Title (deu)
Pränatale Arsenbelastung
gastrointestinale Bioverfügbarkeit von Toxinen aus Geophagie-Proben
Parallel title (eng)
Prenatal arsenic exposure : gastrointestinal bioavailability of toxins from geophagy samples
Author
Albrecht Üblagger
Advisor
Michael Poteser
Assessor
Michael Poteser
Abstract (deu)
In der vorliegenden Diplomarbeit wurden 36 Erden aus verschiedenen Ländern auf Ihren Gesamtgehalt sowie den bioverfügbaren Anteil von Mikro und Makroelementen im Bereich der Geophagie untersucht.
Die Ausgangsfragestellungen für diese Arbeit sind einerseits die toxikologische Bewertung von Erden bei der Geophagie, mit besonderem Augenmerk auf Schwangere, sowie der hypothetische Beitrag von Arsenik zum berichteten suchtartigen Antrieb Erde zu essen.
Um diese Fragen zu beantworten wurde mittels eines in vitro physiologically based extraction test (PBET) der bioverfügbare Anteil bestimmt und eine anschließende Speziierung der Arsenverbindungen vorgenommen.
Die Untersuchungen ergaben einen sehr großen Schwankungsbereich der Gesamtarsenkonzentration von 2,34 mg/kg bis 17,2 mg/kg. Diese effektiven Konzentrationen werden durch eine sehr unterschiedliche eingeschränkte Bioverfügbarkeit von 0 bis 44 % weiter reduziert, wobei nur bei einer von sechs Proben ein Wert von 10 % überschritten wurde. Wegen der niedrigen bioverfügbaren Arsenkonzentrationen lässt sich für diese Proben keine akute toxische Gefahr aufgrund des Arsengehaltes feststellen. Bei täglicher Einnahme von großen Mengen kann bei einzelnen untersuchten Proben aber durchaus der PTDI von 0,0021 mg/kg KG pro Tag überschritten werden.
Bei der Speziierung stellte das pentavalente Arsenat den überwiegenden Teil der bioverfügbaren Arsenverbindungen dar und weniger das abhängigkeitserzeugende dreiwertige Arsenik.
Aufgrund der teilweisen hohen Konzentrationen von Arsen, Blei oder Cadmium, kann das Essen von Erden für Schwangere nicht empfohlen werden.
Des Weiteren könnte die Bioverfügbarkeit von Eisen oder Zink durch die große spezifische Oberfläche, sowie Komplexbildung negativ beeinflusst werden, was zu anämischen Zuständen führen kann, welche auch oft mit der Geophagie in Verbindung gebracht werden.
Diese Studie zeigt deutlich, dass es für die Bewertung der oralen Toxizität von Arsen in Bodenproben nahezu unerlässlich ist, die Bioverfügbarkeit zu berücksichtigen, da diese, je nach Erde, sehr unterschiedlich sein kann.
Zu diesem Thema sollten auf jeden Fall mehr Untersuchungen durchgeführt und die bestehenden Hypothesen genauer überprüft werden. Noch immer ist die Ursache der Geophagie und das unbewusste, aber auch bewusste starke Verlangen nach den Erden nicht vollständig geklärt und dies bedarf weiterer Forschung. Die Annahme, dass Arsen in Form von Arsenik die Ursache des „craving“ darstellt, kann durch die Ergebnisse dieser Probenanalyse nicht bestätigt werden und ist als unwahrscheinlich zu bewerten.
Abstract (eng)
In this study, 36 soil samples from different countries were examined for their total content as well as their bioavailable proportion of micro and macro elements. Therefore, this work is concerned with the toxicological evaluation of soil in geophagy samples. Furthermore, the paper aims to investigate whether arsenic is the reason for the reported addicting behavior to eat soil, especially among pregnant women.
To answer these questions, the bioavailable portion was determined by an in vitro physiologically based extraction test (PBET) and a subsequent specification of the arsenic compounds.
Interestingly, the results revealed a very wide range of the total arsenic concentration from 2.34 mg/kg to 17.2 mg/kg. These concentrations are further reduced by a very different reduced bioavailability of 0 to 44 %, with only one in six samples exceeding 10 %.
Due to the low bioavailable arsenic concentrations of the samples, no acute toxic hazard due to arsenic content could be found. However, consuming large amounts on a daily basis, the PTDI of 0.0021 mg/kg of body weight per day may well be exceeded in some samples examined.
In the case of speciation, the pentavalent arsenate represented the predominant part of the bioavailable arsenic compounds and less the addiction-generating trivalent arsenic.
Due to the partial high concentrations of arsenic, lead or cadmium, eating soil cannot be recommended for pregnant women. Furthermore, the bioavailability of the contained iron or zinc could be negatively affected by the large specific surface and by complexation, which can lead to the anemic states that are also often associated with geophagy.
In summary, this study clearly shows that it is essential to consider the bioavailability, which can vary significantly depending on the chosen soil, for the assessment of the oral toxicity of arsenic in soil samples.
In any case, more studies should be carried out on this subject and the existing hypotheses should be investigated more closely. The cause of geophagy and the unconscious but also conscious strong desire for the earths is still not fully clarified and this requires further research. The assumption that arsenic in the trivalent form is the cause of "craving" cannot be confirmed by the results of this sample analysis and is to be considered unlikely.
