Quecksilber und Quecksilberverbindungen

 

2. Quellen

Die Hauptvergiftungsursache mit quecksilberhaltigen Substanzen liegt in der Veterinärmedizin in der unbedachten Verfütterung von Getreide oder Getreideerzeugnisssen, die mit quecksilberhaltigen Saatbeizmitteln behandelt worden sind. Dieselbe Problematik hat in der Vergangenheit ebenfalls zu Vergiftungen beim Menschen, dies vor allem in Entwicklungsländern, wie Ghana, Guatemala, Irak oder Pakistan geführt.
Als Saatbeizmittel werden hauptsächlich organische Quecksilberverbindungen wie Methyl-, Dimethyl-, Ethyl- oder Phenylquecksilber verwendet.
Auch der Einsatz von quecksilberhaltigen Desinfektionsmitteln kann zu Vergiftungen führen. Es handelt sich hierbei vor allem um folgende Substanzen: Quecksilber(II)chlorid (Sublimat), Quecksilber(II)oxidcyanid, Phenylquecksilberacetat, -borat oder -nitrat. Merfen besteht aus Phenylquecksilberborat.
Quecksilberverbindungen sind auch als Konservierungsmittel in pharmazeutischen Präparaten und Impfstoffen enthalten (zum Beispiel Thiomersal).
Viele Quecksilberverbindungen wurden in früheren Zeiten für therapeutische Zwecke eingesetzt. Beispiele: Amidoquecksilber(II)chlorid (scharfe Einreibungen), Chlormerodrin (Diuretikum), Kalomel (Laxans und Diuretikum), Mersalyl (Diuretikum), Quecksilber(II)iodid (Rote Blister), Quecksilber(II)oxid (gelbe oder rote Augensalbe), Quecksilber(II)sulfid (rote Hautsalbe), anorganische Quecksilbersalze (gegen die Varroatose der Bienen).
Als weitere Vergiftungsquellen kommen in Frage: Quecksilberhaltige Farben, vor allem Quecksilber(II)sulfid, Thermometer, Barometer oder Batterien (eine Knopfbatterie enthält 1-5 g Quecksilber), aber auch Futtermittel, bei deren Herstellung quecksilberverseuchte Meeresfische (zum Beispiel Thunfisch) verwendet wurden.
 

3. Kinetik

Die Resorptionsquote und der damit in Verbindung stehende Grad der Toxizität, ist bei den einzelnen Quecksilberverbindungen stark unterschiedlich. Metallisches Quecksilber ist bei oraler Aufnahme und bei Hautkontakt praktisch ungiftig, da die Resorption dieser Substanzen sehr gering ist.
Organische Quecksilberverbindungen zeichnen sich infolge ihrer Lipidlöslichkeit durch eine allgemein gute Resorbierbarkeit und Gewebsverteilung aus, einschliesslich bei Hautkontakt. Die orale Bioverfügbarkeit von Organoquecksilberverbindungen liegt bei 50-100%.
Die Resorption der anorganischen Quecksilberverbindungen hängt von deren Wasserlöslichkeit ab und ist unterschiedlich, so wird zum Beispiel Quecksilber(II)chlorid (Sublimat) wesentlich besser über den Magen-Darm-Trakt resorbiert als Quecksilber(I)chlorid (Kalomel). Die orale Bioverfügbarkeit von anorganischen Quecksilberverbindungen liegt bei 2-15%.
Quecksilber besitzt einen hohen Dampfdruck: Quecksilberdampf wird über die Atemwege aufgenommen und kann somit zu Vergiftungen führen. Auch feinstverteilte Quecksilberpartikel (wie sie zum Beispiel in Salben vorkommen) können über Haut oder Schleimhäute resorbiert werden.
Die dermale Resorption von topischen Quecksilberpräparaten (Salben, Blistern) wird durch die gleichzeitige Applikation von DMSO (Dimethylsulfoxid) gesteigert.
Das resorbierte Quecksilber wird hauptsächlich in Nieren und Leber an Metallothionin gebunden oder in organischer Form (Methylquecksilber) gespeichert.
Die Ausscheidung des Metalls erfolgt nur langsam über Harn und Kot. Seine biologische Halbwertszeit beträgt 15 Tage bis mehrere Monate.
 

