Zahnmedizin

Grenzwerte bevölkerungsweit überschritten

Deutsche nehmen zu viel Aluminium auf

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Aluminium und seine Verbindungen sind in vielen Lebensmitteln und verbrauchernahen Produkten enthalten. Nur ein Beispiel: Zahnpasten mit dem "Whitening Effekt".

Laut den aktuellsten Untersuchungsergebnissen des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) nehmen die Deutschen zu viel Aluminium auf: Besonders bei Jugendlichen können die empfohlenen Grenzwerte um das Zwei- bis Dreifache überstiegen werden.

Aluminium kommt im Alltag in unterschiedlichsten Formen und Verbindungen vor – von der Alufolie über aluminiumhaltige Deosprays oder Zahncremes, Lebensmittelkontaktmaterialien wie unbeschichtete Aluschalen bis hin zu Backblechen und Arzneimitteln. Auch Tee oder Kakao weisen vergleichsweise hohe Werte auf.

Das BfR hat erstmals berechnet, wie viel Aluminium der Durchschnittsbürger täglich aufnimmt. Säuglinge, Kinder und Jugendliche und Erwachsene wurden einzeln betrachtet. Die Ergebnisse wurden gesondert nach dem Durchschnittskonsumenten und dem Vielverzehrer ausgewiesen.

Grundlegend wurden drei unterschiedliche Aufnahmewege unterschieden: oral, dermal und inhalativ. Aluminium liegt nicht in seiner Reinform, sondern in unterschiedlichsten Verbindungen vor. Je nach Verbindung und Aufnahmeweg wird unterschiedlich viel Aluminium vom Körper resorbiert. Auch Parameter wie pH-Wert, Kalzium- und Eisenstatus spielen eine entscheidende Rolle bei der effektiven Aufnahmemenge. Daher weisen die Ergebnisse teilweise eine große Varianz auf.

 

Brustkrebs, Alzheimer und Co. – die Geschichte der Grenzwerte

Die Wissenschaft diskutiert viele mögliche gesundheitliche Folgen von andauernder Aluminiumexposition. Die EFSA basiert ihren Grenzwert auf Studien an Mäusen, bei denen entwicklungsneurotoxische Effekte festgestellt wurden. Versuchstiere flüchteten langsamer, konnten sich nicht mehr so lange festhalten und traten verzögert in die Pubertät ein. Auch zeigten sie Störungen im vestibulookulären Reflex, ein auch beim Menschen gängig abgefragter Reflex, um Hirnschädigungen zu prüfen.

Die JECFA beruft sich auf Studien an Ratten, in denen organotoxische Effekte gefunden wurden. Bei den Tieren bildeten sich Konkremente in den ableitenden Harnwegen, die zu Hydronephrose, der Wassersackniere, führten. Bei beiden Grenzwerten wurden die üblichen Unsicherheitsfaktoren für die Übertragung von Tier auf Mensch berücksichtigt.

In der öffentlichen Diskussion sind Morbus Alzheimer und Mammakarzinome immer wieder mit Aluminiumeintrag konnotiert. Ein Zusammenhang bei Brustkrebs wird auch in wissenschaftlichen Kreisen kontrovers diskutiert, Belege für einen Kausalität fehlen aber bisher. Es scheint vielmehr so, als reichere sich Aluminium zusammen mit anderen Elementen wie Eisen, Chrom, Nickel und Blei besonders in Tumorgewebe an. Auch bei Alzheimer ist die Datenlage inkonsistent. Zwar kommt es bei extremen Aluminiumvergiftungen zur Dialyseenzephalopathie, die symptomatisch einer Alzheimerdemenz ähnelt, und es reichert sich auch bei Alzheimerpatienten Aluminium in geschädigten Hirnarealen an, die genauen neuropathologischen Veränderungen unterscheiden sich allerdings deutlich. Die Auslösung von Morbus Alzheimer durch Aluminium wird als eher unwahrscheinlich angesehen.

 

WHO-Grenzwert doppelt so hoch wie der EU-Wert

Wie viel darf eigentlich aufgenommen werden? Hierfür zieht das BfR zwei unterschiedliche Grenzwerte heran. Einen niedrigeren der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) und doppelt so hohen des Joint Expert Committee on Food Additives der Welternährungsorganisation (JECFA) der WHO. Alle nachfolgenden Werte werden der Einfachheit halber in orale Equivalenzdosen umgerechnet, um Vergleichbarkeit zwischen Zahnpasta und Sonnencreme zu schaffen. Angegeben wird die Aufnahme in Milligramm Aluminium je Kilogramm Körpergewicht je Woche (mg/kg/Woche). Die EFSA hält 1 mg/kg/Woche für unbedenklich, die JECFA die doppelte Menge von 2 mg/kg/Woche.

