Toksyczne metale ciężkie
Nasze środowisko pełne jest metali ciężkich. Można wykryć je w każdym materiale organicznym i w każdym żywym organizmie.
Niektóre z nich są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania w postaci tzw. mikroelementów. Należą do nich m. in. żelazo, miedź, cynk, które mogą stać się niebezpieczne dopiero po przekroczeniu dopuszczalnej dawki. Ale są też metale ciężkie, których nawet niewielkie stężenie jest dla nas niebezpieczne. Nie tylko same w sobie są toksyczne, ale mają zdolność do kumulowania się w organizmie człowieka, a skutki tego objawiają się nawet po wielu i latach.
Jak dostają się metale ciężkie do naszego organizmu? Dróg jest kilka. Część wdychamy z zanieczyszczonym powietrzem. Toksyczne pyły wraz z metalami ciężkimi opadają na rośliny i stamtąd dostają się do gleby. Tak trafiają do korzeni roślin, które zjadamy. Zjadają je też zwierzęta, które z kolei są naszym pokarmem. I w ten sposób koło się zamyka.
Glebę zanieczyszczają opadające pyły wytwarzane przez przemysł, składowanie odpadów, rozwiewanie hałd, stosowanie w wysokich dawkach zanieczyszczonych nawozów mineralnych i środków ochrony roślin, a także spływy ścieków.
Metale ciężkie nie ulegają biodegradacji. Są niezniszczalne i nieusuwalne. Raz wprowadzone do środowiska krążą w nim cały czas, najwyżej zmieniając swą formę.
Do najbardziej toksycznych należą: ołów, rtęć i kadm.
Ołów dostaje się do środowiska wraz z odpadami przemysłowymi. Wykorzystuje się go do produkcji akumulatorów, pocisków, stopów, farb olejnych. Wszystkie związki ołowiu są toksyczne. Lutuje się nimi konserwy, pokrywa niektóre naczynia z porcelany czy plastiku, wykonuje rury kanalizacyjne. Oddychanie zanieczyszczonym powietrzem to jedna z przyczyn zatrucia ołowiem. Ołów wchłaniany jest też przez skórę i pożywienie. Najbardziej narażone są osoby mieszkające w miastach, przy drogach o dużym natężeniu ruchu oraz w zagłębiach przemysłowych. Grunty orne znajdujące się na tych terenach są wciąż skażone oparami nie stosowanej już benzyny ołowiowej
Rtęć to jeden z najbardziej trujących pierwiastków. Występuje w spalinach, przy wytwarzaniu i składowaniu baterii, lamp, przy produkcji i stosowaniu niektórych środków ochrony roślin oraz spalaniu odpadów. Szczególnie toksyczny jest jej związek nazwie metylortęć. Gdy trafi do morza czy oceanu łatwo łączy się z planktonem, którym żywią się ryby. Właśnie spożywanie ryb zatrutych tym metalem to jedna z przyczyn nadmiernego stężenia rtęci w organizmie. Nadal wielu z nas, zwłaszcza osoby ze starszego pokolenia ma w zębach plomby amagamatowe, które są stopami rtęci.
Kadm znajduje się wszędzie. Wykorzystuje się go do produkcji stopów, powlekania innych metali, produkcji barwników i pigmentów oraz stabilizatorów tworzyw sztucznych. Do środowiska trafia z z zakładów przemysłowych, z pyłami, ściekami oraz wodami kopalnianymi ród metali kolorowych, głównie cynkowych. Grunty orne są skażone kadmem ze startych części samochodowych utwardzanych tym trującym metalem. Kadm znajduje się również w dymie papierosowym. Pierwiastek ten nie ma charakterystycznego zapachu ani drażniącego działania, a więc może być bardzo łatwo wchłaniany przez nasz układ oddechowy. To tą drogą trafia do naszego organizmu większość kadmu. Reszta tego metalu dociera drogą pokarmową. Jeśli palisz 20 papierosów dziennie, ilość wchłanianego kadmu ulega podwojeniu.
