Аб Латиф Уани

1 Секция по генетика, Катедра по зоология, Факултет по природни науки, Мюсюлмански университет Алигарх, Алигарх, Утър Прадеш, Индия

Анжум Ара

1 Секция по генетика, Катедра по зоология, Факултет по природни науки, Мюсюлмански университет Алигарх, Алигарх, Утър Прадеш, Индия

Jawed Ahmad Usmani

2 Катедра по съдебна медицина, Медицински факултет, Медицински колеж и болница Джавахарлал Неру, Мюсюлмански университет Алигарх, Алигарх, Утър Прадеш, Индия

Резюме

Токсичността на олово е важно заболяване за околната среда и въздействието му върху човешкото тяло е опустошително. Почти няма функция в човешкото тяло, която да не е засегната от оловна токсичност. Въпреки че в страни като САЩ и Канада използването на олово е контролирано до известна степен, то все още се използва силно в развиващите се страни. Това е преди всичко защото оловото носи уникални физични и химични свойства, които го правят подходящ за голям брой приложения, за които хората са използвали предимствата му от исторически времена и по този начин той се е превърнал в обикновен замърсител на околната среда. Оловото е силно устойчиво в околната среда и поради постоянното му използване нивата му се повишават в почти всяка страна, представлявайки сериозни заплахи. Тази статия прави преглед на произведенията, изброени в литературата с последните актуализации относно токсичността на оловото. Фокусът е върху токсичните ефекти на оловото върху бъбреците, репродуктивната и нервната система. И накрая, наличните техники за лечение на оловна токсичност са представени с някои скорошни актуализации.

Въведение

Оловото е най-важният токсичен тежък елемент в околната среда. Поради важните си физико-химични свойства, използването му може да бъде проследено до исторически времена. В световен мащаб това е широко разпространен, важен, но опасен химикал за околната среда (Mahaffay, 1990a). Неговите важни свойства като мекота, ковкост, пластичност, лоша проводимост и устойчивост на корозия изглежда трудно да се откажат от използването му. Поради своята неразградима природа и непрекъсната употреба, концентрацията му се натрупва в околната среда с нарастващи опасности.

Излагането на човек на олово и неговите съединения се проявява най-вече при оловни професии с различни източници като оловен бензин, индустриални процеси като топене на олово и неговото изгаряне, керамика, лодостроене, боядисване на олово, тръби, съдържащи олово, рециклиране на батерии, решетки промишленост, пигменти, печат на книги и др.

Откриване на отравяне с олово

Няколко метода се използват за откриване на повишени нива на олово в кръвта. Наличието на промени в кръвните клетки, видими под микроскопа или заличаване на плътни линии в костите на деца, наблюдавани на рентгенови лъчи, са признаци, използвани за откриване на отравяне с олово. Основният инструмент за откриване на повишени нива на олово в организма е измерването на нивото на олово в кръвни проби. Този тест обаче дава само отчет на оловото, присъстващо в циркулиращата кръв, но не може да покаже колко олово се съхранява в тялото. Към 2012 г. Центровете за контрол и превенция на заболяванията (САЩ) са определили стандартното повишено ниво на олово в кръвта за възрастни да бъде 10 μg/dL и за деца 5 μg/dL от цялата кръв (CDC, 2012). Преди това стандартното ниво на олово за деца беше 10 μg/dL. Появата на клинични прояви варира при отделните индивиди в зависимост от други фактори на околната среда. При някои има ясна поява на клинични характеристики дори при по-ниски нива, докато някои са асимптоматични дори при по-високи нива на олово, присъстващо в телесните течности. Децата са по-податливи на въздействието на оловото, тъй като обикновено техните органи са в етап на развитие. По този начин нивата на олово в кръвта трябва да бъдат определени по-ниски и трябва да бъдат често проверявани, особено когато се очаква замърсяване.

Ефекти от отравяне с олово

токсичност

Илюстрация как хората са изложени на химикали в околната среда и ефекта от такива химикали върху човешкото здраве.

