Quecksilber ist ein silberweisses, bei Raumtemperatur flüssiges Schwermetall. Quecksilber findet sich auch in vielen anorganischen und organischen Verbindungen. Quecksilber(I)chlorid (Kalomel) ist zum Beispiel ein weisses bis gelblichweisses, geruch- und geschmackloses, in Wasser schwerlösliches Pulver. Quecksilber(II)chlorid (Sublimat) bildet farblose, wasserlösliche und sublimierbare Kristalle. Amalgam ist eine Legierung, die etwa zu 50% aus Quecksilber besteht.
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 - Schwein
1.Toxizität
Quecksilber ist kumulativ und die Toxizität hängt von Form, Dosis und Aufnahmedauer ab.
| 1.1 | Phenylquecksilberverbindungen |
Phenylquecksilberchlorid: Orale toxische Dosen: Wegen der Kumulation sind bereits 0.76 mg pro kg Körpergewicht und Tag nach 90 Tagen und 2.28 mg pro kg Körpergewicht und Tag nach 15 Tagen toxisch.
Methoxyethylquecksilbersilikat und Ethylquecksilberchlorid: Orale toxische Dosen: 0.19 bis 0.76 mg pro kg Körpergewicht und Tag nach 60 bis 90 Tagen.
Methylquecksilberdicyanamid: Die orale toxische Dosis ist bei der Langzeitverabreichung im Bereich der Werte von Methoxyethylquecksilber. Bei oraler Aufnahme ab 2.5 mg pro kg Körpergewicht und Tag treten Krankheitserscheinungen auf, 20 mg pro kg Körpergewicht und Tag führen nach einer Latenzzeit von drei Wochen zum Tod.
Männliche Tiere scheinen empfindlicher zu sein als weibliche.
2. Latenz
Je nach Dosis wenige Stunden bis mehrere Wochen oder Monate.
3. Symptome
| 3.1 | Allgemeinzustand, Verhalten |
| Verringerte Futteraufnahme bis vollständige Anorexie, Abmagerung, Schwäche, Apathie, Festliegen, Koma, Tod, Hyperthermie, Ataxie, Inkoordination und zielloses Herumlaufen |
| |
| 3.2 | Nervensystem |
| Muskeltremor, Paresen, Muskelschwäche (Mühe beim Aufstehen, Bewegungsunlust) |
| |
| 3.3 | Oberer Gastrointestinaltrakt |
| Erbrechen, Salivation |
| |
| 3.4 | Unterer Gastrointestinaltrakt |
| Durchfall, Obstipation |
| |
| 3.5 | Respirationstrakt |
| Bei perakutem Verlauf Tachypnoe und Dyspnoe |
| |
| 3.6 | Herz, Kreislauf |
| Bei perakutem Verlauf Tachykardie |
| |
| 3.7 | Bewegungsapparat |
| Keine Symptome |
| |
| 3.8 | Augen, Augenlider |
| Blindheit |
| |
| 3.9 | Harntrakt |
| Keine Symptome |
| |
| 3.10 | Haut, Schleimhäute |
| Petechiale Blutungen und Zyanose an Rüsselscheibe, Ohren und Schwanz, Juckreiz |
| |
| 3.11 | Blut, Blutbidung |
| Keine Symptome |
| |
| 3.12 | Fruchtbarkeit, Jungtiere, Laktation |
| Keine Symptome |
4. Sektionsbefunde
| - | Stauungserscheinungen und Zyanose an Ohren, Rüsselscheibe und Schwanzspitze, am ventralen Thorax und Abdomen, am Perineum und an den Extremitätenenden. |
| - | Markante Schwellung des Parenchyms und Hyperämie, die sich als himbeerrote Sprenkelung darstellt, bis zum Blutaustritt aus den Lymphknoten. Es sind vor allem die peripheren Lymphknoten wie Bug-, Scham-, Kehlgang-, Hals-, Kniefalten-, Kniekehlen- und Gekröselymphknoten betroffen. |
| - | Leichtgradige Nierenschwellung mit aufgehellter Oberfläche, zum Teil mit petechialen Blutungen überzogen. Auf der Harnblasenschleimhaut zum Teil bis stecknadelkopfgrosse petechiale Blutungen. |
| - | Vereinzelt Leberschwellungen mit beginnender Verfettung. |
| - | Bei der histopathologischen Untersuchung fallen eosinophile Meningoenzephalitis und degenerative Veränderungen an Leberzellen und den Nierentubuli auf. |
5. Weiterführende Untersuchungen
| 5.1 | Toxinnachweis |
| Bei Intoxikationen treten Werte über 1 ppm Quecksilber in der Feuchtsubstanz von Niere und Leber auf. |
6. Differentialdiagnosen
Treten vorwiegend Hautveränderungen auf, ist auch an Hautrotlauf zu denken.
