Aluminium
door Dirk Koppenaal – Skepter 31.3 (2018)
Bij het ontstaan van het leven en gedurende de latere evolutie was er geen rol voor aluminium weggelegd. Vreemd, als we bedenken dat aluminium na zuurstof en silicium het meest voorkomende element is, en zelfs het meest voorkomende metaal in de aardkorst. Destijds werd voor ieder beschikbaar element wel een nuttige functie gevonden — zeldzame metalen als borium, mangaan, molybdeen of kobalt, en niet-metalen als jodium, selenium en zelfs arsenicum, zijn door hun specifieke eigenschappen vaak onderdeel van enzymen en maken zo chemische reacties in de cellen mogelijk. Zowel een gebrek als een teveel van een essentieel sporenelement veroorzaakt ziekteverschijnselen. Een aluminiumtekort zal nooit optreden, maar wat doet een overmaat?
DAT aluminium geen biologische functie heeft, is makkelijk te verklaren: het was gewoon niet voorhanden bij het ontstaan van het leven. Aluminium komt niet als metaal voor in de natuur: het oxideert onmiddellijk. Het oppervlak van wat wij ‘aluminium’ noemen, is in feite een dunne, gesloten laag hard aluminiumoxide.
Aluminiumoxides komen in verschillende chemische structuren voor en hebben als belangrijk kenmerk dat ze vrijwel niet in water oplossen.
Fantastisch
De binding tussen aluminium en zuurstof is uitermate stevig, en hoewel het de Britse scheikundige Humphrey Davy in 1807 in het laboratorium lukte aluminium uit het oxide vrij te maken, kon het metaal pas aan het eind van de negentiende eeuw in industriële hoeveelheden worden geproduceerd. Het bleek een fantastisch product: vederlicht, sterk en buigzaam. Goed voor constructieonderdelen in de bouw en vliegtuigindustrie, maar ook voor pannen en folie in het huishouden. Omdat het oxide zo hard is, is het een goed polijstmiddel, maar omdat het niet oplost, is het ook goed bruikbaar in toepassingen van geneesmiddelen en cosmetica tot aan waterzuivering.
Bovendien speelt er nog een ander fenomeen. Aluminiumoxides lossen niet op in schoon water, maar onder zure condities gebeurt dat wel. Door de verzuring van het milieu worden de plots oplosbare oxides opgenomen door planten en komen zo zelfs voor in het meest gezonde voedsel dat wij eten.
Kortom, in de laatste anderhalve eeuw is aluminium van een uiterst zeldzaam en kostbaar materiaal tot een onvermijdbaar product geworden. Mens en dier staan bloot aan hoeveelheden aluminium als nooit tevoren. Als we het niet binnen krijgen met voedsel en medicijnen via het spijsverteringskanaal, dan wel als fijnstof via de neus en longen, als cosmetica via de huid en — als we ernstig ziek zijn — als infusiemiddel direct in ons het bloed.
Vooroordelen
Al direct na de ontdekking van aluminium kwamen er verhalen dat het koken in aluminium pannen gevaarlijk zou zijn. De beschuldigingen waren niet mals. Aluminium zou direct in het voedsel oplossen, onvruchtbaar maken, kanker veroorzaken, eiwitten en vitamines afbreken, en — populair in die tijd — tot ‘ptomaïnevergiftiging’ leiden: een foutieve term voor voedselvergiftiging. Onderzoek kon toen al geen van deze vooroordelen bevestigen, en in 1933 wees de redactie van de Canadian Medical Association Journal alle twijfels van ‘die meest conservatieve mensensoort, de huisvrouw’ als onzin van de hand. Bovendien, beargumenteerde de redactie, aluminium kwam zoveel voor, dat het sowieso al aanwezig was in het voedsel dat werd bereid.
Maagtabletten bevatten honderden milligrammen aluminiumhydroxide. Van gevaar is nooit iets gebleken.
Toch waren er ook aanwijzingen dat aluminium niet geheel onschuldig was. Planten gekweekt op aluminiumhoudende zure grond groeiden slechter. Werkers in bauxietmijnen en in de aluminiumindustrie kregen last van een bepaald type stoflong: aluminosis — al lag dat meer aan het stof dan aan het aluminium.
Alzheimer
Bijna een eeuw verder zijn de beschuldigingen nog steeds actueel. Het kost weinig moeite om artikelen en websites te vinden die waarschuwen voor aluminium. Het zou ziektes veroorzaken zoals alzheimer, autisme, bot- en borstkanker en darmontstekingen, eiwitten en enzymen beschadigen, en leiden tot een gebrek aan vitamine D, calcium en fosfor. Antivaxers maken bezwaar tegen vaccinaties vanwege het aluminiumhydroxide in de entstof.
