Nitrit

Diffusion als HNO2-Molekül

Der schnellste und effektivste Weg ist die Diffusion als undissoziiertes Molekül der Salpetrigen Säure. Diese ist dann von großer Bedeutung, wenn der pH-Wert des Wassers unter dem pH-Wert des Fischblutes (meist 7,2 bis 7,4) liegt. Das HNO2-Molekül diffundiert durch das Kiemenepithel und dissoziiert im Blutplasma. Nun muß das NO2- noch die Membran des Erythrozyten überwinden. Da durch diese Membran ständig Cl–Ionen gegen HCO3- aus der CO2- Bindung ausgetauscht werden, kann auf diesem Wege das An-Ion NO2- als blinder Passagier in das Rote Blutkörperchen eindringen. In diesen Erythrozyten befindet sich das Hämoglobin, daß für den Transport von Sauerstoff zuständig ist und an der Stabilisierung des Blut-pH-Wertes mitwirkt. Die Affinität (Bindungsbereitschaft) des Hämoglobin gegenüber NO2- ist wesentlich höher, als die zu O2. Binden sich NO2–Ionen an die zentralen FeII-Atome in der Molekülstruktur des Hämoglobins, werden diese zu FeIII oxydiert. Damit fällt der Bindungspunkt für O2-Moleküle aus, womit sich die Transportkapazität des Blutes für Sauerstoff verringert. Solches Hämoglobin nennt man Methämoglobin. Methämoglobin ist in geringen Größenordnungen ständig im Körper vorhanden. Übersteigt dessen Konzentration im Blut des Fisches ca. 5% des Gesamt- Hb, kommt es in Abhängigkeit weiterer Faktoren zu den Symptomen einer Nitritvergiftung.

Direkte Aufnahme als NO2- – Ion bei der Osmose-Regulation

Der zweite Weg des Nitrit-Ions ähnelt dem letzten Teil der ersten Variante. Die Durch-dringung von permeablen Membranen über die Diffusion ist für geladene Teilchen ohne Hilfe schwer machbar. Bei höheren pH-Werten des Wassers geht´s also kaum auf diesem Weg. Da das Ion NO2 – als Ladungsträger nicht mal eben durch die Membran Kiemenepithel hindurch kann, braucht es Hilfestellung. Diese bekommt es von sogenannten Chlorid-Zellen, die hauptsächlich im Kiemenepithel sitzen. Diese Zellen habe die spezielle Aufgabe, Ionen in den Organismus zu befördern, denn der Fisch hat aber im Süßwasser ein entscheidendes Problem. Seine Körperflüssigkeiten weisen eine wesentlich höhere Ionen-Konzentration auf, als das ihn umgebende Wasser. In der Folge des osmotischen Druckes dringen Wassermoleküle durch die Membranen in den Organismus ein und "verdünnen" quasi die Ionen-Konzentration in den Flüssigkeiten des Organismus. Um diesem Umstand und einem Aufquellen des Körpers entgegenzuwirken, scheidet der Fisch dieses Wasser über die Nieren als Urin wieder aus. Dabei gehen jedoch ständig Ionen verloren. Diese werden über die Nahrung und die schon erwähnten Chloridzellen im Kiemenepithel und verschiedenen Hautpartien nachgeliefert. Durch die Membranen der Chlorid-Zellen werden über spezielle Protein-Moleküle unter ATP-Verbrauch hauptsächlich Cl–Ionen aufgenommen. Dem dadurch an der Membran der Zelle entstehenden Potential folgen nun Kat-Ionen durch die Membran in das Zellplasma. So bekommt der Fisch Ionen-Nachschub aus dem Wasser in das Blut. Diesen Nachschub muß er bei geringer Leitfähigkeit und somit hohem osm. Druck in den Organismus wesentlich effektiver bringen, als in einer Ionen-Suppe mit LF bei 1000. Das Problem dabei: bei geringer LF gibt es eine geringere Auswahl an Ionen. Wird in der Situation Cl- zum Minimum, kommen Nitrit-Ionen in die "Verlegenheit", in den Organismus geschleust zu werden. Dieser Weg der Vergiftung ist aber mit Sicherheit langsamer, als die erste Variante der Diffusion des HNO2-Moleküls.

Gegenmaßnahmen

Wie oben ausgeführt, gibt es unterschiedliche Wege, auf denen Nitrit in den Organismus gelangt. Im Organismus ist die Auswirkung auf den Sauerstofftransport der wesentliche Effekt der Schädigung. Fische mit einer Nitritvergiftung leiden vor allem an einem Sauerstoffmangel im Organismus. Daher müssen sich alle Gegenmaßnahmen auf drei Aspekte konzentrieren.

