พิษจากโลหะหนัก

พิษจากโลหะหนักหมายถึงผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ที่เกิดจากการสัมผัสกับโลหะและกึ่งโลหะบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตะกั่ว ปรอท แคดเมียม และสารหนู ซึ่งไม่มีบทบาททางชีวภาพที่เป็นประโยชน์และเป็นอันตรายแม้ในปริมาณน้อย เนื่องจากธาตุเหล่านี้ไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ จึงคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมและสะสมในร่างกาย ซึ่งจะไปรบกวนกระบวนการของเซลล์หลายอย่าง

Definition

พิษจากโลหะหนักคือกลุ่มอาการไม่พึงประสงค์ที่เกิดจากการสัมผัสกับโลหะมีพิษและกึ่งโลหะที่ไม่จำเป็นต่อร่างกาย โดยหลักคือ ตะกั่ว ปรอท แคดเมียม และสารหนู ซึ่งมีการสะสมทางชีวภาพและรบกวนการทำงานของเซลล์ปกติ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงโลหะมีพิษหลัก เส้นทางการสัมผัสของมนุษย์ กลไกการบาดเจ็บทั้งที่เหมือนกันและจำเพาะต่อธาตุ ระบบอวัยวะที่ได้รับผลกระทบมากที่สุด และประชากรที่มีความเสี่ยงสูงสุด โดยถือว่าพิษจากโลหะหนักเป็นหัวข้ออ้างอิงในพิษวิทยาทางสิ่งแวดล้อมและอาชีวอนามัย และไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา

Core questions

• โลหะชนิดใดที่เป็นพิษต่อมนุษย์และผ่านเส้นทางการสัมผัสใดบ้าง?
• โลหะมีพิษทำลายเซลล์และเนื้อเยื่อด้วยกลไกใดบ้างที่เหมือนกัน?
• ระบบอวัยวะใดและช่วงพัฒนาการใดที่เปราะบางที่สุด?
• เหตุใดภาระของพิษจากโลหะจึงตกหนักกับประชากรและภูมิภาคเฉพาะ?

Key concepts

• โลหะมีพิษที่ไม่จำเป็นต่อร่างกาย (ตะกั่ว ปรอท แคดเมียม สารหนู)
• การสะสมทางชีวภาพและการคงอยู่
• ภาวะเครียดออกซิเดชันและอนุมูลอิสระ
• การจับกับหมู่ซัลฟ์ไฮดริลของโปรตีน
• ความเป็นพิษต่อระบบประสาทที่กำลังพัฒนา
• ความเป็นพิษต่อไต
• คีเลชันในฐานะแนวคิดเชิงกลไก

Mechanisms

โลหะมีพิษมีกลไกการบาดเจ็บหลายอย่างที่คล้ายกัน แม้จะมีความแตกต่างทางเคมีก็ตาม หลายชนิดจับกับหมู่ซัลฟ์ไฮดริล (ไทออล) บนโปรตีนอย่างแรง ยับยั้งเอนไซม์และรบกวนการทำงานของโครงสร้างและการขนส่ง และหลายชนิดส่งเสริมการสร้างอนุมูลอิสระ (reactive oxygen species) ทำให้เกิดความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันต่อไขมัน โปรตีน และ DNA (Tchounwou et al., 2012) นอกจากนี้ยังสามารถแทนที่โลหะที่จำเป็น เช่น สังกะสีและแคลเซียม ออกจากตำแหน่งการจับ ทำให้รบกวนการส่งสัญญาณและการเผาผลาญ ผลที่ตามมาคือการบาดเจ็บหลายอวัยวะ โดยระบบประสาท ไต และระบบหัวใจและหลอดเลือดมักได้รับผลกระทบ และระบบประสาทที่กำลังพัฒนาจะมีความไวเป็นพิเศษ (Grandjean & Landrigan, 2006)