Bei petechialen Blutungen in der Harnblasenschleimhaut muss Schweinepest ausgeschlossen werden können.
| 6.1 | Neurologische Symptomatik mit gestörtem Allgemeinbefinden |
| Meningitis, Sepsis; Infektionskrankheiten wie Oedemkrankheit, Glässer'sche Krankheit, Schweinepest, Aujeszky'sche Krankheit, Tollwut, Listeriose; andere Intoxikationen (Organische Arsenverbindungen, Avermectine, Blei, Botulismus, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Cyanamid, Dipyridinium-Herbizide, Ethylenglykol, Ionophore, Kochsalz/Trinkwassermangel, Metaldehyd, Nitrofurane, Organophosphate und Carbamate, Phenoxycarbonsäure-Herbizide, Pyrethroide, Quinoxalinderivate, Schwefelwasserstoff, Selen, Strychnin). |
| |
| 6.2 | Salivation |
| Schleimhautreizende Stoffe; Infektionskrankheiten wie Vesikulärkrankheit, Maul- und Klauenseuche, Aujeszkysche Krankheit, Tollwut; andere Intoxikationen (Amitraz, Blei, Botulismus, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Dipyridinium-Herbizide, Fumonisin, Kochsalz/Trinkwassermangel, Metaldehyd, Nitrat/Nitrit, Organophosphate und Carbamate, Phenoxycarbonsäure-Herbizide, Pyrethroide, Quinoxalinderivate, Schwefelwasserstoff, Selen). |
| |
| 6.3 | Erbrechen |
| Viral, bakteriell, diätetisch; Magengeschwüre, Haarballen, Fremdkörper; Vitaminmangel (Thiamin, Riboflavin), andere Intoxikationen (Aflatoxine, Amitraz, anorganische Arsenverbindungen, Avermectine, Blei, Cadmium, Cholecalciferol, Cyanamid, Dipyridinium-Herbizide, Eisenverbindungen, Ethylenglykol, Fusarientoxine, Fluor, Ionophore, Kochsalz/Trinkwassermangel, Kupfer, Metaldehyd, Nitrat/Nitrit, Organophospahte und Carbamate, Phenoxycarbonsäure-Herbizide, Pyrethroide, Schwefelwasserstoff, Selen, Stachybotryotoxin, Stickstoffdioxid). |
| |
| 6.4 | Durchfall |
| Diätetisch, viral, bakteriell, parasitär; andere Intoxikationen (Aflatoxine, anorganische Arsenverbindungen, Blei, Cadmium, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Cholecalciferol, Cyanamid, Eisenverbindungen, Fusarientoxine, Fluor, Ionophore, Kochsalz/Trinkwassermangel, Metaldehyd, Mutterkornalkaloide, Ochratoxine, Organophosphate und Carbamate, Phenoxycarbonsäure-Herbizide, Pyrethroide, Schwefelwasserstoff, Zearalenon, Zink). |
| |
| 6.5 | Verminderte Sehfähigkeit bis Blindheit |
| Corneaverletzungen und -trübungen, andere Intoxikationen (Organische Arsenverbindungen, Blei, Botulismus, Kochsalz, Selen). |
| |
| 6.6 | Subkutane und submuköse Blutungen anderer Genese |
7. Therapie
Falls mit den therapeutischen Masnahmen erst nach dem Einsetzen der neurologischen Symptome begonnen wird, ist die Prognose sehr vorsichtig zu stellen.
