Problemy związane

Problemy związane

z narażeniem

z narażeniem

człowieka na metale

człowieka na metale

ciężkie.

ciężkie.

Joanna Kasprzak

Joanna Kasprzak

Robert Malinowski

Robert Malinowski

Źródła i rodzaje narażenia:

Narażenie generalne populacji

Zawartość w pożywieniu

Narażenie zawodowe

Utylizacja ścieków

Metale ciężkie:

Metale ciężkie:

•

W reakcjach chemicznych wykazują tendencję do

W reakcjach chemicznych wykazują tendencję do

oddawania elektronów, tworząc proste kationy

oddawania elektronów, tworząc proste kationy

•

W stanie stałym i ciekłym charakteryzują się

W stanie stałym i ciekłym charakteryzują się

dobrą przewodnością cieplną i elektryczną

dobrą przewodnością cieplną i elektryczną

•

Posiadają połysk

Posiadają połysk

•

Są nieprzeźroczyste

Są nieprzeźroczyste

•

Mają wysoką temperaturę topnienie i wrzenia

Mają wysoką temperaturę topnienie i wrzenia

•

Są kowalne i ciągliwe

Są kowalne i ciągliwe

•

Wykazują właściwości redukujące

Wykazują właściwości redukujące

•

Cu, Co, Cr, Cd, Fe, Zn, Pb, Sn, Hg, Mn, Ni, Mo, V,W

Cu, Co, Cr, Cd, Fe, Zn, Pb, Sn, Hg, Mn, Ni, Mo, V,W

oraz niemetal Se

oraz niemetal Se

Działanie metali ciężkich:

Działanie metali ciężkich:

•

Oddziaływanie na enzymy (nadmiar zaburza

Oddziaływanie na enzymy (nadmiar zaburza

stabilność tych enzymów przez co zaburza

stabilność tych enzymów przez co zaburza

procesy enzymatyczne) (w prawidłowych

procesy enzymatyczne) (w prawidłowych

reakcjach biorą udział tylko śladowe ilości)

reakcjach biorą udział tylko śladowe ilości)

•

Działają jako inhibitory i destruktory na

Działają jako inhibitory i destruktory na

enzymy zawierające grupę tiolową (tworzą z

enzymy zawierające grupę tiolową (tworzą z

tymi grupami trwałe związki merkptykowe

tymi grupami trwałe związki merkptykowe

•

Wiążą się z grupami sulfhydrolowymi i

Wiążą się z grupami sulfhydrolowymi i

resztami karboksylowymi aminokwasów

resztami karboksylowymi aminokwasów

(cecha toksydynamiczna)

(cecha toksydynamiczna)

•

Powodują zaburzenia równowagi elektrolitowej

Powodują zaburzenia równowagi elektrolitowej

•

Wywierają wpływ na procesy anaboliczne:

Wywierają wpływ na procesy anaboliczne:

-biosynteza hemoglobiny

-biosynteza hemoglobiny

-biosynteza kwasów nukleinowych

-biosynteza kwasów nukleinowych

-biosynteza białek

-biosynteza białek

-biosynteza hormonów

-biosynteza hormonów

•

Mogą wywoływać miejscowe uszkodzenie

Mogą wywoływać miejscowe uszkodzenie

skóry, błony śluzowej, dróg oddechowych i

skóry, błony śluzowej, dróg oddechowych i

pokarmowych

pokarmowych

•

Działanie toksyczne zależy od tego czy

Działanie toksyczne zależy od tego czy

metal jest w postaci czystej (jedynym

metal jest w postaci czystej (jedynym

metalem, który wchłania się w czystej

metalem, który wchłania się w czystej

postaci jest rtęć)

postaci jest rtęć)

Źródła metali ciężkich:

Źródła metali ciężkich:

•

różne gałęzie przemysłu, energetyka,

różne gałęzie przemysłu, energetyka,

komunikacja, gospodarka komunalna, wysypiska

komunikacja, gospodarka komunalna, wysypiska

odpadów, nawozy i odpady stosowane do

odpadów, nawozy i odpady stosowane do

nawożenia (ulegają rozproszeniu w środowisku i

nawożenia (ulegają rozproszeniu w środowisku i

zanieczyszczają gleby, wody, powietrze i

zanieczyszczają gleby, wody, powietrze i

bezpośrednio lub poprzez rośliny dostają się do

bezpośrednio lub poprzez rośliny dostają się do

organizmu zwierząt i człowieka)

organizmu zwierząt i człowieka)

