Welche Rolle spielt Chlor in unserem Körper? Ist es sicher für unseren Körper?

Grundlegende Eigenschaften des Chlors

Chlor ist ein chemisches Element, das unter dem chemischen Symbol Cl bekannt ist. Es leitet sich vom lateinischen Wort chlorum ab, das wiederum vom griechischen Wort khloros stammt, das übersetzt grünlich-gelb bedeutet.

Der Name bezieht sich auf sein Aussehen. Es ist ein grünlich-gelbes Gas, das einen sehr unangenehmen, irritierenden und erstickenden Geruch hat.

Chlor ist ein Element der Gruppe 17 des Periodensystems der chemischen Elemente und befindet sich in der Periode 3.

Es gehört zu einer Gruppe von Elementen, die Halogene genannt werden und zu denen auch Fluor, Brom und Jod gehören. Die Gruppe wurde nach der Fähigkeit ihrer Elemente benannt, Salze zu bilden (von griechisch hals - sol, gennaó - ich bilde).

In Bezug auf die Häufigkeit ist Chlor das zweithäufigste Halogen (nach Fluor) und das 21. häufigste chemische Element in der Erdkruste.

Es wurde 1774 von dem schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele entdeckt, der Mangandioxid mit Salzsäure zur Reaktion brachte. Carl Wilhelm Scheele glaubte jedoch fälschlicherweise, dass es sich nicht um reines Chlor, sondern um eine Verbindung von Chlor mit Sauerstoff handelte.

Dass es sich bei der Reaktion um ein reines chemisches Element handelt, wurde erst 1810 von dem englischen Chemiker Sir Humphry Davy bewiesen, der ihm auch den Namen Chlor gab.

Chlor ist ein sehr reaktives Element. Es ist wasserlöslich, schwerer als Luft und sehr giftig. Bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck ist es nicht explosiv. Bei niedrigen Temperaturen oder unter Druck wird es flüssig.

Es hat stark oxidierende, bleichende und desinfizierende Eigenschaften.

Daher wird es derzeit als Desinfektionsmittel verwendet, z. B. in Desinfektionsmitteln, zur Aufbereitung von Trinkwasser oder Schwimmbadwasser, und auch als Insektizid.

Chlor ist auch in der Papier-, Farb- und Textilindustrie weit verbreitet.

Es wird bei der Herstellung des vielseitigen Kunststoffs PVC (Polyvinylchlorid), in der organischen Chemie als Oxidationsmittel oder in der pharmazeutischen Industrie bei der Herstellung von Arzneimitteln verwendet.

In der Vergangenheit wurden Chlorverbindungen beispielsweise zur Herstellung von Gemälden, den ersten Fotografien, oder in der Medizin als Narkosemittel (Chloroform) verwendet.

Im Ersten Weltkrieg wurde die hochgiftige Wirkung von Chlorgas ausgenutzt und es wurde als chemische Waffe eingesetzt (Yperit).

Eine tabellarische Zusammenfassung der grundlegenden chemischen und physikalischen Informationen über Chlor

Aufgrund seiner Reaktivität kommt Chlor nicht in einatomiger Form vor, sondern immer in gebundener Form oder als zweiatomiges Cl2-Molekül.

Die häufigste Chlorverbindung ist Natriumchlorid, bekannt als Kochsalz.

In der Natur kommt Chlor vor allem im Meerwasser vor, aber auch als Bestandteil von Mineralien wie Halit (NaCl), Sylvinit (KCl), Bischofit (MgCl2-6H2O), Carnallit (KCl-MgCl2-6H2O) oder Kainit (KCl-MgSO4-3H2O).

Kann Chlor ein Gesundheitsrisiko darstellen?

Einerseits ist Chlor als Element für den menschlichen Körper für das reibungslose Funktionieren vieler physiologischer Prozesse unerlässlich, andererseits stellt es ein gefährliches Gesundheitsrisiko dar.