4. Toxisches Prinzip

Die toxische Wirkung von Quecksilber beruht auf der Reaktivität der Substanz gegenüber freien Sulfhydrylgruppen in Proteinen. Die klinischen Symptome sind dementsprechend äusserst vielfältig, da schwefelhaltige Enzyme fast ubiquitär im Körper vorkommen.
Vergiftungen durch organisches Quecksilber manifestieren sich in Form von zentralnervösen Störungen wie Ataxie, Hyperästhesie, Tremor, Krämpfen und Paralysen.
Anorganische Quecksilbersalze sind zum Teil stark korrosiv und erzeugen Hautirritationen, Verätzungen der Mundhöhle, des Rachens und des Magen-Darm-Traktes, sowie Nekrosen der renalen Tubuluszellen (Nierenversagen). Mit abnehmender Dosis der Quecksilbersalze treten Reaktionen des Gastrointestinaltraktes und der Nieren in den Hintergrund und werden wiederum von einer zunehmenden ZNS-Symptomatik überlagert.
Möglich sind auch allergische, oder sogar anaphylaktische Reaktionen, zum Beispiel nach Verabreichung von pharmazeutischen Präparaten, die Quecksilberverbindungen als Konservierungsmittel enthalten.
 

5. Toxizität bei Labortieren

Akute orale LD₅₀ (in mg/kg Körpergewicht):

	Maus	Ratte	Kaninchen	Huhn
Chlormerodrin (Mercoral)		82
Ethylquecksilber(II)chlorid	56	40
Ethylquecksilber(II)phosphat	48	48
Natriummercumatilin		238
Methoxyethylquecksilberacetat	45	25
Methoxyethylquecksilberchlorid		30
Methylquecksilber	53
Methylquecksilber(II)dicyandiamid	20	68
Methylquecksilber-8-hydroxychinolat	72
Phenylquecksilberacetat	13	22-100		60
Phenylquecksilberchlorid		60-100
Quecksilber(II)acetat	24	41-104	60
Quecksilber(II)bromid	35-40	35-40
Quecksilber(I)chlorid (Kalomel)	180	166-210
Quecksilber(II)chlorid (Sublimat)		37
Quecksilber(II)cyanid	33	26
Quecksilber(I)iodid	110	310
Quecksilber(II)iodid	17	18
Quecksilber(I)nitrat	49	170
Quecksilber(II)nitrat	26	25
Quecksilber(II)oxid	16	18
Quecksilber(I)sulfat	152	20.5
Quecksilber(II)sulfat	25	67
Quecksilber(II)thiocyanat	24.5	46
Thiomersal	91	75

 

6. Umwelttoxikologie

Bekannt geworden ist die Verseuchung einer japanischen Meeresbucht (Minamata) durch quecksilberhaltige Industrieemissionen. In der Nachkriegszeit kam es dort zu Massenvergiftungen in der Bevölkerung wegen der Einleitung metallischen Quecksilbers in die Gewässer ("Minamata-Krankheit"). Dabei wurde das Quecksilber zuerst durch Mikroorganismen methyliert, in dieser organischen Bindung wurde es dann von Schalen- und Krustentieren, sowie Fischen aufgenommen und in deren Organismen angereichert. Da die einheimische Bevölkerung sich vorwiegend vom Fischfang ernährte, führte die Kumulation von organischem Methylquecksilber in der marinen Nahrungskette zu Hunderten von Todesfällen, und die Überlebenden litten unter schweren neurologischen Folgeschäden.
 

II. Spezielle Toxikologie - Wiederkäuer

1. Toxizität

1.1	Akute Toxizität, minimale toxische Dosis

-	Quecksilber(II)chlorid (Sublimat): Rind 4-8 g p.o., Schaf 4 g p.o.
-	Quecksilber(I)chlorid (Kalomel): Rind 8-12 g p.o., Schaf 1-2 g p.o.

 

1.2	Chronische Toxizität, minimale toxische Dosis

-	Methylquecksilber: Kalb 0.4 mg/kg Körpergewicht/Tag p.o. während 35 Tage.
-	Phenylquecksilberacetat: Rind und Schaf 0.5 ppm im Futter, bezogen auf das Trockengewicht.
-	Quecksilberdampf: 0.2 mg/m3, der MAK-Wert liegt bei 0.1 mg/m3 (0.01 mg/m3 für organische Quecksilberdämpfe).
-	Methyl-, Ethyl- oder Diethylquecksilber: 10 mg/kg/Tag für alle Wiederkäuer.

 

2. Latenz

Bei anorganischen Quecksilberverbindungen beträgt die Latenzzeit wenige Stunden. Bei organischen Quecksilberverbindungen kann es Wochen bis Monate dauern, bis die Anreicherung im Gewebe zu klinischen Symptomen führt.
 

3. Symptome

Vergiftungen mit anorganischen Quecksilberverbindungen sind durch Verätzungen der Schleimhäute und Niereninsuffizienz gekennzeichnet, während bei organischen Quecksilberverbindungen zentralnervöse Störungen im Vordergrund stehen.
 

