Problemy związane z narażeniem człowieka na metale ciężkie:

Problemy związane

z narażeniem

człowieka na metale

ciężkie.

Joanna Kasprzak

Robert Malinowski

Metale ciężkie:

•

W reakcjach chemicznych wykazują tendencję do

oddawania elektronów, tworząc proste kationy

•

W stanie stałym i ciekłym charakteryzują się

dobrą przewodnością cieplną i elektryczną

•

Posiadają połysk

•

Są nieprzeźroczyste

•

Mają wysoką temperaturę topnienie i wrzenia

•

Są kowalne i ciągliwe

•

Wykazują właściwości redukujące

•

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

oraz niemetal Se

Działanie metali ciężkich:

•

Oddziaływanie na enzymy (nadmiar zaburza

stabilność tych enzymów przez co zaburza

procesy enzymatyczne) (w prawidłowych

reakcjach biorą udział tylko śladowe ilości)

•

Działają jako inhibitory i destruktory na

enzymy zawierające grupę tiolową (tworzą z

tymi grupami trwałe związki merkptykowe

•

Wiążą się z grupami sulfhydrolowymi i

resztami karboksylowymi aminokwasów

(cecha toksydynamiczna)

•

Powodują zaburzenia równowagi elektrolitowej

•

Wywierają wpływ na procesy anaboliczne:

-biosynteza hemoglobiny

-biosynteza kwasów nukleinowych

-biosynteza białek

-biosynteza hormonów

•

Mogą wywoływać miejscowe uszkodzenie

skóry, błony śluzowej, dróg oddechowych i

pokarmowych

•

Działanie toksyczne zależy od tego czy

metal jest w postaci czystej (jedynym

metalem, który wchłania się w czystej

postaci jest rtęć)

Źródła metali ciężkich:

•

różne gałęzie przemysłu, energetyka,

komunikacja, gospodarka komunalna, wysypiska

odpadów, nawozy i odpady stosowane do

nawożenia (ulegają rozproszeniu w środowisku i

zanieczyszczają gleby, wody, powietrze i

bezpośrednio lub poprzez rośliny dostają się do

organizmu zwierząt i człowieka)

•

pod względem ilości emitowanych metali ciężkich

największe zagrożenie dla środowiska w Polsce

stwarza energetyka oparta na spalaniu węgla

kamiennego i brunatnego

•

kopalnictwo rud i hutnictwo metali niezależnych

(miedzi, cynku, ołowiu) przyczynia się do silnego

zanieczyszczenia gleb w sąsiedztwie, lecz na

mniejszym obszarze w porównaniu z

rozproszonym działaniem energetyki

•

znaczne zanieczyszczenia gleb i roślin

istnieje wśród szlaków komunikacyjnych

(odnosi się to przede wszystkim do ołowiu,

który występuje w spalinach

samochodowych, kadmu i chromu, z

którymi mamy do czynienia w czasie

ścierania się opon i innych części pojazdów

•

różnego rodzaju materiały zawierające

metale ciężkie, znajdujące się w

użytkowaniu człowieka, takie jak wyroby z

tworzyw sztucznych stopów metali,

powłoki ochronne, farby, lakiery itd.

Metale ciężkie gromadzą się

głównie w nerkach, nadnerczu,

wątrobie, płucach, a nawet we

włosach i skórze i mogą

powodować nadciśnienie,

zmiany nowotworowe,

uszkodzenie nerek, wątroby,

mózgu w niektórych

przypadkach mogę też

doprowadzić do zaburzeń

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:

Do najbardziej toksycznych metali należy:

ołów Pb, rtęć Hg, i kadm Cd. Są to

pierwiastki, które występując w środowisku

w dawkach wyższych niż najwyższe

dopuszczalne stężenie powodują

najczęściej powstawanie nowotworów.