Metale ciężkie łatwo ulegają kumulacji w określonych organach, a kancerogenne oddziaływanie występuje, gdy poziom metalu w danym organizmie osiągnie lub przekroczy dawkę progową. Często organami najbardziej atakowanymi są te organy, które są związane z detoksykacją lub eliminacją metalu. Dlatego też głównie atakują one wątrobę i nerki. Ponadto często stwierdza się nagromadzenie metali w kościach, mózgu i mięśniach. Metale mogą wywołać natychmiastowe ostre zatrucia lub stany przewlekłe.
Usuwanie metali ciężkich
Chelatacja to najbardziej skuteczna metoda usuwania metali ciężkich z organizmu.
Podstawę terapii chelatowej stworzył szwajcarski chemik Alfred Werner, który w 1913 roku otrzymał Nagrodę Nobla za opracowanie teorii dotyczącej wiązania metali przez cząsteczki organiczne. Nazwa chelatacja pochodzi od greckiego słowa chele co znaczy „kleszcze””szczypce kraba”.
Związki chelatowe (kleszczowe) powstają wówczas, gdy następuje trwałe połączenie substancji organicznej z jonem metalu co najmniej dwuwartościowego. Chelatorami są często chelaty metalu o niższym powinowactwie chemicznym do liganda (czynnika chelatującego) niż metal usuwany, w przypadku metali ciężkich – wapnia.
Taką substancją syntetyczną jest właśnie aminokwas o nazwie EDTA (etylenodiaminotetraacetic), który wiąże wapń i jony metali ciężkich i tworzy rozpuszczalne, stabilne kompleksy, które są następnie wydalane z organizmu przez nerki.
W latach 30. XX wieku reakcje chelatacji były już powszechnie stosowane. W medycynie po raz pierwszy wykorzystano tę wiedzę w 1948 r. w USA. Wtedy to podczas odtruwania pracowników fabryki akumulatorów ołowianych podano właśnie EDTA .
Żyjemy w środowisku, które trudno nazwać sprzyjającym. Oddychamy skażonym powietrzem, metale ciężkie znajdują się w żywności, kosmetykach. Najczęściej obserwuje się zatrucie kilkoma metalami ciężkimi jednocześnie, przy czym na ogół jedno lub dwa z nich osiągają poziom uznawany za toksyczny. Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) klasyfikuje kadm jako znany czynnik rakotwórczy, ołów jako prawdopodobny czynnik rakotwórczy, metylortęć jako możliwy czynnik rakotwórczy. Doświadczenia kliniczne wykazują, że chelatacja EDTA w pierwszej kolejności powoduje usuwanie ołowiu i kadmu, a gdy zapasy tych metali zostają wyczerpane, sięga po rtęć.
Chelatację warto stosować profilaktycznie, ale w wielu ośrodkach na świecie stosowana jest też m. in. w terapii miażdżycy i jako metodę wspomagającą w leczeniu nowotworów.
Poziom metali ciężkich we krwi jest zmienny. Laboratoryjne ustalenie podwyższonego poziomu metalu na podstawie analizy krwi dotyczy danego dnia i nie może być traktowane, jako wystarczający dowód zatrucia organizmu. Powinno być natomiast alarmowym sygnałem ostrzegającym i skłonić do następnego badania. Jednym z najskuteczniejszych sposobów oceny stężenia metali ciężkich jest jest porównanie poziomów metali w moczu przed i po podaniu farmaceutycznego środka środka chelatującego.
Źródło:
- Toksyczne oddziaływanie metali ciężkich na rośliny, zwierzęta i ludzi, A. Ociepa – Kubicka, E. Ociepa, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2012, t. 15, nr 2, s. 169-180
- Metale ciężkie: korzyści i zagrożenia dla zdrowia i środowiska, D. Kondej, Bezpieczeństwo pracy 2/2007
- Kadm: zagrożenie i skutki, H. Czeczot, M. Majewska, Katedra i Zakład Biochemii, I Wydział Lekarski, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Warszawa