Tabelle mit den Aluminiumexpositionswerten verschiedener Bevölkerungsgruppen
BfR

So sehr überschreiten einzelne Bevölkerungsgruppen die Aluminium-Grenzwerte.

Zahnpasta: Abrasive als Übeltäter

Zahnpasta kann Aluminium in zwei Formen enthalten: zum einen als Fluoridspender in Form von Aluminiumfluorid, zum anderen als Abrasiv in Form von Aluminiumoxid oder -hydroxid. Als Fluoridspender wird heutzutage im Regelfall Natriumfluorid, selten Exoten wie Aminfluorid oder Monofluorphosphat verwendet, Pasten mit Aluminiumfluorid sind am Markt sehr selten. Anders sieht es mit der Verwendung als Abrasivstoff aus, denn auch ohne das Marketinglabel „Whitening“-Effekt werden diese Abrasive bei einer ganzen Reihe von Produkten teils namhafter Hersteller verwendet. Alternativ wird zum Teil Titandioxid genutzt, welches in Frankreich in Lebensmitteln als Zusatzstoff 2020 verboten wird, von der EFSA dagegen als unbedenklich eingestuft wird.

Zum Aluminiumgehalt stützt sich das BfR auf zwei Untersuchungen aus Norwegen und Österreich. Bei beiden gab es erhebliche Unterschiede im Aluminiumgehalt einzelner Pasten und zwischen den Studien. Während der ausreißerunempfindliche Median in Österreich nur bei 0,02 Prozent lag, wies die norwegische Untersuchung einen Median von 4,5 Prozent Aluminiumgehalt auf. Der Maximalwert der österreichischen Proben lag bei 3,9 Prozent. 2,75 g Paste werden laut BfR pro Tag im Durchschnitt verwendet, wovon etwa 138 mg verschluckt werden. Umgerechnet auf die eingangs erklärte orale Äquivalenzdosis sind dies bei Erwachsenen nach der österreichischen Untersuchung 0,003 mg/kg/Woche, bei Jugendlichen 0,005 mg/kg/Woche. Sollte man jedoch ein Produkt aus der norwegischen Probe oder eines der hochaluminiumhaltigen aus der österreichischen erwischen, vervielfacht sich die Aufnahmemenge auf 0,72 mg/kg/Woche für Erwachsene und 1,0 mg/kg/Woche für Jugendliche. Dies allein reizt den Grenzwert der EFSA für Erwachsene zu 72 Prozent und für Jugendliche zu 100 Prozent aus.

 

Schokolade und Grüner Tee – Eintragswege unter der Lupe

Was Aluminium im Köper anstellen kann und wie viel maximal aufgenommen werden sollte, ist geklärt. Doch woher kommt das Aluminium und wie viel nehmen wir wie auf? Lebensmittel sind meistens die ersten Hauptverdächtigen. In der Regel sind sie der wichtigste Beitrag zur oralen Exposition. Doch welche Lebensmittel stark belastet sind und warum, überrascht. Gerade „gesunde“ Nahrungsmittel wie Hülsenfrüchte, Nüsse, Ölsaaten und Gewürze sind besonders belastet. Auch Tees sind Spitzenreiter beim Aluminiumgehalt.

Aber nicht nur vermeintlich gesunde Lebensmittel haben es in sich, auch Schokolade und Kakao strotzen vor Aluminium. Wer hier zur „gesünderen“ Bitterschokolade greift, der greift zu mehr Aluminium, denn je höher der Kakaoanteil, desto höher der Aluminiumanteil. Lebensmittel sind nicht nur direkt belastet, auch ihre Zubereitung hat entscheidenden Anteil an der Kontamination. Hat in der Herstellung, Lagerung oder Zubereitung unbeschichtetes Aluminium direkten Kontakt mit der Nahrung, kann diese zusätzlich belastet werden. „Kann“ ist hier zu unterstreichen, denn Aluminium springt nicht fröhlich aus der Alufolie in die Backkartoffel, wenn es eine Gelegenheit bekommt. Kritisch sind besonders salzige und saure Umgebungen, in denen ein Reaktionsprozess um mehrere Größenordnungen verstärkt wird. Die Grillschale aus Alu per se ist also kein Problem, das fertig marinierte Bauchfleisch darin zu brutzeln und dann am besten noch zu lagern dagegen schon. Während das Grillvergnügen bei vielen aufgrund mangelnder Sonnentage eher die Ausnahme darstellt, können solche Eintragswege bei besonderen Lebensumständen schnell signifikante Ausmaße annehmen. Viele Pflegeheime bekommen ihr Essen geliefert – vielfach in unbeschichteten Aluschalen. Gleichzeitig sind Senioren besonders empfindlich, da ihr natürliches Entgiftungssystem über die Nieren meist nicht mehr mit voller Leistung arbeitet.