•

pod względem ilości emitowanych metali ciężkich

pod względem ilości emitowanych metali ciężkich

największe zagrożenie dla środowiska w Polsce

największe zagrożenie dla środowiska w Polsce

stwarza energetyka oparta na spalaniu węgla

stwarza energetyka oparta na spalaniu węgla

kamiennego i brunatnego

kamiennego i brunatnego

•

kopalnictwo rud i hutnictwo metali niezależnych

kopalnictwo rud i hutnictwo metali niezależnych

(miedzi, cynku, ołowiu) przyczynia się do silnego

(miedzi, cynku, ołowiu) przyczynia się do silnego

zanieczyszczenia gleb w sąsiedztwie, lecz na

zanieczyszczenia gleb w sąsiedztwie, lecz na

mniejszym obszarze w porównaniu z

mniejszym obszarze w porównaniu z

rozproszonym działaniem energetyki

rozproszonym działaniem energetyki

•

znaczne zanieczyszczenia gleb i roślin

znaczne zanieczyszczenia gleb i roślin

istnieje wśród szlaków komunikacyjnych

istnieje wśród szlaków komunikacyjnych

(odnosi się to przede wszystkim do ołowiu,

(odnosi się to przede wszystkim do ołowiu,

który występuje w spalinach

który występuje w spalinach

samochodowych, kadmu i chromu, z

samochodowych, kadmu i chromu, z

którymi mamy do czynienia w czasie

którymi mamy do czynienia w czasie

ścierania się opon i innych części pojazdów

ścierania się opon i innych części pojazdów

•

różnego rodzaju materiały zawierające

różnego rodzaju materiały zawierające

metale ciężkie, znajdujące się w

metale ciężkie, znajdujące się w

użytkowaniu człowieka, takie jak wyroby z

użytkowaniu człowieka, takie jak wyroby z

tworzyw sztucznych stopów metali,

tworzyw sztucznych stopów metali,

powłoki ochronne, farby, lakiery itd.

powłoki ochronne, farby, lakiery itd.

Metale ciężkie gromadzą się

Metale ciężkie gromadzą się

głównie w nerkach, nadnerczu,

głównie w nerkach, nadnerczu,

wątrobie, płucach, a nawet we

wątrobie, płucach, a nawet we

włosach i skórze i mogą

włosach i skórze i mogą

powodować nadciśnienie,

powodować nadciśnienie,

zmiany nowotworowe,

zmiany nowotworowe,

uszkodzenie nerek, wątroby,

uszkodzenie nerek, wątroby,

mózgu w niektórych

mózgu w niektórych

przypadkach mogę też

przypadkach mogę też

doprowadzić do zaburzeń

doprowadzić do zaburzeń

psychicznych i porażenia mózgu

psychicznych i porażenia mózgu

Rodzaje metali ciężkich

:

mikroelementy

pierwiastki o nieznanej

roli fizjologicznej

miedź, cynk,

nikiel, chrom

występują zazwyczaj

w ilościach śladowych,

ściśle określonych

dla danego gatunku

niedobór jak i nadmiar

wpływa szkodliwie

na organizmy żywe

kadm, rtęć,

ołów, arsen

Są to pierwiastki

uważane

za toksyczne

niepotrzebne ani

roślinom, ani zwierzętom

ani też człowiekowi

Toksyczność metali ciężkich:

Toksyczność metali ciężkich:

Do najbardziej toksycznych metali należy:

Do najbardziej toksycznych metali należy:

ołów Pb, rtęć Hg, i kadm Cd. Są to

ołów Pb, rtęć Hg, i kadm Cd. Są to

pierwiastki, które występując w środowisku

pierwiastki, które występując w środowisku

w dawkach wyższych niż najwyższe

w dawkach wyższych niż najwyższe

dopuszczalne stężenie powodują

dopuszczalne stężenie powodują

najczęściej powstawanie nowotworów.

najczęściej powstawanie nowotworów.