Eine übermäßige Exposition gegenüber dem zweiatomigen Chlormolekül Cl2 führt zu einer Vergiftung des Körpers. Chlor gelangt durch das Einatmen kontaminierter Luft, den Verzehr kontaminierter Lebensmittel oder durch Hautkontakt in den Körper.

Das Ausmaß der Chlorexposition hängt von der Menge des Chlors sowie von der Dauer und Häufigkeit der Exposition ab. Chlor reizt die Atemwege, die Augen und die Haut.

Die ersten Vergiftungserscheinungen sind Husten, Kurzatmigkeit, Erstickungsanfälle, Kopfschmerzen, Übelkeit, Schwindel, Augenbrennen, tränende Augen, Bauchschmerzen und Muskelschwäche.

Bei schwereren Vergiftungen kommt es zu Bindehautentzündungen, Entzündungen der Bindehaut, der Nase, des Rachens, des Kehlkopfs und der Bronchien, Hornhautgeschwüren, erhöhter Herzfrequenz, Schwellungen der Schleimhäute und der Lunge, die zu Sauerstoffmangel führen.

Bei leichteren Vergiftungsformen kommt es zu Reizungen der Augen und der Atemwege. Eine mittelschwere Vergiftung ist durch systemische Symptome gekennzeichnet. Schwere Vergiftungen können lebensbedrohlich sein oder langfristige oder dauerhafte Folgen haben.

Wann aber ist Chlor nützlich oder notwendig für unsere Gesundheit?

Chlor kommt im menschlichen Körper in Form seiner Salze vor, und zwar in Form des negativ geladenen Chloridanions Cl-.

Salze, die ein Chloridanion enthalten, werden Chloride genannt.

Wie wirken sich Chloride auf unsere Gesundheit aus?

Chloride sind ein wesentlicher Bestandteil des menschlichen Körpers. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Verdauung, der Muskel- und Nervenfunktion, der Regulierung der Körperflüssigkeiten und der Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts.

Die gesamte Körperflüssigkeit macht etwa 60 % des Körpergewichts aus und besteht aus drei Komponenten: intrazelluläre Flüssigkeit (die Flüssigkeit innerhalb der Zellen), Blutplasma und Gewebeflüssigkeit.

Blutplasma und Gewebeflüssigkeit bilden zusammen die extrazelluläre Flüssigkeit, d. h. die Flüssigkeit außerhalb der Zellen.

Die intrazelluläre und die extrazelluläre Flüssigkeit sind durch Zellmembranen voneinander getrennt. Sie unterscheiden sich in ihrem Wasser-, Elektrolyt- und Proteingehalt. Diese Unterschiede sind jedoch nur minimal.

Zu den in der Körperflüssigkeit vorhandenen Elektrolyten gehören positiv geladene Ionen wie Natrium, Kalium, Kalzium oder Magnesium und negativ geladene Ionen wie Chlorid, Phosphat oder Bikarbonat.

Wasser bewegt sich frei durch die Zellmembranen, Elektrolyte durch Transportsysteme.

Die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts von Volumen und Zusammensetzung der Körperflüssigkeiten, d. h. der intrazellulären und extrazellulären, ist für die Existenz der Zellen und ihre normale Funktion von entscheidender Bedeutung.

Eine Störung dieses Gleichgewichts führt zu einer Erhöhung oder Verringerung der Elektrolytkonzentration innerhalb oder außerhalb der Zellen und folglich zur Entwicklung bestimmter Störungen.

Chlorid ist das wichtigste und am häufigsten vorkommende Anion in der extrazellulären Flüssigkeit und trägt wesentlich zur Aufrechterhaltung des allgemeinen Flüssigkeitshaushalts im Körper bei.

Bis zu 70 % aller negativ geladenen Ionen im Körper sind Chlorid.

Darüber hinaus trägt Chlorid auch zur Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts im Körper bei, d. h. des Verhältnisses von sauren zu basischen Bestandteilen.