 

Überschreitungen der Grenzwerte in allen Altersgruppen möglich

Wen betrifft das alles nun in welchem Maße? Säuglinge sind laut BfR generell wenig belastet. Viele Luxus- und Kosmetikprodukte werden noch nicht konsumiert. Ihr Haupteintrag verläuft über Impfungen, die aufgrund des hohen individuellen und gesellschaftlichen Gesundheitsnutzens nicht vermieden werden sollten. Daher seien zusätzliche Eintragswege möglichst zu vermeiden. Sojabasierte, hypoallergene oder lactosefreie Ersatznahrung weißt einen deutlich höheren Aluminiumgehalt auf als das Stillen. Auch Lebensmittelkontaktmaterialien wie unbeschichtete Aluminiumkochtöpfe liefern ab der Zeit der Beikost relevante Beiträge.

Zusammenfassend berichtet das BfR, dass gestillte wie nicht gestillte Kleinkinder beide Grenzwerte zum Teil deutlich überschreiten können. Für gestillte Kinder ergaben die Berechnungen eine Gesamtbelastung zwischen 1,1 und 2,3 mg/kg/Woche, bei nicht gestillten Kleinkindern eine Belastung zwischen 1,2 und 3,3 mg/kg/Woche.

Kinder von drei bis zehn Jahren sind dagegen relativ wenig kontaminiert, da der Haupteintragsweg der Impfungen deutlich weniger ausgeprägt ist. Die durchschnittliche Belastung liegt hier bei 0,5 bis 0,9 mg/kg/Woche und die Hochexponierten kommen auf 1,3 bis 1,8 mg/kg/Woche. Überschritten wird hier nur der Grenzwert von 1 mg/kg/Woche der EFSA und Haupteintragsweg sind bei dieser Altersgruppe die Lebensmittel. Diese allein sind bei den Hochexponierten schon ausreichend für die Überschreitung des EFSA-Grenzwerts.

Jugendliche von elf bis 14 Jahren sind die belastetste Gruppe. Hier kommen alle Kosmetikprodukte hinzu, gleichzeitig haben sie im Schnitt noch deutlich weniger Körpergewicht als Erwachsene, um den Konsum zu kompensieren. Abrasive Zahnpasten mit hohem Aluminiumgehalt wurden nur für die Vielverzehrer, also die Hochexponierten berechnet, aber Beiträge durch Lippenstift, Antitranspirant und normale Zahnpasten wurden auch bei den Normalexponierten einbezogen. Mit 1,4 bis 2,9 mg/kg/Woche überschritten schon die durchschnittlichen Jugendlichen zum Teil deutlich beide Grenzwerte, die Hochexponierten übersteigen sie mit 3,1 bis 4,6 mg/kg/Woche sogar um das Zwei- bis Dreifache.

Haupteintragsweg sind neben den Lebensmitteln Kosmetikprodukte. Auch zu erwähnen ist, dass gerade in diesem Alter Benutzungsfehler wie die Anwendung von Antitranspirantien oder Sonnenschutzmitteln auf verletzter Haut nach Rasur oder Sonnenbrand vermehrt auftreten können. Dadurch können noch weitere signifikante Erhöhungen im Eintrag von Aluminium stattfinden. Erwachsene ab 14 Jahren bewertet das BfR als letzte Gruppe. Lebensmittel schöpfen selbst bei den Vielverzehrern nur noch 44 Prozent des 1 mg/kg/Woche Grenzwerts der EFSA aus. Die Hauptlast liegt auch hier auf Kosmetikprodukten und Lebensmittelkontaktmaterialien. Abrasive Zahnpasten mit hohem Aluminiumgehalt wurden auch hier nur für die Vielverzehrer berücksichtigt. Mit 0,9 bis 2,0 mg/kg/Woche bewegen sich die durchschnittlichen Erwachsenen zwar über dem EFSA-Grenzwert, aber unter dem JECFA-Grenzwert von 2 mg/kg/Woche. Hochexponierte liegen deutlich über beiden Grenzwerten mit 2,4 bis 3,4 mg/kg/Woche.

