Teški metali

Uobičajeni Teški Metali i Njihova Opasnost Po Zdravlje

Živa

Živa nema nijedno blagotvorno dejstvo na ljudski metabolizam, a njen uticaj na raspodelu i zadržavanje drugih teških metala je čini jednim od najopasnijih otrovnih metala. Otrovnost žive kreće unosom žive ili njenih soli (koje su slabo biodostupne), ili udisanjem para žive (koje se lako apsorbuju).

Relativno velika rastvorljivost i stabilnost nekih živinih soli u vodi, omogućava njihovu brzu biotransformaciju u metil-živu u nekim ribama.

Ova jedinjenja se lako apsorbuju kroz gastrointestinalni trakt i postaju glavni izvor izloženosti živi kod ljudi. Dimetil-živa, jedinjenje žive dobijeno u laboratoriji, se takođe apsorbuje kroz kožu i u nekim slučajevima je došlo do smrtonosne izloženosti radnika u laboratorijama (Nierenberg 1998; Bernhoft 2012).

Iako ljudi izlučuju male količine žive kroz mokraću ili izmet, kao i izdisanjem ili znojenjem, nedostaje im aktivan, izdržljiv mehanizam izlučivanja žive, što dovodi do gomilanja nakon hronične izloženosti. Živa, pogotovu udisana kao para se lako širi ka organima, ali se gomila u mozgu i bubrezima. Takođe, može proći kroz posteljicu i naći se u majčinom mleku.

Živa ispoljava svoje otrovne efekte zamenom sa gvožđem i bakrom u aktivnim lokacijama enzima koji se koriste u proizvodnji energije. Ovo stvara disfunkciju mitohondrije i oksidativna oštećenja. Živa takođe direktno ubrzava oksidativno razaranje ćelijskih membrana i čestica LDL holesterola i deaktivira antioksidante N-acetil cisteina, alfa lipoidne kiseline i glutation vezujući se za njih.

Pored njenog uticaja na odbranu ćelija i stvaranje energije, živa može uzrokovati otrovnost viših razmera i simptome u nekoliko sistema:

nervni sistem (promena ličnosti, tremori, slabljenje pamćenja, gubitak koordinacije);
kardiovaskularni sistem (povećan rizik blokade arterija, hipertenzija,
šlog, ateroskleroza,
srčani udari i pojačane upale);
gastrointestinalni trakt (muka, proliv, čirevi) i bubrezi (prestanak rada). Živa se takođe može nagomilavati u štitastoj žlezdi, povećavajući rizik od autoimunih poremećaja i može izazvati kontaktni dermatitis.

Olovo

Otrovnost olova je jedna od najčešćih nenamernih prijavljenih izloženosti otrovnim teškim metalima i glavni uzrok dečjih trovanja teškim metalima. Olovo nema pozitivnih učinaka na ljudski metabolizam. Izloženost u ljudskoj okolini je uglavnom usled olovnih boja, hrane u olovnim ulošcima u konzervama, hrane u keramičkim teglama ili usled zagađene vode (usled olovnih cevi ili cevi sa olovnim varom).

Udisanje olovnih čestica je primarni put okupacione izloženosti olovu, dok je gutanje primarni oblik izloženosti u generalnoj populaciji. Modeli životinja predlažu i apsorpciju olova kroz kožu; olovni acetat se može naći u nekim kozmetičkim proizvodima. Apsorpcija olova kod dece je 8 puta jača nego kod odraslih. Gutanje opiljaka ili prašine olovne boje je glavni izvor izloženosti olovu kod dece. Takođe, igračke i drugi proizvodi namenjeni deci, mogu da sadrže olovo ili da budu bojena olovnom bojom; uvozni proizvodi namenjeni deci predstavljaju veliki rizik.

Tokom 2009 i 2011, Komisija za Bezbednost Potrošača je tražila niže nivoe olova u proizvodima za decu (od 2011, dozvoljeno je manje od 100 milionitih delova olova kod lako pristupačnih delova dečjih proizvoda uz neke izuzetke) (CPSC 2013); međutim, oprez se ipak preporučuje.
Zbog sličnosti sa kalcijumom, veći deo apsorbovanog olova se skladišti u kostima dece i odraslih gde može ostati decenijama. Uslovi za oslobađanje kalcijuma iz kostiju (lomljenje, trudnoća, godine) takođe mogu pokrenuti olovo u kostima, omogućavajući ulazak u krvotok i u druge organe. Olovo može napustiti telo putem izmeta ili mokraće.

