Metalle sind potentiell toxisch und immunogen
Metalle können über zwei Mechanismen auf den Organismus einwirken. Zum einen können bei individuell bestehenden Sensibilisierungen (nachweisbar über den LTT) schon sehr geringe Belastungen eine Typ-IV-Immunreaktion hervorrufen. Die dann bei andauernder Belastung resultierende dauerhafte Immunaktivierung kann alle Facetten einer chronischen Entzündung umfassen, wie z.B. Verstärkung lokaler Entzündungsvorgänge, Autoimmunreaktionen und Fatigue. Gleichzeitig jedoch können Metalle wie z.B. Quecksilber, Cadmium und Palladium schon in niedriger Dosis toxisch wirken und zelluläre Stoffwechselvorgänge hemmen. Auch sehr niedrige (subtoxische) Konzentrationen sind bereits von möglicher klinischer Relevanz, da Mehrfachbelastungen (auch aus Nahrung und Trinkwasser!) die toxische Wirkung des einzelnen Metalls potenzieren können.
Toxische und immunologische Pathomechanismen als Co-Faktoren chronischer Erkrankungen
Toxische Effekte durch Metalle
Oxidative Schädigung
Ein  wichtiger Wirkmechanismus ist die oxidative Schädigung. Durch direkten  oxidativen Angriff auf Proteine, Lipide und DNA oder durch die Induktion  von freien Radikalen können Metalle zelluläre Zellstrukturen schädigen.  So fördert z.B. Aluminium die Lipidperoxidation. In einer Studie an  Asthmatikern zeigte sich eine Korrelation zwischen dem  Aluminium-Blutspiegel und Markern der chronischen Entzündung wie  MDA-LDL, TNF-alpha und hs-CRP (2).
Verdrängung von Spurenelementen
Die  Einwirkung von toxischen Metallen auf Zellen ist auch mit funktionellen  Defiziten verbunden, da essentielle Spurenelemente kompetitiv aus ihren  Bindungsstellen in Enzymen verdrängt werden. Zum Teil sind Enzyme  betroffen, die selbst an der Entgiftung beteiligt sind. So verdrängt  Quecksilber die Spurenelemente Kupfer und Zink aus der  Superoxiddismutase und hemmt die Entgiftung in der Leber, welches zur  Verstärkung der toxischen Belastung mit Quecksilber und zahlreichen  anderen Metallen und Toxinen führt. 
Auch die mutationsfördernde  Wirkung von einigen Metallen ist nicht nur auf ihre oxidative Wirkung  zurückzuführen, sondern auch durch den Funktionsverlust von Enzymen zu  erklären. Zum Beispiel kann Cadmium in DNA-Reparaturenzymen das  notwendige Zink verdrängen, was die Häufigkeit relevanter Zellmutationen  steigert.
Immunologische Effekte durch Metalle
Zellulär vermittelte Typ IV-Allergien
Die  allergisierende Wirkung von Metallen ist durch deren Fähigkeit bedingt,  sich an körpereigene Proteine zu binden und diese in ihrer Struktur zu  verändern (Haptenwirkung). Gegen diese Proteine können sich spezifische  T-Lymphozyten bilden, die bei einem neuerlichen Kontakt mit dem Metall  Immunreaktionen verursachen. Diese Immunantworten sind mit der  Freisetzung proentzündlicher Zytokine (vor allem Interferon-gamma)  verbunden. Sofern die Haut betroffen ist, spricht man auch von  Kontaktallergien. Hier kann der Epikutantest diagnostisch hilfreich  sein. Bedeutsamer für chronische Entzündungserkrankungen sind allerdings  systemische Typ IV-Sensibilisierungen bei der die Aufnahme des Metalles  sowohl in der Sensibilisierungsphase aber auch später vorrangig über  Schleimhäute (Zahnersatz, Nahrung, Inhalation) oder durch endogene  Exposition erfolgt (Endoprothesen). Der Nachweis von systemischen  Metallsensibilisierungen erfolgt durch den  Lymphozytentransformationstest, der hier im Vergleich zum Epikutantest  sensitiver ist.
Autoimmunreaktionen
Die Induktion von  Autoimmunität durch Metalle erklärt sich ähnlich zur Allergie durch  deren Fähigkeit zur Modifikation zelleigener Proteine. Die betroffenen  Organzellen präsentieren dann Neoantigene, was bei entsprechender  Disposition Immunreaktionen auslöst. 
Besondere Bedeutung hat das  anorganische Quecksilber, welches autoimmune Vaskulitiden, Systemischen  Lupus erythematodes, Sklerodermie oder auch Membranöse Nephropathien  fördern kann. Aber auch Gold, Silber, Beryllium, Cadmium und Blei können  Autoantikörper und Autoimmunerkrankungen induzieren.
Unspezifische Entzündungsinduktion an Endothelien
Auch  ohne vorliegende individuelle allergische Sensibilisierung können  Metalle proentzündliche Effekte bedingen. Metallionen und Metallpartikel  (Nanopartikel) können an Endothelien die Expression von  Adhäsionsmolekülen wie ICAM1 und VCAM-1 fördern, die intrazellulären  Glutathionspiegel senken sowie die Sekretion proentzündlicher Zytokine  steigern.
Literatur
- Hartmann et al., Carcinogenesis 1998; 19: 617-621
- Guo et al., 2013, Environ Toxicol Pharmacol; 35: 30-38
- Stellungnahme des RKI, Bundesgesundheitsbl 2008; 51:1070–1076
- Peters et al. Int J Immunopathol Pharmacol. 2007, 20:685-95