3.1	Allgemeinzustand, Verhalten
	Anorexie, Kachexie, unkoordinierte Bewegungen, steifer Gang, Gleichgewichtsstörungen, allgemeine Schwäche, Festliegen, Hypothermie (Fieber nach Inhalation), Durst, Schock
3.2	Nervensystem
	Hyperästhesie, krampfartiges Ohrspiel, Tremor, Krämpfe, Opisthotonus, Parese der Hinterhand, Hörvermögen eingeschränkt
3.3	Oberer Gastrointestinaltrakt
	Salivation, Stomatitis, Gingivitis, ulzerierte Maulschleimhaut, übler Mundgeruch, Lockerung der Zähne, Schluckstörungen
3.4	Unterer Gastrointestinaltrakt
	Durchfall (zum Teil blutig), Kolik
3.5	Respirationstrakt
	Nach Inhalation von Quecksilberdampf: Nasenausfluss, Husten, Dyspnoe, unregelmässige Atmung, petechiale Blutungen auf der Nasenschleimhaut
3.6	Herz, Kreislauf
	Kreislaufversagen, Schock, Schwacher Puls, Herzrhythmusstörungen
3.7	Bewegungsapparat
	Keine Symptome
3.8	Augen, Augenlider
	Sehstörungen
3.9	Harntrakt
	Zu Beginn Polyurie, Proteinurie und Hämaturie, übergehend in Anurie
3.10	Fell, Haut, Schleimhäute
	Ekzem und Alopezie an Schenkelinnenflächen, Euter, Unterbauch und Schwanzansatz, Juckreiz, Parakeratose
3.11	Blut, Blutbildung
	Keine Symptome
3.12	Fruchtbarkeit, Jungtiere, Laktation
	Milchrückgang, Blut in der Milch

 

4. Sektionsbefunde

Nekrosen des Respirationstraktes oder der Gastrointestinalschleimhaut (je nach Aufnahmeweg), petechiale Schleimhautblutungen; Nierendegeneration, Schwellung und nekrotische Herde im Grosshirn, Kleinhirn und Rückenmark, reduzierte Cortexdicke.
 

5. Weiterführende Diagnostik

-	Quecksilbergehalt im Blut: 5 ppb ist in der Norm, 30 ppb weisen auf eine erhöhte Exposition hin, > 200 ppb steht in Zusammenhang mit klinischer Erkrankung.
-	Quecksilbergehalt in der Niere (siehe Fallbeispiele).

 

6. Differentialdiagnosen

Salmonellose, BVD-MD, andere Darmerkrankungen mit Kolik, infektiöse (Leptospirose) und nicht-infektiöse Nierenerkrankungen, zentralnervöse Erkrankungen wie Tollwut, Listeriose, Dermatitiden anderer Genese, Blei- und Arsenvergiftung, Weidetetanie, BSE.
 

7. Therapie

7.1	Notfalltherapie

-	Gastrointestinaltrakt: wiederholte Verabreichung von Aktivkohle, bei Verstopfung in Verbindung mit Glaubersalz.
-	Kreislauf: Substitution von Flüssigkeit
-	Bei Krämpfen: Xylazin (auch Sedation) oder Diazepam
-	Erhaltung der Nierenfunktion: Infusion, Dopamin
-	Atmung: bei Vergiftung durch Inhalation Glucocorticoide verabreichen

 

7.2	Antidottherapie

Die renale Quecksilberausscheidung kann durch Komplexierung mit Dithiolverbindungen beschleunigt werden.

-	Dimercaptopropansulfonat (DMPS): wäre bei Vergiftungen mit organischen wie auch anorganischen Quecksilberverbindungen wirksam, aber es fehlen spezifische Dosierungsempfehlung für das Rind.
-	Dimercaprol ist nur bei Vergiftungen mit anorganischen Quecksilberverbindungen wirksam. Dosierung beim Rind: 3 mg/kg i.m. 4mal täglich während 3 Tagen, dann 2mal täglich während 10 Tagen.

 

7.3	Weitere symptomatische Massnahmen

-	Bei Ulcerationen der Maulschleimheit: Antibiotische Versorgung.