Pored ometanja metabolizma kalcijuma, olovo može podražavati i pomeriti magnezijum i gvožđe iz nekih enzima koji grade DNK (nukleotidi) i ometati cink u sintezi hema (nosioca kiseonika u eritrocitima). Hronična, niska izloženost (nivoi u krvi manji od 10 µg/dL) je u vezi sa većim rizikom sa hipertenzijom oslabljenim radom bubrega.

Veća izloženost olovu utiče na endokrine žlezde (promena nivoa tiroidnih hormona [nivoi olova u serumu preko 40-60 µg/dL]; reproduktivni hormoni [nivoi olova u serumu preko 30-40 µg/dL]; uz smanjenje nivoa vitamina D), mozak (uzrokujući lezije, kognitivne poremećaje i promene ponašanja), uzrokuje anemiju. Kod dece, nizak nivo (<10 µg/dL) izloženosti olovu rezultuje kroz nekoliko razvojnih poremećaja (ubrzan rast skeleta, kognitivni poremećaj i pad koeficijenta inteligencije, usporen rast i odloženo seksualno sazrevanje) dok visoki nivoi (60-100 µg/dL) mogu uzrokovati stomačne grčeve (ATSDR 2007b)

Kadmijum

Akutno trovanje kadmijumom može biti smrtonosno, ali u retkim slučajevima; hronična izloženost predstavlja veću opasnost po ljudsko zdravlje. Kadmijum nema pozitivnih učinaka na ljudski metabolizam. Kadmijum se nalazi u zemlji i okeanskoj vodi, čak do 10% kadmijuma uzetih putem hrane i vode se apsorbuje. Lako se apsorbuje (40-60%) kroz udisanje dima cigareta a može se apsorbovati i kroz kožu.

Nakon izloženosti, kadmijum se vezuje za eritrocite i prenosi se kroz telo, gde se gomila u jetri i bubrezima. Značajne količine se nalaze u testisima, pankreasu i slezini. Kadmijum se sporo izlučuje i može ostati u telu više od 20-30 godina.

Pošto podražava cink, veruje se da kadmijum ispoljava svoje otrovne osobine ometanjem metabolizma cinka. Postoji oko 3000 različitih enzima i strukturnih proteina u ljudskom metabolizmu kojima je potreban cink i potencijalne su mete trovanja kadmijumom. Kadmijum ometa ćelijsku ravnotežu cinka, dok nutricioni cink ili manjak gvožđa može povećati apsorpciju kadmijuma.

Hronična izloženost kadmijumu može rezultovati akumulacijom kompleksa kadmijuma u bubrezima (sa mogućnošću otkazivanja bubrega), umanjenom mineralizacijom kostiju i smanjenim kapacitetom pluća. Takođe je poznat kao karcinogen kod ljudi.

Arsen

Iako tehnički gledano, arsen nije ,,teški metal”, ovaj metaloid (element sa osobinama metala i nemetala) svejedno je značajan u pogledu štete po zdravlje.
Tokom 2007. i 2011., arsenik je bio na vrhu liste opasnih supstanci Agencije za Otrovne Supstance i Registar Bolesti (ATSDR***ostavljeno radi ranijih i budućih navođenja izvora***). Ta lista rangira opasne supstance na osnovu njihove učestanosti, otrovnosti i potencijala ljudskoj izloženosti usled toksičnih otpada. Arsen je jedan od uobičajenih izvora nenamernog trovanja.

Arsen se u prirodi nalazi kao neorganski (ređi ali otrovniji oblik) i organski (češći ali manje otrovniji oblik) arsen. Najčešći način izloženosti kod ljudi je konzumacija hrane i vode sa arsenom. Morska hrana sadrži najviši nivo organskog arsena, dok su pahuljice i živina takođe izvori. Arsen se takođe može udahnuti (uglavnom okupaciona izloženost) ili apsorbovati kroz kožu.

Neorganski arsen se vezuje za hemoglobin u eritrocitima nakon apsorpcije i brzo se širi ka;

jetri,
bubrezima,
srcu,
plućima, u manjoj meri ka nervnom sistemu,
gastrointestinalnom traktu i slezini, a može i kroz posteljicu proći.