Der Säuregehalt des inneren Milieus ist streng geregelt: Der physiologische pH-Wert des Blutes und anderer Körperflüssigkeiten liegt bei etwa 7,4.

Abweichungen von diesem pH-Wert beeinflussen die Eigenschaften und die Aktivität von Proteinen, Enzymen, Transportern oder Membrankanälen.

Überwiegen saure Bestandteile, spricht man von einer Azidose, überwiegen alkalische Bestandteile, spricht man von einer Alkalose.

Ein physiologischer Chloridspiegel trägt dazu bei, den pH-Wert auf einem normalen Niveau zu halten. Eine deutliche Abnahme oder Zunahme des Chloridspiegels führt zu Störungen des Säure-Basen-Haushalts.

Welche anderen unverzichtbaren Funktionen hat Chlorid für den Menschen?

• Chloridionen sind unentbehrlich für die Produktion von Magensäure - Salzsäure (HCl), die an der Verdauung der Nahrung beteiligt ist und auch als Vorbeugung gegen eine bakterielle Überbesiedelung des Verdauungstraktes wirkt.
• In Form von Magensäure sind sie an der Aktivierung des Enzyms Pepsinogen in der Magenumgebung beteiligt, das für die Aufnahme wichtiger Stoffe aus der Nahrung notwendig ist.
• Sie tragen zur Aufrechterhaltung des richtigen osmotischen Drucks bei.
• Sie unterstützen die Kontraktion der Muskeln, einschließlich des Herzmuskels.
• Sie sind wichtig für die Übertragung von Signalen im Nervensystem.
• Sie sind am Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid in den roten Blutkörperchen beteiligt.
• Außerdem beeinflussen sie den Kaliumspiegel im Körper.

Wie geht der menschliche Körper mit Chlorid um?

Chloridanionen werden aus der Nahrung über den Verdauungstrakt in den Körper aufgenommen. Fast das gesamte Chlorid aus der Nahrung wird ins Blut aufgenommen.

Die Chloridkonzentration wird nicht durch die Homöostase kontrolliert, anders als beispielsweise Natrium oder Kalium.

Die Menge des im Körper vorhandenen Chlorids hängt von der Anwesenheit anderer wichtiger Ionen ab. Die Chloridkonzentration schwankt parallel zur tatsächlichen Menge dieser Ionen, bei denen es sich hauptsächlich um Natriumionen handelt.

Diese enge Beziehung zwischen dem Chlorid- und dem Natriumgehalt ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die Hauptquelle für beide Ionen Natriumchlorid (Kochsalz) ist.

Chlorid befindet sich hauptsächlich in der extrazellulären Flüssigkeit (es macht zwei Drittel der im Blut vorhandenen Anionen aus) und wird in geringem Maße in der Haut, im subkutanen Gewebe und im Skelett abgelagert.

Die Referenzwerte für Chlorid im Blutserum oder -plasma liegen zwischen 98 und 111 mmol/l.

Die Nieren sind das wichtigste Organ für die Regulierung des Chloridhaushalts.

Die mit dem Urin ausgeschiedene Chloridmenge hängt vom Grad der Filtration in den Nieren sowie von einer Reihe von Transportprozessen in den Nierenzellen ab.

Die Chloridausscheidung ist auch eng mit der Natriumausscheidung verbunden.

Die Rate der Chloridausscheidung im Urin entspricht ebenfalls der täglichen Chloridaufnahme über die Nahrung, einschließlich der Flüssigkeitszufuhr, und liegt zwischen etwa 110 und 250 mmol/Tag.

Neben dem Verlust von Chlorid über den Urin sind auch andere Wege der Ausscheidung aus dem Körper bekannt, nämlich über die Fäkalien oder den Schweiß.

Obwohl die Verluste über den Schweiß unter normalen Bedingungen vernachlässigbar sind, müssen sie bei erhöhtem Schwitzen bei hohen Temperaturen oder übermäßiger körperlicher Aktivität berücksichtigt werden.

Kennen Sie die Quelle von Chlorid in der Nahrung?