В скорошно проучване съдържанието на олово и кадмий беше изследвано в фалшиви цигари, иззети в САЩ от различни правоохранителни органи. Установено е, че нивата на олово и кадмий са значително по-високи, отколкото в истинските им еквиваленти. Резултатите предполагат възможността за по-висок риск от сериозни последици за общественото здраве, причинени от фалшиви цигари (He et al., 2015).

Възможен път на отравяне с олово

Центровете за контрол и превенция на заболяванията също издадоха насоки за поглъщането на някои народни лекарства, които съдържат високо ниво на олово и могат да изложат хората на олово или оловни съединения. Например Daw Tway е помощник за храносмилането, използван в Тайланд и Мианмар (Бирма). Анализът на пробите на Daw Tway показа до 970 части на милион (ppm) олово. Пробите Daw Tway също съдържат високи нива на арсен до 7100 ppm.

Токсичността на оловото може да бъде причинена от плодове и зеленчуци, замърсени с високи нива на олово от почвите, където са отглеждани. Почвата натрупва нива на олово обикновено от тръби, оловна боя и остатъчни емисии от оловен бензин, който е бил използван преди Агенцията за опазване на околната среда да издаде наредбата около 1980 г. За да се предотврати населението от домашно отравяне с олово, е необходимо да се обучават хората относно основните източници на отравяне с олово.

Оловото от водопроводи, влизащи в домовете, е един от основните източници (Moore, 1977). За погълнатото олово скоростта на усвояване от организма е много висока с почти 20–70%, а при децата е дори по-висока. Скоростта на абсорбция на кожата за неорганично олово обаче е ниска.

Излагане на работа

Оловото е често срещан замърсител на околната среда. Излагането на олово се проявява главно в професионални обекти, производство на оловно-киселинни батерии или тръби, рециклиране на метали и леярни (Woolf et al., 2007). Децата, живеещи в близост до такива места, също са изложени на повишено ниво на олово в кръвта. През август 2009 г. беше установено, че 2000 деца, живеещи в близост до топилни заводи с цинк и манган, са били отровени с олово, инцидент, довел до безредици (Watts, 2009). Други често срещани неща, които причиняват излагане на олово, са оловото във въздуха, битовият прах, почвата, водата и търговските продукти (Rossi, 2008).

В случаите на хронично излагане, олово често секвестира в най-високи концентрации първо в костите, а след това в бъбреците. Според американските центрове за контрол и превенция на заболяванията и Световната здравна организация нивото на олово в кръвта от 10 μg/dL или по-високо е причина за безпокойство. Въпреки това няма прагова стойност, под която излагането на олово да се счита за безопасно. Установено е, че нарушава развитието и има вредни ефекти дори на по-ниски нива (Rossi, 2008; Barbosa et al., 2005). Разнообразни съединения, образувани от олово, съществуват в околната среда под различни форми (Grant, 2009). Отравянето и неговите характеристики също се различават между органичното и неорганичното олово (Kosnett, 2007). Понастоящем органичното отравяне с олово е много рядко по света поради отнемането на органични оловни съединения като бензинови добавки. Въпреки това такива съединения все още се използват в индустриални условия. Органичните оловни съединения преминават кожата и дихателните пътища лесно и бързо, засягайки предимно централната нервна система.

Знаци и симптоми

Отравянето с олово причинява различни симптоми, включително ненормално поведение, което варира от човек на човек, докато времето на излагане играе важна роля (Kosnett, 2005). Има също така проучвания, които не показват симптоми на отравяне с олово дори при повишени нива на олово в организма (Mycyk et al., 2005). Въпросът какво прави подобни разлики в човешкото тяло е проблем, който предизвиква сериозно безпокойство. Защо има такива разлики в постигането на токсичност на олово или други токсични вещества. Защо за една група хора всяко повишаване на концентрацията дава токсичност, а за друга същото ниво няма ефект. Понастоящем няма данни от литературата за такива разлики, но се надяваме, че бъдещите изследвания могат да изследват тази област и да разберат възможните причини. Обикновено отнема седмици до месеци, за да се натрупат проявите в тялото чрез хронично излагане на олово; обаче остри симптоми и признаци се появяват и при краткотрайно интензивно излагане (Dart et al., 2004)

Органичното олово е може би по-токсично от неорганичното олово поради липидното си разтворимо естество, което води до бързи последици (Timbrell, 2008). Въпреки това нивата на олово, при които се появяват признаци и симптоми, варират в широки граници, в зависимост от неизвестни характеристики на всеки индивид (Bellinger, 2004).