Izvesna količina neorganskog arsena se može konvertovati u jedinjenja organskog arsena u jetri (monometilarsonska i dimetilarsinska kiselina) sa manjom akutnom otrovnošću.

Većina jedinjenja neorganskog i organskog jedinjenja se izlučuju preko bubrega, uz malu količinu zadržanu u tkivima bogatim keratinom (nokti, kosa i koža).
Arsenik crpi lipoidne kiseline u ćelijama vezujući se, ometa proizvodnju hemijske energije (adenozin trifosfat- ATP); takođe može da se veže za neaktivni ATP.

Akutna izloženost neorganskom arsenu može izazvati mučninu, povraćanje, obilnu dijareju, aritmiju, pad proizvodnje eritrocita i leukocita, pad zapremine krvi (hipovolemični šok), trnjenje ekstremiteta i encefalopatiju.
Organski oblici arsena imaju manju akutnu otrovnost u poređenju sa neorganskim arsenom i arsin gasom, dvema otrovnijim oblicima arsena.

Hronična izloženost neorganskom arsenu može rezultovati anemijom, neuropatijom ili toksičnošću jetre od par sedmica do par meseci.

Duža izloženost (3-7 godina) može rezultovati karakterističnim lezijama kože (oblasti hiperpigmentacije ili lezije sa keratinom) na dlanovima i tabanima. Ozbiljne izloženosti mogu dovesti do gubitka cirkulacije u ekstremitetima, što može izazvati nekrozu i gangrenu (,,bolest crnog stopala”). Hronična izloženost arsenu se povezuje sa nekoliko tipova raka (kože, pluća, jetre, bešike i bubrega). Hronična izloženost dimetilarsinskoj kiselini, obliku organskog arsena, može uzrokovati oštećenja bubrega.

Drugi Metali

Postoje i drugi metali sa dokazanom otrovnošću sa varirajućim rizikom nenamerne izloženosti.

Gvožđe

Otrovnost gvožđa je jedna od najčešćih u celom svetu. Klasični simptomi prevelike količine gvožđa, posebno što se tiče hemohromatoze, je hiperpigmentacija (bronzana ili siva) zbog naslaga gvožđa i kompleksa melanina u koži. Kao primarni izvor naslaga gvožđa, jetra je posebno podložna preopterećenju i šteti koja sledi.

Otrovnost gvožđa se takođe vezuje za bolest zglobova (artropatija), aritmiju, otkazivanje srca, povećan rizik od ateroskleroze, povećan rizik raka jetre, dojke, organa za varenje i hematološkog raka (Araujo 1995; Nelson 1995; Sahinbegovic 2010; Ellervik 2012; Kallianpur 2004; Dongiovanni 2011; Kremastinos 2011). Opsežan izveštaj o preopterećenju gvožđem možete pogledati u Hemochromatosis protocol.

Aluminijum

Aluminijum je sveprisutan u prirodi (najčešći metal u Zemljinoj kori) i prirodno se pojavljuje u većini prehrambenih namirnica i u vodi, a dnevna izloženost putem hrane je uglavnom 3-10 mg. Međutim, profesionalna izloženost aluminijumu može podstaći opasno trovanje. Aluminijumska trovanja se češće prijavljuju nego trovanja ne-pesticidnim arsenom. Povišeni nivoi aluminijuma u mozgu nekih pacijenata od Alchajmera su od nepoznate uzročno-posledične važnosti. Podaci povodom te povezanosti su nepovezani, pa je radi zaključivanja povezanosti aluminijuma i Alchajmera potrebno dodatno istraživanje.

Bakar

Iako bakar igra važnu ulogu u ljudskoj ishrani, bilo je prijavljivanja trovanja pri povećanoj izloženosti. Preterane količine bakra (kroz preteranu izloženost ili kroz bolesti metabolizma bakra poput Vilsonove bolesti) mogu biti neurotoksične i akutno nenamerno trovanje bakrom se češće prijavljuje nego sa arsenom.

Razno

Akutno trovanje manganom se ređe prijavljuje u kontrolnim centrima SAD-a. Oslobađanje osiromašenog uranijuma u okolinu (od protivoklopne municije) u regionima Balkana i Bliskog Istoka je uključeno u pojavama epidemija leukemije, Kapozi sarkoma i ozbiljne urođene defekte.