Cynk:

Cynk:

•

Jest jednym z mikroelementów śladowych

Jest jednym z mikroelementów śladowych

niezbędnych do życia roślin i zwierząt

niezbędnych do życia roślin i zwierząt

•

Nadmiar jak i jego niedobór są szkodliwe dla zdrowia

Nadmiar jak i jego niedobór są szkodliwe dla zdrowia

•

Do organizmu człowieka dostaje się zarówno drogą

Do organizmu człowieka dostaje się zarówno drogą

pokarmową, jak i oddechową

pokarmową, jak i oddechową

•

Z pokarmów duże ilości cynku zawierają ostrygi,

Z pokarmów duże ilości cynku zawierają ostrygi,

produkty zbożowe z pełnego przemiału, podroby,

produkty zbożowe z pełnego przemiału, podroby,

mięso, ryby, nasiona roślin strączkowych

mięso, ryby, nasiona roślin strączkowych

•

Warzywa i owoce są ubogim źródłem cynku, dlatego

Warzywa i owoce są ubogim źródłem cynku, dlatego

szczególnie narażeni na niedobory cynku są

szczególnie narażeni na niedobory cynku są

wegetarianie oraz osoby stosujące różne diety

wegetarianie oraz osoby stosujące różne diety

odchudzające i głodówki

odchudzające i głodówki

•

Poza produktami spożywczymi, pewne ilości cynku

Poza produktami spożywczymi, pewne ilości cynku

zawiera woda pitna z sieci wodociągowej, wykonanej

zawiera woda pitna z sieci wodociągowej, wykonanej

z ocynkowanych rur.

z ocynkowanych rur.

Znaczenie cynku w

Znaczenie cynku w

organizmie:

organizmie:

•

niezbędny do syntezy białek i kwasów nukleinowych,

niezbędny do syntezy białek i kwasów nukleinowych,

zachowania kodu genetycznego

zachowania kodu genetycznego

•

niezbędny do utrzymania optymalnego stężenia witaminy A

niezbędny do utrzymania optymalnego stężenia witaminy A

w krwi i jej zużycia przez tkanki

w krwi i jej zużycia przez tkanki

•

uczestniczy w wytwarzaniu substancji regulujących

uczestniczy w wytwarzaniu substancji regulujących

ciśnienie krwi, rytm pracy serca, funkcje wydzielnicze skóry,

ciśnienie krwi, rytm pracy serca, funkcje wydzielnicze skóry,

poziom cholesterolu w krwi

poziom cholesterolu w krwi

•

przy współudziale cynku przebiegają wzrost kośćca i jego

przy współudziale cynku przebiegają wzrost kośćca i jego

przemiany w wieku dojrzałym

przemiany w wieku dojrzałym

•

przyspiesza gojenie ran zewnętrznych i wrzodów przewodu

przyspiesza gojenie ran zewnętrznych i wrzodów przewodu

pokarmowego, utrzymuje odporność skóry na infekcje,

pokarmowego, utrzymuje odporność skóry na infekcje,

uczestniczy w detoksykacji alkoholu w wątrobie

uczestniczy w detoksykacji alkoholu w wątrobie

•

poprawia sprawność intelektualną, a w wieku starszym

poprawia sprawność intelektualną, a w wieku starszym

zapobiega rozwojowi demencji starczej.

zapobiega rozwojowi demencji starczej.

•

zwiększa sprawność układu odpornościowego uczestnicząc

zwiększa sprawność układu odpornościowego uczestnicząc

w powstawaniu limfocytów T, oraz wykazuje działanie

w powstawaniu limfocytów T, oraz wykazuje działanie

antywirusowe

antywirusowe

•

odpowiednia ilość cynku jest niezbędna do prawidłowego

odpowiednia ilość cynku jest niezbędna do prawidłowego

wytworzenia się narządów płodu w okresie ciąży

wytworzenia się narządów płodu w okresie ciąży

Niedobór cynku powoduje:

Niedobór cynku powoduje:

•

niedorozwój mózgu, serca, oczu,

niedorozwój mózgu, serca, oczu,

płuc, narządów płciowych

płuc, narządów płciowych

•

dysfunkcję w receptorach

dysfunkcję w receptorach

smakowych i węchowych

smakowych i węchowych

Nadmiar cynku:

Nadmiar cynku:

•

może ograniczyć wchłanianie miedzi i żelaza

może ograniczyć wchłanianie miedzi i żelaza

•

może przyspieszyć wydalanie żelaza z

może przyspieszyć wydalanie żelaza z

organizmu

organizmu

•

utrudnia łączenie żelaza z miedzią w cząsteczkę

utrudnia łączenie żelaza z miedzią w cząsteczkę

hemu i może być przyczyną niedokrwistości

hemu i może być przyczyną niedokrwistości

•

może obniżyć odporność

może obniżyć odporność

•

może podnieść poziom cholesterolu

może podnieść poziom cholesterolu

•

zwiększone dawki siarczanu cynku powodują

zwiększone dawki siarczanu cynku powodują

nudności i wymioty

nudności i wymioty

Nikiel:

Nikiel:

•

mikroelement koniecznym dla

mikroelement koniecznym dla

prawidłowego funkcjonowania organizmu

prawidłowego funkcjonowania organizmu

•

aktywator niektórych enzymów

aktywator niektórych enzymów

•

wpływa na aktywność hormonalną

wpływa na aktywność hormonalną

•

do organizmu człowieka dostaje się

do organizmu człowieka dostaje się

drogą pokarmową i oddechową

drogą pokarmową i oddechową

•

jego niedobór w organizmie, jak i

jego niedobór w organizmie, jak i

nadmiar są szkodliwe

nadmiar są szkodliwe

Niedobór niklu powoduje:

Niedobór niklu powoduje:

•

zwyrodnienie wątroby

zwyrodnienie wątroby

•

zmianę pigmentacji

zmianę pigmentacji

•

zniekształcenie kości

zniekształcenie kości

•

obrzęk stawów

obrzęk stawów

•

zmniejszenie i osłabienie zużycia

zmniejszenie i osłabienie zużycia

tlenu

tlenu

•

nagromadzanie tkanki tłuszczowej

nagromadzanie tkanki tłuszczowej

Nadmiar niklu powoduje:

Nadmiar niklu powoduje:

•

zaburzenia w strukturze kwasów

zaburzenia w strukturze kwasów

nukleinowych prowadzące do

nukleinowych prowadzące do

nowotworów jamy ustnej, gardzieli i

nowotworów jamy ustnej, gardzieli i

płuc

płuc

Żelazo:

Żelazo:

•

jest mikroelementem

jest mikroelementem

•

fizjologiczna funkcja żelaza polega głownie

fizjologiczna funkcja żelaza polega głownie

na udziale w reakcjach oksydacyjno –

na udziale w reakcjach oksydacyjno –

redukcyjnych ważnych procesów

redukcyjnych ważnych procesów

metabolicznych, takich jak np. oddychanie,

metabolicznych, takich jak np. oddychanie,

fotosynteza, przemiany związków azotowych

fotosynteza, przemiany związków azotowych

•

jest także nieodzowne w syntezie chlorofilu

jest także nieodzowne w syntezie chlorofilu

•

nadmiar, jak i niedobór w organizmie jest

nadmiar, jak i niedobór w organizmie jest

szkodliwy

szkodliwy

Niedobór żelaza powoduje:

Niedobór żelaza powoduje:

•

niedokrwistość

niedokrwistość

•

zanik błony śluzowej

zanik błony śluzowej

•

ograniczenia wzrostu

ograniczenia wzrostu

•

wycieńczenie organizmu

wycieńczenie organizmu

•

objawy nerwicy

objawy nerwicy

•

łamliwość paznokci

łamliwość paznokci

•

wypadanie włosów

wypadanie włosów

Nadmiar żelaza:

Nadmiar żelaza:

•

żelazo (w nadmiarze) łączy się z białkiem

żelazo (w nadmiarze) łączy się z białkiem

globulinowym w gromadzącą się w

globulinowym w gromadzącą się w

wątrobie ferrytynę albo z fosforanowymi

wątrobie ferrytynę albo z fosforanowymi

anionami tworzy fosforan (V) żelaza (III),

anionami tworzy fosforan (V) żelaza (III),

który odkłada się w różnych tkankach w

który odkłada się w różnych tkankach w

formie brunatno żółtego pigmentu

formie brunatno żółtego pigmentu

Chrom:

Chrom:

•

stabilizuje poziom cukru we krwi

stabilizuje poziom cukru we krwi

•

obniża poziom cholesterolu i trójglicerydów w

obniża poziom cholesterolu i trójglicerydów w

naczyniach krwionośnych

naczyniach krwionośnych

•

kontroluje poczucie apetytu

kontroluje poczucie apetytu

•

stymuluje przemiany energetyczne i syntezę

stymuluje przemiany energetyczne i syntezę

kwasów tłuszczowych

kwasów tłuszczowych

•

pobudza transport aminokwasów do komórek

pobudza transport aminokwasów do komórek

•

stymuluje działanie insuliny przy

stymuluje działanie insuliny przy

wykorzystaniu glukozy oraz zwiększa

wykorzystaniu glukozy oraz zwiększa

tolerancję na glukozę

tolerancję na glukozę

•

spełnia istotną role w metabolizmie glukozy,

spełnia istotną role w metabolizmie glukozy,

niektórych białek oraz tłuszczów

niektórych białek oraz tłuszczów

Niedobór chromu:

Niedobór chromu:

•

bóle głowy

bóle głowy

•

brak odporności nerwowej

brak odporności nerwowej

•

brak wewnętrznej energii

brak wewnętrznej energii

•

drażliwość

drażliwość

•

napady nudności

napady nudności

•

nastroje depresyjne

nastroje depresyjne

•

Niepokój

Niepokój

•

skłonność do alkoholu

skłonność do alkoholu

•

skłonność do słodyczy

skłonność do słodyczy

•

stany lękowe

stany lękowe

•

Zmęczenie

Zmęczenie

•

nietolerancja na glukozę

nietolerancja na glukozę

•

zaburzenia w gospodarce białek i lipidów

zaburzenia w gospodarce białek i lipidów

•

utrata masy ciała.

utrata masy ciała.

Miedź:

Miedź:

•

konieczna jest dla absorpcji oraz

konieczna jest dla absorpcji oraz

metabolizowania żelaza

metabolizowania żelaza

•

odgrywa znaczną rolę przy utlenianiu witaminy

odgrywa znaczną rolę przy utlenianiu witaminy

C

C

•

jest niezbędna zarówno do prawidłowego

jest niezbędna zarówno do prawidłowego

metabolizmu tkanki łącznej, jak i do

metabolizmu tkanki łącznej, jak i do

funkcjonowania komórek mózgu

funkcjonowania komórek mózgu

•

wraz z cynkiem przeciwdziała uszkodzeniom

wraz z cynkiem przeciwdziała uszkodzeniom

wywołanym przez wolne rodniki tlenowe

wywołanym przez wolne rodniki tlenowe

•

najczęściej występuje antagonizm miedzy

najczęściej występuje antagonizm miedzy

miedzią i cynkiem (Cu-Zn), którym tłumaczy się

miedzią i cynkiem (Cu-Zn), którym tłumaczy się

wiele objawów związanych z niedoborem miedzi

wiele objawów związanych z niedoborem miedzi

Niedobór miedzi powoduje:

Niedobór miedzi powoduje:

•

ogólna słabość

ogólna słabość

•

obniżenie prawidłowego oddychania

obniżenie prawidłowego oddychania

tkankowego

tkankowego

•

owrzodzenia skórne

owrzodzenia skórne

•

anemie

anemie

•

ograniczenia wzrostu i płodności

ograniczenia wzrostu i płodności

•

zaburzenia sytemu nerwowego

zaburzenia sytemu nerwowego

(migreny)

(migreny)

•

choroby układu krążenia

choroby układu krążenia

•

osteoporozę

osteoporozę

Nadmiar miedzi powoduje:

Nadmiar miedzi powoduje:

•

zmiany w wątrobie

zmiany w wątrobie

•

uszkodzenie nerek, tkanki mózgowej

uszkodzenie nerek, tkanki mózgowej

oraz naczyń wieńcowych i mięśnia

oraz naczyń wieńcowych i mięśnia

sercowego

sercowego

•

zburzenia psychiki

zburzenia psychiki

•

nadciśnienie tętnicze

nadciśnienie tętnicze

Mangan:

Mangan:

•

aktywuje niektóre enzymy biorące udział w procesie

aktywuje niektóre enzymy biorące udział w procesie

wytwarzania energii, syntezie glikogenu, syntezie

wytwarzania energii, syntezie glikogenu, syntezie

mocznika oraz białek uczestniczących w procesie

mocznika oraz białek uczestniczących w procesie

krzepnięcia krwi i regeneracji tkanki łącznej

krzepnięcia krwi i regeneracji tkanki łącznej

•

wspomaga działanie magnezu w kościach

wspomaga działanie magnezu w kościach

•

jako katalizator bierze udział w trawieniu tłuszczów i

jako katalizator bierze udział w trawieniu tłuszczów i

cholesterolu.

cholesterolu.