Нивата на олово в кръвта от 25 и 60 μg/dL пораждат невропсихиатрични ефекти като забавено време за реакция, раздразнителност и затруднено концентриране, както и забавена проводимост на двигателния нерв и главоболие (Merill et al., 2007). Анемията може да се появи при нива на олово в кръвта над 50 μg/dL (Merill et al., 2007). При възрастни абдоминални колики, включващи пароксизми на болка, могат да се появят при нива на олово в кръвта по-високи от 80 μg/dL (Kosnett, 2005). Високите нива на олово в кръвта, които надвишават 100 μg/dL, причиняват много тежки прояви, като признаци на енцефалопатия (състояние, характеризиращо се с подуване на мозъка), придружено от повишено налягане в черепа, делириум, кома, гърчове и главоболие (Henritig, 2006). Такива прояви обаче се появяват при деца при нива на олово от 70 μg/dL и повече.

Централната нервна система и нервно-мускулните прояви обикновено са резултат от интензивна експозиция, докато стомашно-чревните характеристики обикновено са резултат от експозиция за по-дълги периоди (Brunton et al., 2007). Признаците и симптомите на хронична експозиция включват загуба на краткосрочна памет или концентрация, депресия, гадене, коремна болка, загуба на координация и изтръпване и изтръпване в крайниците (Patrick, 2006). Умора, проблеми със съня, главоболие, ступор, неясна реч и анемия също се откриват при хронично отравяне с олово (Pearce, 2007). Децата с хронично отравяне обикновено показват агресивно поведение и отказват да играят.

Ефекти върху децата

Бременните жени, които имат повишени нива на олово в кръвта, са изложени на риск от преждевременно раждане или бебета с ниско тегло при раждане. Плодът може да бъде неблагоприятен при концентрации на олово в кръвта много под 25 μg на децилитър (Bellinget et al., 1987). Установено е, че нивата на олово в кръвта при новороденото са по-високи от едновременните нива на олово при майката (Shannon, 2003; Bellinger, 2005). Мършавите жени със значителна експозиция на олово преди бременността се считат за изложени на повишен риск.

Многократно се съобщава, че децата са изложени на по-висок риск от отравяне с олово, тъй като телата им са в състояние на растеж и развитие (Chisolm & Harrison, 1956). Освен това абсорбцията на олово се случва по-бързо при деца, отколкото при възрастни. Поради детското си поведение децата са по-склонни да поглъщат и вдишват прах, замърсен с олово (Landrigan, 2002). Броят на начините, по които децата стават лесни цели за отравяне с олово, е илюстриран на фигура 2

Схема как децата стават лесни цели за отравяне с олово в дома на околната среда.

Патофизиология

Поради продължителното излагане на олово в продължение на години се извършва много по-бавен клирънс. Това се дължи на продължителното натрупване на олово в костите, отделяни за дълъг период от време (Grant, 2009). Заедно с костите, зъбите и кръвта, много други тъкани съхраняват олово в тялото, т.е.мозък, далак, бъбреци, черен дроб и бели дробове (Dart et al., 2004). Установено е, че малки количества олово се отстраняват чрез фекалиите, а малки количества - през косата, ноктите и потта (Rubin & Strayer, 2008). И все пак интересният момент, който трябва да се включи, е, че е установено, че оловото няма физиологична роля в организма (Wolf et al., 2007; Rubin & Strayer, 2008), докато вредните му ефекти са многобройни. Ефектите на оловото са добре проучени и на клетъчно ниво. Тежките метали, включително оловото, създават реактивни радикали, които увреждат клетъчните структури, включително ДНК и клетъчната мембрана (Kosnett, 2006). Оловото също пречи на ензимите, които помагат в синтеза на витамин D и на ензимите, които поддържат целостта на клетъчната мембрана. Установено е също, че оловото пречи на транскрипцията на ДНК. Илюстрациите са показани на фигура 3 .