| - | Nach inhalatorischer Aufnahme schnellstmögliche Entfernung des Patienten aus der kontaminierten Umgebung. |
| - | Wiederholte Verabreichung von Aktivkohle und Glaubersalz. |
| - | Bei Hautkontakt Reinigung der Haut durch Abwaschen mit mildem Detergens. |
| 7.2 | Forcierte renale Elimination |
| - | Dimercaprol in der Dosierung von 3 mg/kg Körpergewicht als intramuskuläre Injektion. Während der ersten 48 Stunden alle vier Stunden wiederholen, am dritten Tag alle sechs Stunden wiederholen, nachher alle 12 Stunden bis zur vollständigen Erholung. |
| - | Bei Intoxikationen mit organischem Quecksilber ist 2,3-Dimercaptosuccinsäure (DMSA) wegen seiner geringeren Toxizität Dimercaprol vorzuziehen. |
| - | Nur bei guter Funktion der Nieren anwenden! |
| 7.5 | Kontraindizierte Medikamente |
| - | Na2CaEDTA ist für die Chelationstherapie ungeeignet. |
8. Fallbeispiel
Auf einem Mastbetrieb starben innerhalb von fünf Tagen 25 von 125 Schweine. Die Symptomatik umfasste bei leichtgradigen Fällen verminderte Futteraufnahme bis hochgradiger Durchfall mit vollständiger Inappetenz, Ataxie und stolpernder Gang. Todesfälle traten meist wenige Stunden nach Einsetzen der Symptome auf. Bei der darauffolgenden Notschlachtung der übrigen Tiere wurden bei der Untersuchung der inneren Organe bei einigen Tiere eine Nephritis und Veränderungen der Schleimhäute des Magendarmtraktes gefunden, die auf eine Verätzung zurückzuführen waren. Der wegen der Nierenveränderungen geäusserte Verdacht auf Quecksilbervergiftung, konnte chemisch erhärtet werden. Als Giftquelle konnte das Getreide eruiert werden, da fälschlicherweise als Saatgut präpariertes, gebeiztes Getreide anstatt unbehandeltes Futtergetreide ausgeliefert worden war (Loosmore et al., 1967).
9. Literaturverzeichnis
Aiello S (ed.) (1998) The Merck Veterinary Manual. Merck, Whitehouse Station NJ, 2073-2074
Carson TL (1986) Toxic chemicals, plants, metals, and mycotoxins. In: Diseases of Swine-6th Edition (AD Leman, B Straw B, Glock RD, Mengeling WL, Penny RHC & Scholl E ed.), Iowa State University Press, Ames 688-701
Haselein I, Graubmann HD & Schulz W (1972) Quecksilbervergiftungen und Rückstandsbildungen in Lebensmitteln bei Verfütterung gebeizten Saatgutes an Schweine. Mh Vet-Med 28, 54-56
Loosemore RM, Harding JDJ & Lewis G (1967) Mercury poisoning in pigs. Vet Rec 93, 268-269
Piper RC, Miller VL & Dickinson EO (1971) Toxicity and distribiution of mercury in pigs with acute mercurialism. Am J Vet Res 32, 263-273
Schmid A (1977) Anorganische Umweltgifte. Tzt Prax 5, 287-302
Tryphonas L & Nielsen NO (1973) Pathology of chronic alkylmercurial poisoning in swine. Am J Vet Res 34, 379-392
Wendt M & Bickhardt K (1997) Erkrankungen und Störungen des Zentralnervensystems. In: Lehrbuch der Schweinekrankheiten (H Plonait & K Bickhardt Hrsg.), Parey Berlin, pp 232-233
Zepezauer V, Schacht KH, Bocklisch H (1985) Beitrag zur Pathomorphologie der Quecksilbervergiftung beim Schwein. Mh Vet-Med 40, 587-589