•

od manganu zależy między innym: aktywność

od manganu zależy między innym: aktywność

płciowa, barwnik włosów, działanie wielu enzymów,

płciowa, barwnik włosów, działanie wielu enzymów,

działanie wielu witamin, funkcjonowanie trzustki,

działanie wielu witamin, funkcjonowanie trzustki,

ma wpływ na kości i zęby

ma wpływ na kości i zęby

•

bierze udział w aktywnym oddychaniu komórkowym

bierze udział w aktywnym oddychaniu komórkowym

•

odgrywa rolę w utrzymaniu prawidłowego stężenia

odgrywa rolę w utrzymaniu prawidłowego stężenia

cukru we krwi

cukru we krwi

•

wpływa na wytwarzanie hormonów

wpływa na wytwarzanie hormonów

Niedobór manganu

Niedobór manganu

powoduje:

powoduje:

•

bóle w stawach

bóle w stawach

•

brak popędu płciowego

brak popędu płciowego

•

pesymizm

pesymizm

•

pogorszenie się słuchu

pogorszenie się słuchu

•

sucha, popękana skóra

sucha, popękana skóra

•

szmery w uszach

szmery w uszach

•

utrata masy ciała

utrata masy ciała

•

zmęczenie

zmęczenie

•

stany niepokoju

stany niepokoju

•

ślepota

ślepota

•

cukrzyca

cukrzyca

•

zawroty głowy.

zawroty głowy.

Selen:

Selen:

•

bierze udział w procesach metabolicznych na

bierze udział w procesach metabolicznych na

poziomie komórkowym

poziomie komórkowym

•

jako antyutleniacz chroni błony komórki przed

jako antyutleniacz chroni błony komórki przed

generacją wolnych rodników dzięki czemu zmniejsza

generacją wolnych rodników dzięki czemu zmniejsza

ryzyko wystąpienia raka, chorób serca i naczyń

ryzyko wystąpienia raka, chorób serca i naczyń

krwionośnych

krwionośnych

•

potrzebny do prawidłowego przebiegu procesów

potrzebny do prawidłowego przebiegu procesów

metabolicznych

metabolicznych

•

ważny dla funkcjonowania systemu

ważny dla funkcjonowania systemu

immunologicznego.

immunologicznego.

•

niezbędny do prawidłowego wzrostu, płodności i w

niezbędny do prawidłowego wzrostu, płodności i w

zapobieganiu różnym schorzeniom

zapobieganiu różnym schorzeniom

•

odgrywa ważną rolę w przekazywaniu impulsów

odgrywa ważną rolę w przekazywaniu impulsów

nerwowych w ośrodkowym układzie nerwowym

nerwowych w ośrodkowym układzie nerwowym

Niedobór selenu powoduje:

Niedobór selenu powoduje:

•

bladość

bladość

•

dolegliwości mięśniowe

dolegliwości mięśniowe

•

dolegliwości stawowe

dolegliwości stawowe

•

łamliwe paznokcie

łamliwe paznokcie

•

oznaki starzenia się

oznaki starzenia się

•

pewne zaćmienie intelektualne

pewne zaćmienie intelektualne

•

podatność na zakażenia

podatność na zakażenia

•

zaburzenia czynności serca

zaburzenia czynności serca

•

zaburzenia widzenia

zaburzenia widzenia

•

częste przeziębienia

częste przeziębienia

Wanad:

Wanad:

•

funkcja w procesach przemiany

funkcja w procesach przemiany

fosforanów oraz produkcji

fosforanów oraz produkcji

erytrocytów.

erytrocytów.

Nadmiar wanadu uszkadza:

Nadmiar wanadu uszkadza:

•

system nerwowy

system nerwowy

•

układ oddechowy

układ oddechowy

•

układ trawienny

układ trawienny