Chlorid wird hauptsächlich über die Nahrung aufgenommen, die den Tagesbedarf eines Menschen ausreichend decken kann.

Die Hauptquelle ist Natriumchlorid, das als Speisesalz bekannt ist und täglich bei der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln sowie bei der Zubereitung und Aromatisierung von Speisen verwendet wird.

Eine unzureichende Zufuhr von Chlorid über die Nahrung ist relativ selten, wohingegen der aktuelle Trend zu einer hohen bis übermäßigen Salzzufuhr geht, die letztlich zu Bluthochdruck, Herz- und Nierenkrankheiten führen kann.

Die Gesamtmenge des mit der Nahrung aufgenommenen Chlorids ist eine Kombination aus:

• der geringen Menge an Chlorid, die von Natur aus in der Ernährung vorhanden ist
• größeren Mengen an Chlorid, die in Form von Salz bei der Zubereitung von Speisen oder zum Würzen verwendet werden
• eine noch größere Menge an Chlorid, die den Lebensmitteln bei der Herstellung und Verarbeitung in Form von Salz zugesetzt wird

Unter den Lebensmitteln sind Obst, Gemüse (Tomaten, Oliven, Salat, Sellerie), Getreide (Roggen), Milch, Eier, Meeresalgen, unverarbeiteter Fisch und Fleisch relativ reich an Chlorid.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Verarbeitung der Lebensmittel, die in der Regel mit dem Zusatz von Salz verbunden ist, den Chloridgehalt erhöht.

Wie hoch ist die empfohlene Tagesdosis an Chlorid?

Nach Angaben der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit gelten die folgenden Empfehlungen für eine sichere und angemessene tägliche Chloridaufnahme.

Tabelle der täglichen Chloridzufuhr nach Alter

Wie kommt es zu Chloridmangel und -überschuss im Körper?

Abweichungen von den oben genannten physiologischen Chloridwerten im Blut oder Urin werden als medizinischer Zustand betrachtet.

Zwei Situationen können auftreten: ein Überschuss an Chlorid im Blut und Urin oder ein Mangel.

Im Vergleich zu anderen für den Körper wichtigen Mineralien wie Natrium oder Kalium sind Abweichungen des Chloridspiegels im Blut nicht mit ernsthaften gesundheitlichen Folgen verbunden.

Die Bestimmung des Chloridspiegels ist ein nützlicher Indikator für die Diagnose von Säure-Basen-Störungen oder für die Feststellung eines Anionenmangels in der extrazellulären Flüssigkeit.

Die Konzentration der Chloridanionen im Blut folgt in der Regel dem Zustand der Natriumkationenkonzentration, d. h. wenn die Natriumkonzentration abnimmt, sinkt die Chloridkonzentration. Umgekehrt steigt die Chloridkonzentration, wenn die Natriumkonzentration zunimmt.

Unzureichender Chloridgehalt im Blut

Ein Zustand, der durch zu wenig Chlorid im Blut gekennzeichnet ist, wird als Hypochlorämie bezeichnet. Von einer Hypochlorämie spricht man, wenn der Chloridgehalt im Blutserum oder -plasma deutlich unter den Referenzwert von 98 mmol/l fällt.

Dieser Abfall ist in der Regel auf eine der folgenden Situationen zurückzuführen:

• Wenn der Körper unzureichend Chlorid über die Nahrung aufnimmt.
• Wenn die Chloridabsorption gestört ist.
• Wenn eine übermäßige Chloridausscheidung vorliegt.
• Wenn der Körper nicht in der Lage ist, ausreichend Chlorid effizient zu nutzen.

Ein Chloridmangel aufgrund einer unzureichenden Chloridaufnahme über die Nahrung ist sehr selten, da dieser Mineralstoff in vielen Lebensmitteln und insbesondere in häufig verwendetem Speisesalz enthalten ist.