 

Giftige Farbpracht

Lippenstifte sind ein weiterer möglicher Eintragsweg. Diese enthalten enorme Mengen Aluminium pro Kilogramm. Auch hier beruft sich das BfR auf eine norwegische und eine österreichische Untersuchung, in welchen zum Teil Werte bis zu 28.000 mg/kg gemessen wurden. Auch im Durchschnitt erreichten die getesteten Lippen- und Pflegestifte immer noch 7.700 und 10.000 mg/kg Aluminiumgehalt. Allerdings wird nur wenig vom Produkt genutzt: Laut entsprechenden Richtlinien werden täglich 0,057 g Lippenstift aufgetragen und komplett verschluckt. Hieraus ergeben sich dann 0,029 bis 0,066 mg/kg/Woche bei einem durchschnittlichen Lippenstift für Erwachsene und 0,19 mg/kg/Woche für einen besonders aluminiumhaltigen Stift. Jugendliche sind aufgrund ihres geringeren Körpergewichts stärker belastet. Für sie ergeben sich 0,042 bis 0,073 mg/kg/Woche bei einem durchschnittlichen Produkt und 0,27 mg/kg/Woche für Lippenstifte mit Höchstgehalt. Das BfR weist jedoch darauf hin, dass die Bioverfügbarkeit von Aluminiumverbindungen als unlösliche Farbpigmente in Lippenstiften vermutlich sehr gering sei.

 

Schweißfrei – aber mit Nebenwirkungen

Antitranspirantien sind die Eintragsquelle, die in der öffentlichen Diskussion neben Lebensmitteln die wohl prominenteste Rolle einnehmen. Aluminiumchlorohydrat wird hier in einer breiten Palette an Produkten wegen seiner adstringierenden und antibakteriellen Eigenschaften verwendet. Die vom BfR zu Rate gezogenen Untersuchungen weisen auch hier eine große Streuung an Aluminiumgehalten auf. Im Mittel enthielten die Produkte 2,8 Prozent Aluminium, im Maximum 5,8 Prozent.

Richtlinien des Wissenschaftlichen Ausschusses für Verbrauchersicherheit (SCCS) geben an, dass täglich im Durchschnitt 1,5 g Antitranspirantien genutzt werden und eine Resorptionsrate von 0,014 Prozent zu erwarten ist. Daraus ergibt sich ein erheblicher Beitrag zur wöchentlichen Aluminiumaufnahme. Für Erwachsene liegt dieser bei 0,69 mg/kg/Woche bei einem durchschnittlichen Produkt und 1,43 mg/kg/Woche bei einem hochaluminiumhaltigen Antitranspirant. Jugendliche sind aufgrund ihres geringeren Gewichts bei gleichem Konsumverhalten höher belastet. Für sie ergeben sich bei durchschnittlichem Antitranspirant 0,98 mg/kg/Woche und bei Produkten mit Extremwerten 2,04 mg/kg/Woche. Sowohl Erwachsene als auch Jugendliche reizen somit allein mit Deos den Großteil ihrer empfohlenen maximalen Wochenaufnahme von 1 bis 2 mg/kg/Woche Aluminium aus. Jugendliche überschreiten sogar den höheren Grenzwert von 2 mg/kg/Woche der JECFA, falls sie Antitranspirantien mit besonders hohem Aluminiumanteil nutzen.

Wirklich besorgniserregend sind allerdings Ergebnisse aus weiterführenden Studien. So zeigt verletzte Haut eine immens höhere Resorptionsrate als die oben angenommenen 0,014 Prozent. Sind etwa Mikroläsionen vorhanden, etwa unmittelbar nach einer Rasur, steigt die Resorptionsrate um das 40- bis 140-Fache! So reichen in solchen kritischen Fällen schon wenige Nutzungen, um die maximale, unbedenkliche Aufnahmemenge für Monate zu überschreiten. Antitranspirant-Aerosol-Sprays sind dagegen etwas weniger kritisch zu betrachten. Da hier die verwendete Menge an Aluminium geringer ist als bei Deo-Rollern, wurden diese als Worst-Case-Szenario in die Bewertung einbezogen. Man könnte meinen, dass bei Aerosol-Sprays eine zusätzliche Gefahr durch Inhalation bestehe, aber auch diesen Aspekt beleuchtet das BfR. Versuche an Affen zeigten, dass selbst von direkt ins Gesicht gesprühtem Aerosol nur etwa 0,25 Prozent eingeatmet wird. Und sogar nur 0,02 Prozent erreichen die unteren Atemwege.