Senkung der Konzentrationen von Nitrit und Salpetriger Säure

Wenn mit geeigneten Tests (Nachweisgrenze < 1mg/l) Nitritwerte im Wasser nachweisbar sind, besteht dringender Handlungsbedarf. Wasserwechsel ist bei Problemen mit Nitrit für die Fische das Mittel der Wahl. Die Zahl der Fische, die an frischem Wasser zugrunde gehen, dürfte gegen Null gehen. Die Zahl der Fische, die dagegen an Nitritvergiftung jämmerlich verendet sind, wird dagegen einen großen Anteil der Fischverluste ausmachen. Daher gibt es kein vernünftiges Argument gegen umgehende Wasserwechsel, sobald Nitrit im AQ nachweisbar ist. Gleichzeitig sind die Ursachen für den Anstieg des Nitritwertes zu suchen. Nitrit ist ein Zwischenprodukt der Nitrifikation. Deren ursprünglicher Rohstoff Ammoniak stammt aus der Zersetzung von Proteinen. Als Ammoniak-Quellen kommen also neben der Ammoniakausscheidung der Fische sämtliche Zersetzungsprozesse in Frage, bei denen Proteine zersetzt werden. Das können faulende Futterreste oder die Zersetzung toter Fische oder Schnecken sein. Auch Schädigungen der Nitrifizierenden Bakterien können kurzfristig zu einem rapiden Anstieg des Nitritgehaltes führen. Wer also mit irgendwelchen Mittelchen dem in Mode kommenden, aquaristischen Kammerjägertum nachgeht, sollte sich vorher vergewissern, daß neben den Parasiten nicht auch gleich die Bakterienkulturen das Zeitliche segnen. Neben einer Senkung des Nitritgehaltes gilt es weiterhin, das Dissoziationsgleichgewicht in Richtung NO2- zu verschieben. So läßt sich aus den oben beschriebenen Gründen der Vergiftungsprozeß verlangsamen. Dazu sollte der pH-Wert sehr behutsam (!) auf Werte über 7 angehoben werden. Schreckenbach und Spangenberg (1984) geben für den Karpfen und Forellen höchstzulässige Konzentrationen von 0,0004 bzw. 0,0002 mg HNO2 / Liter an. Ob Zierfische mehr vertragen, mag jeder für sich entscheiden. Den Gehalt an HNO2 kann man mit Hilfe des gemessenen Nitritgehaltes, dem pH-Wert und der Wassertemperatur errechnen.

Das Diagramm zeigt den prozentualen Anteil von Salpetriger Säure vom Nitritgehalt in Abhängigkeit vom pH-Wert bei einer Wassertemperatur von 25°C. ( Werte entnommen aus „Zucht und Produktion von Süßwasserfischen“ von Martin Bohl.

Bei 0,5 mg Nitrit/l Wasser und pH-Werten unter 6,4 übersteigt der Anteil von HNO2 die höchstzulässige Konzentration für Karpfen. Aufgrund der Wirkungsweise von Nitrit im Organismus ist es naheliegend, daß es einen direkten Zusammenhang zwischen dem Sauerstoffbedarf des Fisches und der Empfindlichkeit gegenüber HNO2/NO2- gibt. Aus diesem Grunde lohnt es sich auch, bei Problemen mit Nitrit den Sauerstoffbedarf der Fische zu beeinflussen.

Senkung des O2-Bedarfes

Der beste Weg, den O2-Bedarf der Fische zu reduzieren, ist eine ausgesetzte oder eingeschränkte Fütterung. Dabei ist aber insbesondere in AQ´s mit Weichwasserfischen und geringen Leitfähigkeitswerten darauf zu achten, daß der Fisch auf den Ionen-Nachschub aus der Nahrung angewiesen ist. Fällt dieser aus, wird der Fisch das u.U. über die Chloridzellen ausgleichen und auf diesem Wege verstärkt Nitrit aufnehmen. Außerdem ist bei den nötigen Arbeiten wie den wirklich empfohlenen Wasserwechseln darauf zu achten, den Streß für die Tiere so gering wie möglich zu halten. Fluchtartiges Schwimmen bedeutet ja ebenfalls einen erhöhten O2-Bedarf.

Verbesserung der O2-Aufnahme an den Kiemen

Dieser Punkt kann nicht genug betont werden. Die Atmung des Fisches hat Kapazitätsreserven. Dadurch ist er in der Lage, auch bei nicht ganz optimalen O2-Verhältnissen zu überleben. Hat man im AQ nicht schon sehr hohe O2-Gehalte und/oder hohe CO2-Gehalte lassen sich durch die Erhöhung des O2-Gehaltes und/oder die Senkung des CO2-Gehaltes die Atmungsprobleme des Fisches kurzfristig beheben. Die CO2-Zufuhr sollte jedoch nur soweit gedrosselt werden, daß ein CO2-Gehalt von 10 mg/l nicht unterschritten wird. Sonst drohtdem Fisch zusätzliche eine massive Belastung durch den Anstieg des Blut-pH-Wertes.Die hier wirkenden Zusammenhänge sind in dem Text zur Atmung der Fische ausführlich beschrieben.

Ich hoffe, daß diese Ausführungen helfen, die Problematik „Nitrit“ etwas besser zu verstehen und mit dem Wissen um die Hintergründe im Falle des Falles gewappnet zu sein. Bei den sehr unterschiedlichen Wasserwerten in der Aquaristik ist es eigentlich unmöglich, Grenzwerte für Nitrit festzulegen. Geringe Ionengehalte des Wassers, niedrige pH-Werte, geringe Sauerstoffgehalte und hohe CO2-Gehalte begünstigen das Eindringen bzw. verstärken die Wirkung des eingedrungenen Nitrits im Organismus des Fisches. Daher können und müssen die hier erläuterten Möglichkeiten genutzt werden, um den Fischen die mit einer Nitritvergiftung verbundenen Qualen zu ersparen.

gez. Lars Dettmann

Literatur zu diesem Thema:

SCHRECKENBACH, K.: Fischschäden unter dem Einfluß von Gasspannungen, pH-Wert und Stickstoffverbindungen – Bewertung kritischer Bereiche, Grenzwertproblematik. 7. SVK-Fischereiseminar 26. und 27. Januar 1993 in Bonn-Bad Godesberg, 34 pp.
SCHMIDT-NIELSEN, K: „Physiologie der Tiere“
Gustav Fischer / Akademischer Verlag, ISBN 3-8274-0562-9
BOHL, M.: „Zucht und Produktion von Süßwasserfischen“
Verlagsunion Agrar/ ISBN 3-7690-0543-0

in Wasser für Koi