مسمومیت با فلزات سنگین

مسمومیت با فلزات سنگین به اثرات نامطلوب سلامتی ناشی از قرار گرفتن در معرض برخی فلزات و شبه‌فلزات — به ویژه سرب، جیوه، کادمیوم و آرسنیک — اشاره دارد که هیچ نقش بیولوژیکی مفیدی ندارند و حتی در دوزهای پایین نیز مضر هستند. از آنجا که این عناصر تجزیه‌پذیر نیستند، در محیط زیست باقی می‌مانند و در بدن تجمع می‌یابند، جایی که بسیاری از فرآیندهای سلولی را مختل می‌کنند.

Definition

مسمومیت با فلزات سنگین مجموعه‌ای از اثرات نامطلوب ناشی از قرار گرفتن در معرض فلزات و شبه‌فلزات سمی غیرضروری — عمدتاً سرب، جیوه، کادمیوم و آرسنیک — است که در بدن تجمع می‌یابند و با عملکرد طبیعی سلولی تداخل می‌کنند.

Scope

این موضوع شامل فلزات سمی اصلی، مسیرهای مواجهه افراد، مکانیسم‌های مشترک و عنصر-خاص آسیب، سیستم‌های اندامی که بیشتر تحت تأثیر قرار می‌گیرند، و جمعیت‌هایی که در معرض بیشترین خطر هستند، می‌شود. این مبحث مسمومیت با فلزات سنگین را به عنوان یک موضوع مرجع در سم‌شناسی محیطی و شغلی بررسی می‌کند و دستورالعمل‌های تشخیصی یا درمانی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• کدام فلزات برای انسان سمی هستند و از چه مسیرهایی در معرض قرار می‌گیرند؟
• فلزات سمی از طریق چه مکانیسم‌های مشترکی به سلول‌ها و بافت‌ها آسیب می‌رسانند؟
• کدام سیستم‌های اندامی و دوره‌های رشدی آسیب‌پذیرتر هستند؟
• چرا بار مسمومیت با فلزات به شدت بر جمعیت‌ها و مناطق خاصی تحمیل می‌شود؟

Key concepts

• فلزات سمی غیرضروری (سرب، جیوه، کادمیوم، آرسنیک)
• تجمع زیستی و پایداری
• استرس اکسیداتیو و گونه‌های فعال اکسیژن
• اتصال به گروه‌های سولفیدریل پروتئین
• نوروتوکسیسیته رشدی
• نفروتوکسیسیته
• کیلاسیون به عنوان یک مفهوم مکانیکی

Mechanisms

فلزات سمی، با وجود تفاوت‌های شیمیایی، مکانیسم‌های آسیب‌رسان مشترکی دارند. بسیاری از آن‌ها به گروه‌های سولفیدریل (تیول) روی پروتئین‌ها به شدت متصل می‌شوند و آنزیم‌ها را مهار کرده و عملکردهای ساختاری و انتقالی را مختل می‌کنند. همچنین، برخی از آن‌ها تولید گونه‌های فعال اکسیژن را افزایش می‌دهند که منجر به آسیب اکسیداتیو به لیپیدها، پروتئین‌ها و DNA می‌شود (Tchounwou et al., 2012). آن‌ها همچنین می‌توانند فلزات ضروری مانند روی و کلسیم را از جایگاه‌های اتصالشان جابجا کرده و سیگنال‌دهی و متابولیسم را مختل کنند. نتیجه این فرآیند، آسیب به چندین اندام است که سیستم عصبی، کلیه‌ها و سیستم قلبی عروقی اغلب تحت تأثیر قرار می‌گیرند و سیستم عصبی در حال رشد به ویژه حساس است (Grandjean & Landrigan, 2006).

