Nickel

Nickel ist ein ubiquitär vorkommendes Übergangsmetall. Eine gesicherte essentielle physiologische Funktion für den Menschen ist derzeit nicht belegt.

In der klinischen Labordiagnostik (Untersuchung von Körperflüssigkeiten im Labor) wird Nickel primär zur Abschätzung einer inneren Exposition (Belastung des Körpers) im Rahmen der Umweltmedizin, Arbeitsmedizin und Toxikologie eingesetzt.

Synonyme

• Niccolum
• Ni
• Nickelbestimmung
• Nickel im Urin
• Nickel im Blut

Das Verfahren

• Benötigtes Material:
  • Urin, bevorzugt Spontanurin mit Kreatininbezug (Bezug zu einem Stoffwechselprodukt) oder 24-h-Sammelurin
  • Serum/Plasma nur ergänzend
  • Vollblut/EDTA-Blut nur in speziellen Fragestellungen und laborabhängig
• Vorbereitung des Patienten:
  • Keine standardisierte Nüchternabnahme erforderlich
  • Bei arbeitsmedizinischer Fragestellung standardisierte Probenentnahme in Bezug auf Expositionsende beachten
  • Vor Probengewinnung externe Kontamination (Verunreinigung) vermeiden
• Störfaktoren:
  • Kontamination durch nicht metallfreie Entnahmesysteme, Probengefäße oder Laborutensilien
  • Haut- oder Umgebungs-Kontamination bei der Probengewinnung
  • Kurzfristige alimentäre Exposition (Aufnahme über Nahrung), Rauchen und berufliche Exposition
  • Nierenfunktion (Funktion der Nieren), Hydratationszustand (Flüssigkeitshaushalt) und fehlende Kreatininbezugskorrektur bei Urinproben
  • Matrix- und methodenabhängige Unterschiede zwischen Serum, Vollblut und Urin
• Methode:
  • Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) (hochsensitive Messmethode für Spurenelemente) bzw. ICP-MS/MS als bevorzugte Methode
  • Alternativ atomabsorptionsspektrometrische Verfahren (Messverfahren für Metalle) in spezialisierten Laboren

Normbereiche (je nach Labor)

Normbereiche sind methoden- und laborabhängig.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Verdacht auf relevante berufliche Nickel-Exposition (Belastung durch Nickel am Arbeitsplatz)
• Biomonitoring (Überwachung von Schadstoffen im Körper) bei arbeitsmedizinischer Vorsorge bzw. Verlaufskontrolle unter Expositionsbedingungen
• Abklärung einer akuten oder subakuten Nickelbelastung im toxikologischen Kontext
• Umweltmedizinische Expositionsabschätzung (Bewertung einer Umweltbelastung) bei begründetem Verdacht auf erhöhte Nickelaufnahme
• Nicht zur Primärdiagnostik einer Nickel-Kontaktallergie (Allergie durch Hautkontakt) geeignet

Interpretation

• Erhöhte Werte
  • Hinweis auf erhöhte innere Nickel-Exposition (Belastung des Körpers), insbesondere bei aktueller oder kürzlich zurückliegender inhalativer (über die Atmung) oder oraler (über den Mund) Aufnahme
  • Urin ist für das Biomonitoring (Überwachung von Schadstoffen im Körper) in der Regel aussagekräftiger als Serum oder Vollblut
  • Berufsbedingte Exposition (Belastung am Arbeitsplatz), z. B. in Metallverarbeitung, Schweißprozessen, Galvanik oder Raffination
  • Erhöhte Werte erlauben keine direkte Aussage über eine allergische Sensibilisierung (Allergiebereitschaft) oder deren klinische Relevanz
  • Bei chronischer inhalativer Exposition (langfristiger Aufnahme über die Atmung), insbesondere gegenüber bestimmten Nickelverbindungen, besteht ein erhöhtes Risiko respiratorischer Erkrankungen (Erkrankungen der Atemwege) und maligner Neubildungen (bösartige Tumoren) im Bereich von Lunge und oberen Atemwegen
• Erniedrigte Werte
  • Nicht krankheitsrelevant
  • Kein Hinweis auf einen klinisch definierten Nickelmangel
• Spezifische Konstellationen
  • Bei Verdacht auf Nickel-Kontaktallergie (Allergie durch Hautkontakt) ist der Epikutantest (Hauttest) diagnostischer Standard
  • Klinische Symptome einer akuten relevanten Exposition (Belastung) können u. a. Husten, Dyspnoe (Atemnot), Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen, Schwindel und bei schwerem inhalativem Verlauf pneumonitische Reaktionen (entzündliche Lungenreaktionen) bis zum Lungenödem (Wasseransammlung in der Lunge) umfassen.
  • Die Aussagekraft hängt wesentlich von Matrix (Untersuchungsmaterial), Probenentnahmezeitpunkt und Kontaminationskontrolle (Vermeidung von Verunreinigungen) ab