In 1973 legden Canadese onderzoekers onder leiding van Donald Crapper in een spraakmakend artikel voor het eerst een verband tussen aluminium en de ziekte van Alzheimer. In 1907 ontdekte Alois Alzheimer dat in een bepaalde groep van dementerende patiënten ‘clusters’ voorkwamen in de hersencellen (plaques) en ertussen (tangles). De clusters bestaan uit dode hersencellen en eiwitten, en worden bij gezonde mensen afgebroken en verwijderd. Bij patiënten met de ziekte van Alzheimer hopen de plaques en tangles zich op en belemmeren de werking van de hersencellen. Crapper ontdekte dat in hersengebieden met plaques meer aluminium aanwezig was. Honderden studies volgden. In sommige studies werd met elektronenmicroscopie aangetoond dat het aluminium bond aan de eiwitfilamenten van de plaques, maar andere studies waren minder stellig of toonden geen verband.
Uit een meta-analyse van acht epidemiologische onderzoeken bij meer dan tienduizend mensen bleek het voorkomen van de ziekte van Alzheimer zeventig procent hoger bij mensen die langdurig aluminium via het drinkwater binnenkregen. Toch zijn dergelijke verontrustende waarnemingen geen bewijs dat aluminium de ziekte veroorzaakt.
Het onderzoek wordt nog eens bemoeilijkt doordat het jaren duurt voordat de ziekte zich ontwikkelt en doordat aluminium in veel producten aanwezig is. Dat blijkt ook wel uit het feit dat er ook studies zijn die een verband vinden tussen alzheimer en compleet andere factoren: opleiding, herpesinfectie, pijnstillers en zelfs elektromagnetische straling.
Momenteel is de algemene mening dat er zoveel aanwijzingen zijn dat men een rol van aluminium niet kan negeren. Het lijkt erop dat aluminium niet de ziekte veroorzaakt, maar wel de ontwikkeling van plaques en tangles versnelt. Vast staat wel dat toen Alzheimer de ziekte beschreef het gebruik van aluminium minimaal was.
Borstkanker
Bij zowel mannen als vrouwen neemt de diagnose borstkanker toe. Veranderde levensstijl, hogere welvaart en verbeterde surveillance kunnen deze toename grotendeels verklaren, maar in een al even geruchtmakend wetenschappelijk artikel stelde de Britse moleculair-bioloog Philippa Darbre in 2001 dat deodorant eveneens een oorzaak van borstkanker was — vandaar dat tumoren steeds vaker in het aan de oksel grenzende deel van de borst voorkwamen. Ook dat artikel leidde tot een stortvloed aan nieuw onderzoek en forse controverses. In een overzichtsartikel uit 2013 vatte zijzelf de stand van zaken nog eens samen.
De enkele oppervlakkige epidemiologische studies die gedaan zijn, konden geen verband leggen tussen deodorantgebruik en borstkanker. Dat is logisch, want aangenomen wordt dat de huid een onneembare barrière voor aluminium vormt. Darbre wijst echter op een studie waarbij radioactief gemerkt aluminium opgebracht op de oksel in de urine werd aangetroffen. De okselhuid is dun en wordt ook vaak geschoren; een proces dat wondjes achterlaat. Een invitro-model zou aantonen dat scheren een zesmaal hogere aluminiumabsorptie veroorzaakt.
DNA-breuken
De concentraties aluminium in gezond en kwaadaardig borstweefsel waren gelijk, maar wel hoger dan in bloed en hoger aan de buitenkant van de borst dan in het centrum. Tepelvocht van vrouwen met borstkanker had een tweemaal hogere concentratie aluminium dan dat van gezonde vrouwen. In het laboratorium is aangetoond dat aluminium kankerverwekkend zou kunnen zijn: aluminiumchloride veroorzaakt DNA-breuken in gekweekte borstcellen. Dezelfde concentratie — vergelijkbaar met tepelvocht — bleek echter onschadelijk in bacteriën en menselijke bindweefsel- en huidcellen. Aluminium behoort, net als bijvoorbeeld koper, lood en nikkel, tot een groep van ‘oestrogeenmetalen’: metalen die de oestrogeenreceptor kunnen activeren. In celkweek is aangetoond dat deze metalen oestrogeengevoelige tumorcellen aanzetten tot deling en verhoogde beweeglijkheid.
Darbre en collega’s houden vol dat het in ieder geval biochemisch mogelijk is dat aluminium een rol speelt in de ontwikkeling van borsttumoren, uitzaaiing en het verdere verloop van de ziekte: ‘De belangrijkste onderzoekskwestie is nu uit te zoeken of de aluminiumconcentraties die in de menselijke borst worden gevonden, in vivo kunnen leiden tot effecten die in vitro worden waargenomen.’
Te veel is hoeveel?