Clinical relevance

فلزات سنگین به عنوان یک عامل شناخته شده بیماری‌های قابل پیشگیری مطرح هستند و سابقه مواجهه بخشی از ارزیابی افرادی است که در نزدیکی منابع آلودگی زندگی یا کار می‌کنند. سرب و جیوه به عنوان نوروتوکسین‌های رشدی شناخته شده‌اند، کادمیوم به کلیه و استخوان آسیب می‌رساند، و آرسنیک در آب آشامیدنی با سرطان‌ها و بیماری‌های قلبی عروقی مرتبط است (Naujokas et al., 2013; Grandjean & Landrigan, 2006). این مدخل توضیح می‌دهد که چگونه این عوامل در سطح جمعیت آسیب ایجاد می‌کنند و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.

Epidemiology

قرار گرفتن در معرض فلزات سمی گسترده و جهانی است. مواجهه مزمن با آرسنیک از طریق آب‌های زیرزمینی آلوده، ده‌ها میلیون نفر را به ویژه در بخش‌هایی از جنوب و شرق آسیا و آمریکای لاتین تحت تأثیر قرار می‌دهد (Naujokas et al., 2013). مواجهه با سرب، اگرچه در بسیاری از کشورها پس از حذف بنزین سرب‌دار کاهش یافته است، اما همچنان یک مشکل عمده در مناطقی است که سایت‌های آلوده، بازیافت غیررسمی و برخی محصولات مصرفی وجود دارند؛ مواجهه با کادمیوم از طریق رژیم غذایی، تنباکو و صنعت رخ می‌دهد (Jarup, 2003).

Evidence & guidelines

شواهد بر اساس اپیدمیولوژی محیطی و شغلی، پایش زیستی غلظت فلزات در خون و ادرار، و سم‌شناسی مکانیکی استوار است. بررسی‌هایی مانند Tchounwou et al. (2012) و Jarup (2003) مکانیسم‌ها و اثرات سلامتی را خلاصه می‌کنند، در حالی که Naujokas et al. (2013) ادبیات مربوط به آرسنیک را ترکیب می‌کند. آژانس‌های ملی و بین‌المللی محدودیت‌های زیست‌محیطی و مقادیر موقت مصرف را برای این فلزات تعیین می‌کنند.

History

مسمومیت با فلزات از قدیمی‌ترین اشکال شناخته شده سمیت است که آسیب‌های ناشی از سرب و جیوه از دوران باستان مستند شده است. درک مدرن از تحقیقات بهداشت صنعتی و بلایای زیست‌محیطی مانند مسمومیت با جیوه در میناماتا و بیماری ایتای-ایتای مرتبط با کادمیوم در ژاپن قرن بیستم پدید آمد که نشان داد مواجهه محیطی در سطح پایین می‌تواند باعث بیماری مزمن گسترده شود (Jarup, 2003).

Debates

آیا آستانه ایمنی برای مواجهه با سرب وجود دارد؟

شواهد فزاینده نشان می‌دهد که سرب در غلظت‌های خونی که زمانی قابل قبول تلقی می‌شدند، باعث اختلال در رشد عصبی می‌شود، که بسیاری از مقامات را به این نتیجه رسانده است که هیچ آستانه ایمنی شناسایی نشده و تمرکز باید بر پیشگیری از مواجهه باشد.

Key figures

• Paul B. Tchounwou
• Lars Jarup
• Philippe Grandjean

Seminal works

• tchounwou-2012
• jarup-2003
• naujokas-2013

Frequently asked questions

معمولاً منظور از «مسمومیت با فلزات سنگین» کدام فلزات است؟

در زمینه سلامت، این اصطلاح اغلب به فلزات و شبه‌فلزات سمی غیرضروری مانند سرب، جیوه، کادمیوم و آرسنیک اشاره دارد که حتی در دوزهای پایین نیز مضر هستند و هیچ نقش بیولوژیکی مفیدی ندارند.

چرا فلزات سمی به ویژه برای کودکان خطرناک هستند؟

سیستم عصبی در حال رشد به فلزاتی مانند سرب و جیوه بسیار حساس است و مواجهه در اوایل زندگی می‌تواند اثرات ماندگاری بر شناخت و رفتار داشته باشد؛ کودکان همچنین برخی فلزات را کارآمدتر از بزرگسالان جذب می‌کنند (Grandjean & Landrigan, 2006).