Keywords (eng)
PBETArsenicbioavailabilitycravingGeophagy
Keywords (deu)
PBETArsenikBioverfügbarkeitCravingGeophagie
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1394750
rdau:P60550 (deu)
112 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
118
Association (deu)
Title (deu)
Pränatale Arsenbelastung
gastrointestinale Bioverfügbarkeit von Toxinen aus Geophagie-Proben
Parallel title (eng)
Prenatal arsenic exposure : gastrointestinal bioavailability of toxins from geophagy samples
Author
Albrecht Üblagger
Abstract (deu)
In der vorliegenden Diplomarbeit wurden 36 Erden aus verschiedenen Ländern auf Ihren Gesamtgehalt sowie den bioverfügbaren Anteil von Mikro und Makroelementen im Bereich der Geophagie untersucht.
Die Ausgangsfragestellungen für diese Arbeit sind einerseits die toxikologische Bewertung von Erden bei der Geophagie, mit besonderem Augenmerk auf Schwangere, sowie der hypothetische Beitrag von Arsenik zum berichteten suchtartigen Antrieb Erde zu essen.
Um diese Fragen zu beantworten wurde mittels eines in vitro physiologically based extraction test (PBET) der bioverfügbare Anteil bestimmt und eine anschließende Speziierung der Arsenverbindungen vorgenommen.
Die Untersuchungen ergaben einen sehr großen Schwankungsbereich der Gesamtarsenkonzentration von 2,34 mg/kg bis 17,2 mg/kg. Diese effektiven Konzentrationen werden durch eine sehr unterschiedliche eingeschränkte Bioverfügbarkeit von 0 bis 44 % weiter reduziert, wobei nur bei einer von sechs Proben ein Wert von 10 % überschritten wurde. Wegen der niedrigen bioverfügbaren Arsenkonzentrationen lässt sich für diese Proben keine akute toxische Gefahr aufgrund des Arsengehaltes feststellen. Bei täglicher Einnahme von großen Mengen kann bei einzelnen untersuchten Proben aber durchaus der PTDI von 0,0021 mg/kg KG pro Tag überschritten werden.
Bei der Speziierung stellte das pentavalente Arsenat den überwiegenden Teil der bioverfügbaren Arsenverbindungen dar und weniger das abhängigkeitserzeugende dreiwertige Arsenik.
Aufgrund der teilweisen hohen Konzentrationen von Arsen, Blei oder Cadmium, kann das Essen von Erden für Schwangere nicht empfohlen werden.
Des Weiteren könnte die Bioverfügbarkeit von Eisen oder Zink durch die große spezifische Oberfläche, sowie Komplexbildung negativ beeinflusst werden, was zu anämischen Zuständen führen kann, welche auch oft mit der Geophagie in Verbindung gebracht werden.
Diese Studie zeigt deutlich, dass es für die Bewertung der oralen Toxizität von Arsen in Bodenproben nahezu unerlässlich ist, die Bioverfügbarkeit zu berücksichtigen, da diese, je nach Erde, sehr unterschiedlich sein kann.
Zu diesem Thema sollten auf jeden Fall mehr Untersuchungen durchgeführt und die bestehenden Hypothesen genauer überprüft werden. Noch immer ist die Ursache der Geophagie und das unbewusste, aber auch bewusste starke Verlangen nach den Erden nicht vollständig geklärt und dies bedarf weiterer Forschung. Die Annahme, dass Arsen in Form von Arsenik die Ursache des „craving“ darstellt, kann durch die Ergebnisse dieser Probenanalyse nicht bestätigt werden und ist als unwahrscheinlich zu bewerten.
Abstract (eng)
In this study, 36 soil samples from different countries were examined for their total content as well as their bioavailable proportion of micro and macro elements. Therefore, this work is concerned with the toxicological evaluation of soil in geophagy samples. Furthermore, the paper aims to investigate whether arsenic is the reason for the reported addicting behavior to eat soil, especially among pregnant women.
To answer these questions, the bioavailable portion was determined by an in vitro physiologically based extraction test (PBET) and a subsequent specification of the arsenic compounds.
Interestingly, the results revealed a very wide range of the total arsenic concentration from 2.34 mg/kg to 17.2 mg/kg. These concentrations are further reduced by a very different reduced bioavailability of 0 to 44 %, with only one in six samples exceeding 10 %.
Due to the low bioavailable arsenic concentrations of the samples, no acute toxic hazard due to arsenic content could be found. However, consuming large amounts on a daily basis, the PTDI of 0.0021 mg/kg of body weight per day may well be exceeded in some samples examined.
In the case of speciation, the pentavalent arsenate represented the predominant part of the bioavailable arsenic compounds and less the addiction-generating trivalent arsenic.
Due to the partial high concentrations of arsenic, lead or cadmium, eating soil cannot be recommended for pregnant women. Furthermore, the bioavailability of the contained iron or zinc could be negatively affected by the large specific surface and by complexation, which can lead to the anemic states that are also often associated with geophagy.
In summary, this study clearly shows that it is essential to consider the bioavailability, which can vary significantly depending on the chosen soil, for the assessment of the oral toxicity of arsenic in soil samples.
In any case, more studies should be carried out on this subject and the existing hypotheses should be investigated more closely. The cause of geophagy and the unconscious but also conscious strong desire for the earths is still not fully clarified and this requires further research. The assumption that arsenic in the trivalent form is the cause of "craving" cannot be confirmed by the results of this sample analysis and is to be considered unlikely.
Keywords (eng)
PBETArsenicbioavailabilitycravingGeophagy
Keywords (deu)
PBETArsenikBioverfügbarkeitCravingGeophagie
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1394751
Number of pages
118
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