Илюстрация на действието на оловото върху ензимите, което води до нарушаване на синтеза на витамин D, поддържане на клетъчната мембрана и ДНК транскрипция.

Тъй като оловото нарушава поддържането на клетъчната мембрана, червените кръвни клетки с увредена мембрана стават по-крехки, което води до анемия (White et al., 2007). Предполага се също, че оловото променя пропускливостта на кръвоносните съдове и синтеза на колаген (Needlemann, 2004). Нарушената активност на клетките на имунната система, като полиморфонуклеарни левкоцити, води до намаляване на имунната активност (Kosnett, 2006).

Бъбречна система

Репродуктивна система

Изобразяване на олово, променящо структурата на HCG.

Нервна система

Хипокампусът е част от мозъка, участваща в ученето и паметта. Основните причини за оловото да пречи на ученето, особено при децата, е, че уврежда клетките в хипокампуса. При плъхове, изложени на олово, са докладвани структурни увреждания като неправилни ядра и денатурация на миелина (Mycyk et al., 2005).

Оловото също участва в преченето на освобождаването на невротрансмитери (Dart et al., 2004; Needlemann, 2004). Невротрансмитерите са химикали, използвани от невроните за изпращане на сигнали към други клетки. Тази намеса води до нарушаване на комуникацията между клетките. Оловото обикновено пречи на невротрансмитера глутамат, което е важно за много функции, като ученето. Той действа чрез блокиране на NMDA рецепторите. Счита се, че блокирането на такива рецептори е основната цел на токсичността на оловото. Едно проучване установи, че в допълнение към инхибирането на NMDA рецептора, излагането на олово също намалява количеството на гена за този рецептор в част от мозъка (Kosnett, 2005). Установено е също, че оловото участва в апоптозата на мозъчните клетки при проучвания върху животни (Nedlemann, 2004).

Диагноза

За да се предотврати отравяне с олово и токсичност, правилната диагноза е основен и доста важен въпрос. За да се направи правилна диагноза, е необходимо разследване за възможните пътища на експозиция (Nevin, 2007). Запитването трябва да включва медицинска история и определяне на клинични признаци. Участието на подходящ персонал, т.е. клинични токсиколози и медицински специалисти, може да помогне за установяването на правилна диагноза и лечение.

Профилактика и лечение

Отравянето с олово причинява тежки последици и е обект на сериозно безпокойство, но важно е да се предотврати. Най-добрият подход е да се избягва излагането на олово (Rossi, 2008). Препоръчва се често да се мият ръцете на децата, а също така да се увеличи приемът на калций и желязо. Препоръчва се също така да се обезкуражи децата да поставят ръцете си, които могат да бъдат замърсени, обичайно в устата си, като по този начин увеличават шансовете да се отровят с олово. Честото почистване с прахосмукачка и премахването на употребата и/или присъствието на олово, съдържащи предмети като щори и бижута в къщата, също може да помогне за предотвратяване на експозицията. Домашните тръби, съдържащи оловна или водопроводна спойка, монтирани в стари къщи, трябва да бъдат заменени, за да се избегне замърсяване с олово чрез питейна вода. Смята се, че горещата вода съдържа по-високи нива на олово в сравнение със студената вода, така че се препоръчва за битови нужди да се предпочита студената вода пред горещата вода (Baselt & Randall, 2008).

Лечението за отравяне с олово се състои от димеркапрол и сукцимер (Park et al., 2008). Поради постоянните констатации за когнитивни дефицити, причинени от отравяне с олово, особено при деца, широко разпространеното намаляване на експозицията трябва да бъде задължително.

Заключение

Признание

Авторите са много благодарни на председателя, катедра по зоология, Алигархския мюсюлмански университет и приемащата институция за предоставянето на съоръжения за изследването. Признание за стипендия за ALW под формата на докторска стипендия от Комисията за стипендии на университета, Ню Делхи. Авторите са благодарни и на проф. Анжум Ара за нейните съвети по време на подготовката на този ръкопис, докато тя е напуснала този свят и не го вижда в окончателна форма.

Конфликт на интереси

Авторите заявяват, че не съществува конфликт на интереси.