Nickel
Nickel ist in der Natur weit verbreitet und wurde Mitte des 18. Jahrhunderts entdeckt. Heute wird Nickel in vielerlei industriellen Prozessen benötigt, hauptsächlich als Bestandteil von Stahl und anderen Metallprodukten. In die Umwelt gelangt es durch die industrielle Nutzung, aber auch über natürliche Quellen wie Vulkanausbrüche und Gesteinsverwitterung. Durch Auswaschung aus nickelhaltigen Gesteinen gelangt Nickel ins Trinkwasser. Die weite Verbreitung von Produkten, die dieses Metall enthalten, führt unweigerlich zu einer Verschmutzung der Umwelt durch Nickel und seinen Folgeprodukte in allen Phasen der Herstellung, des Recyclings und der Entsorgung. Auch wenn es keine Beweise für den Nährwert von Nickel für den Menschen gibt, wurde es als essentieller Nährstoff für einige Mikroorganismen, Pflanzen und Tierarten benannt. Nickelhaltige Enzyme oder Cofaktoren sind in höheren Organismen nicht bekannt, aber Enzyme auf Nickelbasis sind in Archaea, Bakterien, Algen, primitiven Eukaryoten und Pflanzen weit verbreitet. Über Nahrungsmittel, Trinkwasser und Luft wird Nickel aufgenommen, wobei die durchschnittliche tägliche Nickelaufnahme zwischen 90 µg und 280 µg liegt. Man geht davon aus, dass Nickel nur in sehr geringen Mengen vom Körper benötigt wird, zur Erhöhung der hormonellen Aktivität und der Beteiligung am Fettstoffwechsel. Es gibt keine Studien zur Bestimmung der ernährungsphysiologischen Bedeutung von Nickel für den Menschen, und auch eine biochemische Funktion von Nickel bei höheren Tieren oder beim Menschen ist nicht eindeutig nachgewiesen worden. Nickel kann als Cofaktor oder Strukturbestandteil spezifischer Metalloenzyme mit verschiedenen Funktionen dienen, einschließlich Hydrolyse- und Redoxreaktionen und Genexpression. Nickel kann auch als Cofaktor dienen, der die Eisenaufnahme oder den Eisenstoffwechsel erleichtert. Nickel ist ein essentielles Spurenelement für Tiere, wie die bei mehreren Tierarten festgestellten Mangelerscheinungen zeigen. Ratten, denen Nickel entzogen wird, zeigen ein verzögertes Wachstum, niedrige Hämoglobinkonzentrationen und einen gestörten Glukosestoffwechsel. Nickel kann sich auf die Gesundheit schädlich auswirken. Als immunotoxischer und karzinogener Stoff kann Nickel je nach Dosis und Dauer der Exposition eine Vielzahl gesundheitlicher Auswirkungen wie Kontaktdermatitis, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Asthma, Lungenfibrose und Lungenkrebs verursachen. Die Inhalationsexposition am Arbeitsplatz ist ein Hauptweg für die nickelinduzierte Toxizität in den Atemwegen, in der Lunge und im Immunsystem. Die Anzahl der Menschen, die auf Nickel allergisch reagieren, nimmt stetig zu, wobei Frauen viel häufiger als Männer davon betroffen sind. Nickel ist mit der Nickeldermatitis der häufigste Auslöser für Kontaktallergien: In Deutschland sind schätzungsweise 1,9 bis 4,5 Millionen Menschen gegen Nickel sensibilisiert. In Europa wurden Vorschriften erlassen, um den Gehalt dieses Metalls in Produkten des täglichen Gebrauchs zu verringern. In den Ländern, die das oben genannte Gesetz erfüllt haben, wurde ein Rückgang der Überempfindlichkeitsreaktionen beobachtet. Quellen 1. Gawkrodger, D. J., Healy, J. & Howe, A. M. The prevention of nickel contact dermatitis: A review of the use of binding agents and barrier creams. Contact Dermatitis 32, 257–265 (1995). 2. Salnikow, K. & Zhitkovich, A. Genetic and epigenetic mechanisms in metal carcinogenesis and cocarcinogenesis: Nickel, arsenic, and chromium. Chemical Research in Toxicology 21, 28–44 (2008). 3. Genchi, G., Carocci, A., Lauria, G., Sinicropi, M. S. & Catalano, A. Nickel: Human health and environmental toxicology. International Journal of Environmental Research and Public Health 17, (2020). 4. Das, K. K., Das, S. N. & Dhundasi, S. A. Nickel, its adverse health effects & oxidative stress. Indian Journal of Medical Research 128, 412–425 (2008). 5. Son, Y.-O. Molecular Mechanisms of Nickel-Induced Carcinogenesis. Endocrine, Metabolic & Immune Disorders – Drug Targets 20, 1015–1023 (2019). 6. Denkhaus, E. & Salnikow, K. Nickel essentiality, toxicity, and carcinogenicity. Critical Reviews in Oncology/Hematology 42, 35–56 (2002). 7. Ragsdale, S. W. Nickel-based enzyme systems. Journal of Biological Chemistry 284, 18571–18575 (2009).