Eine verminderte oder unzureichende Absorption kann auf spezifische Stoffwechselkrankheiten oder Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts zurückzuführen sein, die eine verminderte Absorptionskapazität verursachen.

Erhöhte Chloridausscheidung tritt auf, wenn:

• Zustände, die mit starker Übelkeit und Erbrechen einhergehen
• Übermäßiges Schwitzen
• Verbrennungen
• Nierenerkrankung
• Einnahme bestimmter Medikamente, wie z. B. Medikamente, die die Urinproduktion und -ausscheidung erhöhen, oder Kortikosteroide
• Zustände schwerer Alkalose, bei denen die alkalischen Bestandteile im Körper überwiegen
• Atemwegserkrankungen, die durch das Vorliegen einer Alkalose gekennzeichnet sind, wie Asthma, Lungenödem, chronisch obstruktive Lungenerkrankung, bei denen eine verminderte Rückresorption von Chlorid in den Nieren zurück in das Blut stattfindet.

Eine Hypochlorämie kann auch durch Krankheiten und Störungen verursacht werden, bei denen der Körper zu viel Wasser einlagert oder deren unmittelbare Folge ein verminderter Natriumspiegel ist. Tatsächlich sind Chlorid- und Natriumspiegel eng miteinander verbunden.

Die Behandlung der Hypochlorämie besteht in erster Linie in der Behandlung der Ursache, d. h. der Krankheit oder Störung. In einigen Fällen kann die Verabreichung von chloridhaltigen Lösungen erforderlich sein.

Übermäßiger Chloridgehalt im Blut

Das Gegenteil der Hypochlorämie ist ein Zustand, bei dem sich zu viel Chlorid im Blut befindet, d. h. deutlich mehr als der Referenzwert von 111 mmol/l. Diesmal spricht man von Hyperchlorämie.

Eine Hyperchlorämie kann aus verschiedenen Gründen auftreten, zu den häufigsten gehören:

• Übermäßige Verabreichung von Chlorid, z. B. in Form von Infusionen mit Natriumchloridlösung, Kaliumchlorid, parenteraler Ernährung (Ernährung über eine Vene)
• Verabreichung von hypertonen (hochkonzentrierten) Lösungen
• Übermäßiger Wasserverlust aus dem Körper (Dehydratation), der mit Hitzewallungen, übermäßigem Schwitzen, unzureichender Flüssigkeitsaufnahme, Schläfrigkeit und übermäßigem Wasserlassen einhergehen kann.
• Hyperchlorämie in Verbindung mit einer metabolischen Azidose, bei der saure Bestandteile im Körper überwiegen, z. B. bei Nierenerkrankungen, bei der Verabreichung saurer Substanzen in das Blut, bei einigen Formen von Durchfallerkrankungen.
• Nierenerkrankungen in Verbindung mit Chloridretention
• Übermäßiger Verlust von Natrium über den Verdauungstrakt
• Intoxikation mit Jod- oder Bromsalzen

Auch Krankheiten und Störungen, die direkt zu einem erhöhten Natriumspiegel führen, können die Ursache einer Hyperchlorämie sein.

Die Behandlung der Hyperchlorämie besteht ebenfalls in erster Linie in der Beseitigung der Ursache, z. B. durch die Verabreichung alkalischer Salze, die Unterstützung der Nierenfunktion und andere Maßnahmen.

Abnorme Chloridwerte im Urin

Neben abnormalen Chloridwerten im Blut, seien es erhöhte oder erniedrigte Werte, kann es auch zu Abweichungen von den physiologischen Werten im Urin kommen.

Die als normal geltende Chloridmenge im Urin liegt im Bereich von 110-250 mmol pro Tag.

Je nach der täglichen Salz- und Flüssigkeitszufuhr können die Chloridwerte geringfügig außerhalb dieses Bereichs schwanken.

Für Schwankungen des Chloridspiegels im Urin kann es mehrere Gründe geben.

Eine tabellarische Zusammenfassung der häufigsten Ursachen für verminderte und erhöhte Chloridwerte im Urin