Cynk:

•

Jest jednym z mikroelementów śladowych

niezbędnych do życia roślin i zwierząt

•

Nadmiar jak i jego niedobór są szkodliwe dla zdrowia

•

Do organizmu człowieka dostaje się zarówno drogą

pokarmową, jak i oddechową

•

Z pokarmów duże ilości cynku zawierają ostrygi,

produkty zbożowe z pełnego przemiału, podroby,

mięso, ryby, nasiona roślin strączkowych

•

Warzywa i owoce są ubogim źródłem cynku, dlatego

szczególnie narażeni na niedobory cynku są

wegetarianie oraz osoby stosujące różne diety

odchudzające i głodówki

•

Poza produktami spożywczymi, pewne ilości cynku

zawiera woda pitna z sieci wodociągowej, wykonanej

z ocynkowanych rur.

Znaczenie cynku w

organizmie:

•

niezbędny do syntezy białek i kwasów nukleinowych,

zachowania kodu genetycznego

•

niezbędny do utrzymania optymalnego stężenia witaminy A

w krwi i jej zużycia przez tkanki

•

uczestniczy w wytwarzaniu substancji regulujących

ciśnienie krwi, rytm pracy serca, funkcje wydzielnicze skóry,

poziom cholesterolu w krwi

•

przy współudziale cynku przebiegają wzrost kośćca i jego

przemiany w wieku dojrzałym

•

przyspiesza gojenie ran zewnętrznych i wrzodów przewodu

pokarmowego, utrzymuje odporność skóry na infekcje,

uczestniczy w detoksykacji alkoholu w wątrobie

•

poprawia sprawność intelektualną, a w wieku starszym

zapobiega rozwojowi demencji starczej.

•

zwiększa sprawność układu odpornościowego uczestnicząc

w powstawaniu limfocytów T, oraz wykazuje działanie

antywirusowe

•

odpowiednia ilość cynku jest niezbędna do prawidłowego

wytworzenia się narządów płodu w okresie ciąży

Niedobór cynku powoduje:

•

niedorozwój mózgu, serca, oczu,

płuc, narządów płciowych

•

dysfunkcję w receptorach

smakowych i węchowych

Nadmiar cynku:

•

może ograniczyć wchłanianie miedzi i żelaza

•

może przyspieszyć wydalanie żelaza z

organizmu

•

utrudnia łączenie żelaza z miedzią w cząsteczkę

hemu i może być przyczyną niedokrwistości

•

może obniżyć odporność

•

może podnieść poziom cholesterolu

•

zwiększone dawki siarczanu cynku powodują

nudności i wymioty

Nikiel:

•

mikroelement koniecznym dla

prawidłowego funkcjonowania organizmu

•

aktywator niektórych enzymów

•

wpływa na aktywność hormonalną

•

do organizmu człowieka dostaje się

drogą pokarmową i oddechową

•

jego niedobór w organizmie, jak i

nadmiar są szkodliwe

Niedobór niklu powoduje:

•

zwyrodnienie wątroby

•

zmianę pigmentacji

•

zniekształcenie kości

•

obrzęk stawów

•

zmniejszenie i osłabienie zużycia

tlenu

•

nagromadzanie tkanki tłuszczowej

Nadmiar niklu powoduje:

•

zaburzenia w strukturze kwasów

nukleinowych prowadzące do

nowotworów jamy ustnej, gardzieli i

płuc

Żelazo:

•

jest mikroelementem

•

fizjologiczna funkcja żelaza polega głownie

na udziale w reakcjach oksydacyjno –

redukcyjnych ważnych procesów

metabolicznych, takich jak np. oddychanie,

fotosynteza, przemiany związków azotowych

•

jest także nieodzowne w syntezie chlorofilu

•

nadmiar, jak i niedobór w organizmie jest

szkodliwy

Niedobór żelaza powoduje:

•

niedokrwistość

•

zanik błony śluzowej

•

ograniczenia wzrostu

•

wycieńczenie organizmu

•

objawy nerwicy

•

łamliwość paznokci

•

wypadanie włosów

Nadmiar żelaza:

•

żelazo (w nadmiarze) łączy się z białkiem

globulinowym w gromadzącą się w

wątrobie ferrytynę albo z fosforanowymi

anionami tworzy fosforan (V) żelaza (III),

który odkłada się w różnych tkankach w

formie brunatno żółtego pigmentu

Chrom:

•

stabilizuje poziom cukru we krwi

•

obniża poziom cholesterolu i trójglicerydów w

naczyniach krwionośnych

•

kontroluje poczucie apetytu

•

stymuluje przemiany energetyczne i syntezę

kwasów tłuszczowych

•

pobudza transport aminokwasów do komórek

•

stymuluje działanie insuliny przy

wykorzystaniu glukozy oraz zwiększa

tolerancję na glukozę

•

spełnia istotną role w metabolizmie glukozy,

niektórych białek oraz tłuszczów

Niedobór chromu:

•

bóle głowy

•

brak odporności nerwowej

•

brak wewnętrznej energii

•

drażliwość

•

napady nudności

•

nastroje depresyjne

•

Niepokój

•

skłonność do alkoholu

•

skłonność do słodyczy

•

stany lękowe

•

Zmęczenie

•

nietolerancja na glukozę

•

zaburzenia w gospodarce białek i lipidów

•

utrata masy ciała.

Miedź:

•

konieczna jest dla absorpcji oraz

metabolizowania żelaza

•

odgrywa znaczną rolę przy utlenianiu witaminy

•

jest niezbędna zarówno do prawidłowego

metabolizmu tkanki łącznej, jak i do

funkcjonowania komórek mózgu

•

wraz z cynkiem przeciwdziała uszkodzeniom

wywołanym przez wolne rodniki tlenowe

•

najczęściej występuje antagonizm miedzy

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

wiele objawów związanych z niedoborem miedzi

Niedobór miedzi powoduje:

•

ogólna słabość

•

obniżenie prawidłowego oddychania

tkankowego

•

owrzodzenia skórne

•

anemie

•

ograniczenia wzrostu i płodności

•

zaburzenia sytemu nerwowego

(migreny)

•

choroby układu krążenia

•

osteoporozę

Nadmiar miedzi powoduje:

•

zmiany w wątrobie

•

uszkodzenie nerek, tkanki mózgowej

oraz naczyń wieńcowych i mięśnia

sercowego

•

zburzenia psychiki

•

nadciśnienie tętnicze

Mangan:

•

aktywuje niektóre enzymy biorące udział w procesie

wytwarzania energii, syntezie glikogenu, syntezie

mocznika oraz białek uczestniczących w procesie

krzepnięcia krwi i regeneracji tkanki łącznej

•

wspomaga działanie magnezu w kościach

•

jako katalizator bierze udział w trawieniu tłuszczów i

cholesterolu.

•

od manganu zależy między innym: aktywność

płciowa, barwnik włosów, działanie wielu enzymów,

działanie wielu witamin, funkcjonowanie trzustki,

ma wpływ na kości i zęby

•

bierze udział w aktywnym oddychaniu komórkowym

•

odgrywa rolę w utrzymaniu prawidłowego stężenia

cukru we krwi

•

wpływa na wytwarzanie hormonów

Niedobór manganu

powoduje:

•

bóle w stawach

•

brak popędu płciowego

•

pesymizm

•

pogorszenie się słuchu

•

sucha, popękana skóra

•

szmery w uszach

•

utrata masy ciała

•

zmęczenie

•

stany niepokoju

•

ślepota

•

cukrzyca

•

zawroty głowy.

Selen:

•

bierze udział w procesach metabolicznych na

poziomie komórkowym

•

jako antyutleniacz chroni błony komórki przed

generacją wolnych rodników dzięki czemu zmniejsza

ryzyko wystąpienia raka, chorób serca i naczyń

krwionośnych

•

potrzebny do prawidłowego przebiegu procesów

metabolicznych

•

ważny dla funkcjonowania systemu

immunologicznego.

•

niezbędny do prawidłowego wzrostu, płodności i w

zapobieganiu różnym schorzeniom

•

odgrywa ważną rolę w przekazywaniu impulsów

nerwowych w ośrodkowym układzie nerwowym

Niedobór selenu powoduje:

•

bladość

•

dolegliwości mięśniowe

•

dolegliwości stawowe

•

łamliwe paznokcie

•

oznaki starzenia się

•

pewne zaćmienie intelektualne

•

podatność na zakażenia

•

zaburzenia czynności serca

•

zaburzenia widzenia

•

częste przeziębienia

Document Outline