark erhöhte Zinnbelastung kann schwere Folgen haben. Eine Zinnvergiftung geht mit verschiedenen Symptomen einher.
Dazu zählen neben einer Immunschwäche auch Autoimmunerkrankungen, Neurodermitis und Psoriasis. Möglich ist auch eine Veränderung des Leberstoffwechsels (Verminderung von Cytochrom C-450). Es kann auch zu einem erhöhten Phosphor- und Kalziumblutspiegel kommen.
Neben Verhaltensstörungen und epileptischen Anfällen können bei hohen Belastungen durch Zinngehalte aus Amalgamfüllungen zudem Kopfschmerzen, Erbrechen, Koliken und eventuell Durchfälle auftreten.
Weitere Anzeichen für eine Nierenvergiftung können Verwirrtheit und Nierenverkalkung sein.
Therapeutische Maßnahmen bei Zinnvergiftung
Chelate und Nährstoffe können bei einer Vergiftung mit 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. Zur Anwendung kommt in der Regel eine gezielte Zufuhr von Vitamin C, Selen und Zink, den beiden Aminosäuren Cystein und Methionin sowie Alpha Liponsäure. Nach Bedarf kommen auch Kalzium, Magnesium und Phosphor zum Einsatz.
Empfohlen werden bei einer Zinnvergiftung Lebensmittel mit hohen Anteilen der schwefelhaltigen Aminosäuren Taurin und Liponsäure. Insbesondere Knoblauch zählt bei einer bestehenden Zinnvergiftung zu den empfohlenen Lebensmitteln.
Amtliche Maßnahmen gegen zu hohe Zinnbelastungen
Seitens der Behörden 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.
In der Folge 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 unter anderem 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 Kinderspielflächen und an Stränden existiert ein gefahrenbezogener Richtwert von 25 Milligramm Organozinnverbindung pro Kilogramm 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 Milligramm pro Kilogramm Lebensmittel. Für Dioctylzinnverbindungen besteht ein Migrationswert in Höhe von 0,04 mg/kg Lebensmittel. Monoctylzinnverbindungen dürfen bis zu 1,2 Milligramm pro Kilogramm 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 Milligramm pro Kubikmeter Luft nicht überschreiten. Für alle weiteren Organozinnverbindungen gilt ein MAK-Wert von 0,1 Milligramm pro Kubikmeter 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
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