Weiterführende Diagnostik

• Detaillierte Expositionsanamnese (Erhebung möglicher Belastungen) einschließlich Berufsanamnese, Hobbys und möglicher Umweltquellen
• Bei Urindiagnostik Kreatininbestimmung zur Beurteilung der Urinverdünnung
• Bei respiratorischer Symptomatik (Beschwerden der Atemwege) ergänzend Lungenfunktionsdiagnostik (Funktionsprüfung der Lunge) und Bildgebung je nach klinischer Fragestellung
• Bei Verdacht auf Kontaktallergie dermatologische/allergologische Abklärung (Abklärung durch Hautarzt/Allergologen) mittels Epikutantest (Hauttest)
• Bei komplexer Metall-Exposition ggf. ergänzende Bestimmung weiterer Metalle

Nachfolgend die erweiterte Fassung mit Differenzierung in **akute vs. chronische Exposition** sowie Ergänzung arbeitsmedizinischer Risikokollektive:

Klinische und toxikologische Aspekte der Nickel-Exposition

• Nickel kann über den Gastrointestinaltrakt (Magen-Darm-Trakt) sowie den Atmungstrakt (Atemwege) aufgenommen werden
• Eine essentielle physiologische Funktion im menschlichen Organismus (Körper) ist nicht gesichert; experimentelle Daten deuten auf mögliche Einflüsse auf den Kohlenhydrat- und Eisenstoffwechsel (Verarbeitung von Zucker und Eisen im Körper) hin
• Akute Exposition
  • Inhalative Aufnahme (Aufnahme über die Atmung) löslicher oder partikelförmiger Nickelverbindungen kann zu akuten respiratorischen Symptomen (plötzlichen Beschwerden der Atemwege) führen
  • Klinische Manifestationen (Krankheitszeichen):
    • Dyspnoe (Atemnot)
    • Reizhusten
    • Pneumonie (Lungenentzündung)
    • Lungenödem (Wasseransammlung in der Lunge)
  • Systemische Symptome (den ganzen Körper betreffende Beschwerden):
    • Kopfschmerzen
    • Schwindel
    • Übelkeit/Erbrechen
    • Beklemmungsgefühl
• Chronische Exposition
  • Häufig Entwicklung einer allergischen Kontaktdermatitis (Hautentzündung durch Kontaktallergie) (Typ-IV-Sensibilisierung)
    • Hautausschlag
    • Juckreiz
    • Kontaktekzem (entzündliche Hautreaktion durch Kontakt)
  • Chronische inhalative Exposition (langfristige Aufnahme über die Atmung) kann zu strukturellen Lungenschäden führen
  • Erhöhtes Risiko für maligne Neubildungen (bösartige Tumoren), insbesondere:
    • Bronchialkarzinom (Lungenkrebs)
    • Tumoren der Nasenhöhle und Nasennebenhöhlen (Krebserkrankungen im Nasenbereich)
• Arbeitsmedizinische Risikokollektive
  • Metallverarbeitung und Legierungsherstellung
  • Schweiß- und Schleifarbeiten
  • Galvanik und Oberflächenveredelung
  • Batterieproduktion (insbesondere Nickel-Cadmium- und Nickel-Metallhydrid-Systeme)
  • Raffination und Verarbeitung von Nickelverbindungen
  • Zahnmedizinische und zahntechnische Tätigkeiten mit nickelhaltigen Legierungen

Literatur

1. Nielsen FH. Nickel. Adv Nutr. 2021;12(1):281-282. https://doi.org/10.1093/advances/nmaa154
2. Begum W, Rai S, Banerjee S, Bhattacharjee S. A comprehensive review on the sources, essentiality and toxicological profile of nickel. RSC Adv. 2022;12(15):9139-9153. https://doi.org/10.1039/D2RA00378C
3. Bertram J, Esser A, Thoröe-Boveleth S, Fohn N, Schettgen T, Kraus T. Quantification of 26 metals in human urine samples using ICP-MSMS in a random sample collective of an occupational and environmental health care center in Aachen, Germany. J Trace Elem Med Biol. 2023;78:127161. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2023.127161
4. Dickel H. Management of contact dermatitis. Allergo J Int. 2023;32:57-76.
   https://doi.org/10.1007/s40629-023-00246-9