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 (Houston 2011). Otrovnost žive kreće unosom žive ili njenih soli (koje su slabo biodostupne), ili udisanjem para žive (koje se lako apsorbuju) (ATSDR 2001). Relativno velika rastvorljivost i stabilnost nekih živinih solli 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 (Houston 2011). 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 (Houston 2011; Sällsten 2000; Houston 2011). Živa, pogotovu udisana kao para se lako širi ka organima, ali se gomila u mozgu i bubrezima (ATSDR 2001). Takođe, može proći kroz posteljicu i naći se u majčinom mleku (Yang 1997).

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 (Houston 2011). 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 (Houston 2011). 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) (Houston 2011; ATSDR 2001). Živa se takođe može nagomilavati u štitastoj žlezdi, povećavajući rizik od autoimunih poremećaja (Gallagher 2012) i može izazvati kontaktni dermatitis (Caravati 2008).

Olovo

Otrovnost olova je jedna od najčešćih nenamernih prijavljenih izloženosti otrovnim teškim metalima i glavni uzrok dečjih trovanja teškim metalima (Bronstein 2012). 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 (ATSDR 2008a; Rodrigues 2010). Modeli životinja predlažu i apsorpciju olova kroz kožu; olovni acetat se može naći u nekim kozmetičkim proizvodima (ATSDR 2008a; ATSDR 2007b). Apsorpcija olova kod dece je 8 puta jača nego kod odraslih (Abelsohn 2010). Gutanje opiljaka ili prašine olovne boje je glavni izvor izloženosti olovu kod dece (CDC 2009; Manton 2000). Takođe, igračke i drugi proizvodi namenjeni deci, mogu da sadrže olovo ili da budu bojena olovnom bojom; uvozni proizvodi namenjeni deci predstavljaju veliki rizik (Rossiter 2013; EPA 2013; Lipton 2007; DOH 2007).

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 (ATSDR 2007b).

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) (Kirberger 2013). 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 (Bronstein 2012); hronična izloženost predstavlja veću opasnost po ljudsko zdravlje (Thévenod 2013). 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 (Sigel 2013). Kadmijum se sporo izlučuje i može ostati u telu više od 20-30 godina (Sigel 2013; Thévenod 2013). 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 (Sigel 2013). Kadmijum ometa ćelijsku ravnotežu cinka, dok nutricioni cink ili manjak gvožđa može povećati apsorpciju kadmijuma (Sigel 2013; Thévenod 2013). 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 (Sigel 2013; ATSDR 2012a; ATSDR 2012b; Thévenod 2013; Sinicropi 2010).

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 (ATSDR 2011). Arsen je jedan od uobičajenih izvora nenamernog trovanja (Bronstein 2012). 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 (ATSDR 2007a). 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 (Ibrahim, Froberg 2006). Izvesna količina neorganskog arsena se može konvertovati u jedinjenja organskog arsena u jetri (monometilarsonska i dimetilarsinska kiselina) sa manjom akutnom otrovnošću (Ibrahim, Froberg 2006; ATSDR 2007a). Većina jedinjenja neorganskog i organskog jedinjenja se izlučuju preko bubrega, uz malu količinu zadržanu u tkivima bogatim keratinom (nokti, kosa i koža) (Ibrahim, Froberg 2006).
Arsenik crpi lipoidne kiseline u ćelijama vezujući se, ometa proizvodnju hemijske energije (adenozin trifosfat- ATP); takođe može da se veže za neaktivni ATP (Ibrahim, Froberg 2006).

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 (Rusyniak 2010; ATSDR 2007a).
Organski oblici arsena imaju manju akutnu otrovnost u poređenju sa neorganskim arsenom i arsin gasom, dvema otrovnijim oblicima arsena (Ibrahim, Froberg 2006). Hronična izloženost neorganskom arsenu može rezultovati anemijom, neuropatijom ili toksičnošću jetre od par sedmica do par meseci (ATSDR 2004; Ibrahim, Froberg 2006). 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”) (Ibrahim, Froberg 2006; ATSDR 2007a). Hronična izloženost arsenu se povezuje sa nekoliko tipova raka (kože, pluća, jetre, bešike i bubrega) (Ibrahim, Froberg 2006). Hronična izloženost dimetilarsinskoj kiselini, obliku organskog arsena, može uzrokovati oštećenja bubrega (ATSDR 2007a).

Drugi Metali

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

Gvožđe

Otrovnost gvožđa je jedna od najčešćih u celom svetu (Crisponi 2013; Kontoghiorghes 2004). 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 (Siddique 2012). 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 (Hewitt 1990; Crisponi 2013). Međutim, profesionalna izloženost aluminijumu može podstaći opasno trovanje. Aluminijumska trovanja se češće prijavljuju nego trovanja ne-pesticidnim arsenom (Bronstein 2012). 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 (Becaria 2002; Lemire 2011; Percy 2011).

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 (Wright 2007) i akutno nenamerno trovanje bakrom se češće prijavljuje nego sa arsenom (Bronstein 2012).

Razno

Akutno trovanje manganom se ređe prijavljuje u kontrolnim centrima SAD-a (Bronstein 2012). 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 (Shelleh 2012).