Net als in 1933 geldt voor alle onderzoeken aan de ziektes nog steeds dat het onduidelijk is hoeveel aluminium mensen precies binnenkrijgen. In de alzheimerstudie werd 100 microgram aluminium per liter leidingwater als afkapwaarde gebruikt. Geschat wordt dat mensen via voedsel vijftig tot honderd keer meer binnenkrijgen. Weliswaar wordt minder van dat aluminium door het lichaam opgenomen, maar een goede interpretatie blijft moeilijk. Proeven met katten, konijnen, ratten en muizen tonen aan dat aluminium giftig is, maar de dieren krijgen niet de voor alzheimer kenmerkende afwijkingen in de hersenen.
In de artikelen van Darbre speelt het aluminium uit deodorant een sleutelrol. Het blijft echter onduidelijk hoeveel aluminium wordt opgenomen. Uit het feit dat radioactief aluminium nodig is om opname aan te tonen, kan men afleiden dat die hoeveelheid uitermate gering zal zijn. De auteurs ontwijken ook de belangrijkste vraag van hun oorspronkelijke hypothese: als het aluminium uit deodorant verantwoordelijk is voor de toename van borsttumoren in de buurt van de oksel, hoe komt het aluminium daar dan?
Het meeste aluminium komt via voedsel in ons lichaam; waarschijnlijk 5 tot 10 milligram per dag. Ruim 99 procent verlaat onaangeroerd het lichaam. Dat deel dat per ongeluk toch in het bloed komt, wordt zeer effectief door de nieren weggevangen en met de urine uitgescheiden. Slechts een fractie blijft achter en wordt gedurende onze hele leven in met name het botweefsel opgeslagen. Dit aluminium kan botvormende cellen remmen, maar de hoeveelheden zijn zo gering dat gezonde mensen dit niet merken.
Giftig
Mensen die wel degelijk de giftige werking van aluminium kunnen ondervinden, zijn patiënten met een gebrekkige nierfunctie. In 1996 overleden in Curaçao tien dialysepatiënten aan vergiftiging door aluminium afkomstig van de coating van een nieuwe metalen waterleidingbuis (het water op het eiland is zo schoon dat patiënten met kraanwater kunnen worden gespoeld, en men was bang dat er te veel roestdeeltjes in het water zouden komen). Het duurde weken voordat de artsen de verschijnselen — vergeetachtigheid, spraak- en loopstoornissen, spierkrampen, toevallen, trillingen — herkenden.
Bij de patiënten traden de symptomen binnen een half jaar op. De ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer en het ontstaan van borstkanker duren langer. Toch zou men verwachten dat nierpatiënten veel vaker slachtoffer van deze ziekten zijn. Dat blijkt niet het geval te zijn.
Bezorgd
Mensen die bezorgd zijn over de hoge doses aluminium die zij vandaag de dag binnen krijgen, hebben absoluut een punt. Aluminium wordt in de botten en andere weefsels opgeslagen, het is giftig, en het kan ziektes veroorzaken en versnellen. Tegelijkertijd — en gelukkig — lijkt het in de praktijk allemaal mee te vallen. Aluminium komt nauwelijks in het lichaam terecht, doet daar niet veel en het wordt snel en effectief door de nieren uit het bloed verwijderd. De ‘enorme’ hoeveelheden in cosmetica, medicijnen en voedsel zijn te gering om de gezondheid te schaden. De verschillende alzheimerstichtingen in Nederland, de VS en Australië concluderen jaar in jaar uit dat aluminium niet de oorzaak van de ziekte is. Het KWF is al even duidelijk als het om de rol van aluminium in borstkanker gaat. Desalniettemin moet men altijd blijven uitkijken voor een gevaarlijke vorm van aluminium: het hoedje.
Update 14 september 2020: ook volgens het nieuwste rapport van het RIVM is de totale blootstelling aan aluminium uit voedsel, consumentenproducten en bodem niet schadelijk voor de gezondheid.
Literatuur
MacDermot HE. The prejudice against aluminium cooking utensils. Canadian Medical Association Journal 1933;28:425, PMID 20319081.
Crapper DR, Krishnan SS, Dalton AJ. Brain aluminium distribution in Alzheimer’s disease and experimental neurofibrillary degeneration. Science 1973;180:511–513, PMID 4735595.
Darbre PD. Underarm cosmetics are a cause of breast cancer. European Journal of Cancer Prevention 2001;10:389–393, PMID 11711753.
Darbre PD, Mannello F, Exley C. Aluminium and breast cancer: Sources of exposure, tissue measurements and mechanisms of toxicological actions on breast biology. Journal of Inorganic Biochemistry 2013;128:257–261, PMID 23899626.
Wang Z, Wei X, Yang J e.a. Chronic exposure to aluminum and risk of Alzheimer’s disease: A meta-analysis. Neuroscience Letters 2016;610:200–206, PMID 26592479.
Becker LC, Boyer I, Bergfeld WF e.a. Safety assessment of alumina and aluminum hydroxide as used in cosmetics. International Journal of Toxicology 2016;35:16S–33S, PMID 27913785.