 

Nicht nur Sonnenbrand ist gefährlich

Sonnenschutzmittel nutzen wir für die Bewertung des BfR an rund 25 Tagen im Jahr. Und Aluminium ist in diesen Produkten weit verbreitet. Ob als Oxid, Silikat oder Stearat, in allen Produkten fand die herangezogene Untersuchung von Nicholson et al. Aluminium – selbst in den Produkten, die kein Aluminium als Inhaltsstoff angegeben hatten. Bei einem Maximalgehalt von 0,8 Prozent Aluminium ergibt sich so für Erwachsene auf das Jahr gerechnet ein Eintrag von 0,16 mg/kg/Woche. Bei Kindern hat das BfR genauer hingeschaut, denn das Verhältnis von Körperoberfläche zu Körpergewicht ist bei ihnen deutlich größer, weshalb sie stärker belastet werden. 1-, 5- und 10-jährige Kinder haben 1,6-, 1,5- und 1,3-mal so viel Körperoberfläche pro Körpergewicht wie Erwachsene. Hieraus ergibt sich ein Aluminiumeintrag von 0,26, 0,24 und 0,21 mg/kg/Woche. Auch hier ist zu beachten, dass Verletzungen der Hautschichten eine Aufnahme teils drastisch erhöhen können. Auf Sonnenbrand gehört demnach kein Sonnenschutzmittel, denn das ist das perfekte Einfalltor für Aluminium.

 

Aluminium in der Medizin

Arzneimittel enthalten Aluminium in unterschiedlichster Form. Relevante Einträge liefern vor allem zwei Varianten. Bei Impfungen wird Aluminium als Adjuvans genutzt. Bezogen auf das geringe Körpergewicht und die Zahl der Erstimpfungen leistet es gerade in den ersten zwei Lebensjahren einen relevanten Beitrag zur Gesamtexposition von Säuglingen. Je nach Impfplan wird der Eintrag vom BfR auf 1 bis 2 mg/kg/Woche beziffert. Da Säuglinge generell zu der minimalst belasteten Gruppe gehören, ergibt sich hierdurch der Großteil ihres Gesamtaluminiumeintrags. Weiterhin sind Antazida zu erwähnen, also Medikamente zur Neutralisierung von Magensäure bei Sodbrennen. Die Einnahme einer Tagesdosis des in diesen enthaltenen Aluminiumoxids entspricht 16 Wochen der duldbaren Aufnahmemenge Aluminium, selbst wenn der höhere JECFA Wert von 2 mg/kg/Woche zugrunde gelegt wird. Antazida wurden 2017 durch die WHO von der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel gestrichen.

 

Wie aktiv werden?

Lebensmittel bleiben ein relevanter Aufnahmeweg, aber nicht der einzige. Wer seine Aluminiummenge reduzieren will, sollte vor allem sparsam mit aluminiumhaltigen Kosmetikprodukten umgehen. Antitranspirantien und Zahnpasta stehen hier ganz oben. Da in allen Kategorien große Schwankungen im Aluminiumgehalt festgestellt wurden, ist Abwechslung wird Abwechslung im Ernährungs- und Konsumverhalten empfohlen. Produkte und Marken zu wechseln erweitert nicht nur den Horizont, sondern verhindert auch, unwissentlich bei einem hochbelasteten Produkt zu bleiben. Grundlegende Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung einiger Produkte sollten beachtet werden. Aluminiumhaltige Kosmetikprodukte sollten nie auf verletzte Haut aufgetragen werden, Antitranspirantien nach Rasur oder Sonnenschutzmittel nach Sonnenbrand sind Tabu. Dasselbe gilt für Lebensmittelkontaktmaterialien. Unbeschichtete Alugefäße sollten nicht zur Zubereitung und Lagerung von sauren oder salzigen Speisen genutzt werden.

Abschließend gilt, dass Aluminium wohl vor allem Langzeitfolgen hat, die von der systemischen Belastung abhängen. Von der einen Wurst in der Grillschale wird niemand etwas merken, selbst wenn sie salzig war. Täglich drei Mahlzeiten in Aluschalen und Antitranspirant plus „Whitening“-Zahnpasta über Jahrzehnte sind eine andere Geschichte.

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