 

8. Fallbeispiele

8.1	Dreizehn Rinder wurden zur Zyklussynchronisation 2mal mit Prostaglandin im Abstand von 11 Tagen behandelt. Am 12. Tag wurde bemerkt, dass eines der Rinder steif und taumelnd lief. Das Tier brach zusammen und starb. Es wurde eine Sektion durchgeführt. Vier Tage später erkrankten 3 weitere Tiere. Neben dem unsicheren Gang zeigten sie blutigen Durchfall, Durst, Salivation und Niedergeschlagenheit. Die Tiere wurden abgesondert und die Behandlung erfolgte mit Oxytetrazyklin und einem Vitaminpräparat. Nach 24 Stunden verendete eines der drei Tiere. Es wurde wiederum einer Sektion unterzogen. Die anderen beiden Tiere hatten einen reduzierten Allgemeinzustand und wiesen in den folgenden Tagen Hypothermie, grünlich-wässrigen Durchfall und herabgesetzte Pansenmotorik auf. Sie wurden weiterhin mit Oxytetrazyklin und Vitaminen therapiert, zusätzlich erhielten beide 10 Liter einer Elektrolytlösung. Am 4. Tag verendete ein drittes Rind, bei dem ebenfalls eine Sektion vorgenommen wurde. Das vierte erkrankte Tier erholte sich vollständig. Die verbliebenen Tiere der Herde zeigten keinerlei Anzeichen einer Störung. Bei der Untersuchung der sezierten Tiere wurde in den Nieren ein erhöhter Quecksilbergehalt (48-91 ppm, bezogen auf das Nassgewicht) gefunden. Bei genauerem Nachfragen kam heraus, dass im Sommer Pflanzen, bzw. deren Wurzelstöcke mit Quecksilberchlorid (Kalomel) gegen Pilzbefall behandelt worden waren. Die Rinder hatten freien Zugang zu diesen quecksilberbehandelten Pflanzen (Simpson et al., 1997).
8.2	Auf einem Betrieb mit einer Herde von 17 Rindern und Mastbullen verstarben innerhalb von wenigen Tage drei Tiere. Dabei zeigte ein Bulle Inappetenz, eitriger Nasenausfluss und Husten. Trotz Behandlung mit Oxytetrazyklin (3 mg/kg Körpergewicht) verendete das Tier 24 Stunden später. Ein anderes Tier zeigte ähnliche Symptome, wurde gleich behandelt und wurde nach 1 Woche tot aufgefunden. Das dritte verstorbene Tier zeigte als einziges Symptom eine Schwellung an einer Flanke und wurde 48 Stunden nach dem ersten Tier tot aufgefunden. Zusätzlich zur Sektion wurde auch der Betrieb nochmals genau unter die Lupe genommen. Dabei wurden in der Gerste rote Spuren eines Stoffes festgestellt. Die Gerste war mit einem Fungizid behandelt worden, das 2% Phenylquecksilberacetat enthält. Es wurde ausgerechnet, dass die Tiere 3 Wochen lang täglich 0.275 mg Quecksilber/kg Körpergewicht aufgenommen hatten. Die Gewebeproben, die bei zwei Tieren genommen wurden, ergaben Quecksilbergehalte von 11.7 ppm und 3.5 ppm in der Leber, sowie 43.5 ppm und 55.7 ppm in den Nieren (Boyd, 1985).

 

9. Literatur

Boyd JH (1985) Organomercuric poisoning in fat cattle. Vet Rec 116, 443-444
 
Gruys E (1979) Renal failure caused by mercury and lead poisoning in the calf. Tijdsch v Diergen 104, 417-423
 
Irving F & Butler DG (1975) Ammoniated mercury toxicity in cattle. Can Vet J 16, 260-264
 
Herigstad RR, Whitehair CK, Beyer N, Mickelsen O & Zabik MJ (1972) Chronic methylmercury toxicosis in calves. J Am Vet Med Assoc 160, 173-182
 
Martin TD & Berrier HH (1976) Detection and diagnosis of arsenic and mercury poisonings via the Reinsch test. Vet Med 71, 433-440
 
Neathery MW & Miller WJ (1975) Metabolism and toxicity of cadmium, mercury, and lead in animals. J Dairy Sci 58, 1767-1781
 
Plumlee KH (1996) Mercury. In: Large Animal Internal Medicine (Smith BP, ed) Mosby-Year Book, St. Louis, pp 1906-1907
 
Radostits OM, Blood DC, Gay CC Hinchcliff KW (1999) Mercury Poisoning. In: Veterinary Medicine (Radostits OM, Blood DC, Gay CC Hinchcliff KW, eds) Saunders Company London, pp 1592-1594
 
Scott DW (1999) Environmental skin diseases. In: Current Veterinary Therapy Food Animal Practice (Howard JL & Smith RA, eds) Saunders Company Philadelphia, pp 714-720
 
Short SB & Edwards WC (1988) Are your patients safe from unnecessary mercury poisoning? Vet Med 83, 287-293
 
Simpson VR, Stuart NC, Munro R, Hunt A & Livesey CT (1997) Poisoning of dairy heifers by mercurous chloride. Vet Rec 140, 549-552
 
Smith R, Morden BB & Ellis LB (1992) Diphenylmercury poisoning in cattle. Can Vet J 33, 135