Clinical relevance

โลหะหนักเป็นสาเหตุที่รู้จักกันดีของโรคที่สามารถป้องกันได้ และประวัติการสัมผัสเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินผู้ที่อาศัยหรือทำงานใกล้แหล่งปนเปื้อน ตะกั่วและปรอทเป็นสารพิษต่อระบบประสาทที่กำลังพัฒนา แคดเมียมทำลายไตและกระดูก และสารหนูในน้ำดื่มเชื่อมโยงกับโรคมะเร็งและโรคหัวใจและหลอดเลือด (Naujokas et al., 2013; Grandjean & Landrigan, 2006) บทความนี้อธิบายว่าสารเหล่านี้ก่อให้เกิดอันตรายในระดับประชากรได้อย่างไร และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

การสัมผัสกับโลหะมีพิษเป็นเรื่องที่แพร่หลายและเกิดขึ้นทั่วโลก การสัมผัสสารหนูเรื้อรังผ่านน้ำบาดาลที่ปนเปื้อนส่งผลกระทบต่อผู้คนหลายสิบล้านคน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบางส่วนของเอเชียใต้และตะวันออก และละตินอเมริกา (Naujokas et al., 2013) การสัมผัสตะกั่ว แม้จะลดลงในหลายประเทศหลังจากการเลิกใช้น้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่ว แต่ยังคงเป็นปัญหาสำคัญในบริเวณที่มีแหล่งปนเปื้อน การรีไซเคิลที่ไม่เป็นทางการ และผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคบางชนิดยังคงมีอยู่ การสัมผัสแคดเมียมเกิดขึ้นผ่านอาหาร ยาสูบ และอุตสาหกรรม (Jarup, 2003)

Evidence & guidelines

หลักฐานอ้างอิงจากการระบาดวิทยาทางสิ่งแวดล้อมและอาชีวอนามัย การตรวจวัดทางชีวภาพของความเข้มข้นของโลหะในเลือดและปัสสาวะ และพิษวิทยาเชิงกลไก บทความทบทวนเช่น Tchounwou et al. (2012) และ Jarup (2003) สรุปกลไกและผลกระทบต่อสุขภาพ ในขณะที่ Naujokas et al. (2013) สังเคราะห์วรรณกรรมเกี่ยวกับสารหนู หน่วยงานระดับชาติและนานาชาติกำหนดขีดจำกัดทางสิ่งแวดล้อมและค่าปริมาณการบริโภคชั่วคราวสำหรับโลหะเหล่านี้

History

การเป็นพิษจากโลหะเป็นหนึ่งในรูปแบบความเป็นพิษที่เก่าแก่ที่สุดที่ได้รับการยอมรับ โดยมีการบันทึกอันตรายจากตะกั่วและปรอทมาตั้งแต่สมัยโบราณ ความเข้าใจสมัยใหม่เกิดขึ้นจากการสอบสวนด้านสุขอนามัยอุตสาหกรรมและจากภัยพิบัติทางสิ่งแวดล้อม เช่น การเป็นพิษจากปรอทที่มินามาและโรคอิไต-อิไตที่เกี่ยวข้องกับแคดเมียมในญี่ปุ่นศตวรรษที่ 20 ซึ่งยืนยันว่าการสัมผัสสิ่งแวดล้อมในระดับต่ำสามารถก่อให้เกิดโรคเรื้อรังที่แพร่หลายได้ (Jarup, 2003)

Debates

มีเกณฑ์ที่ปลอดภัยสำหรับการสัมผัสตะกั่วหรือไม่?

หลักฐานที่สะสมบ่งชี้ว่าตะกั่วขัดขวางพัฒนาการทางระบบประสาทที่ความเข้มข้นในเลือดที่เคยถือว่ายอมรับได้ ทำให้หน่วยงานหลายแห่งสรุปว่ายังไม่มีการระบุเกณฑ์ที่ปลอดภัย และต้องมุ่งเน้นไปที่การป้องกันการสัมผัส

Key figures

• Paul B. Tchounwou
• Lars Jarup
• Philippe Grandjean

Seminal works

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

Frequently asked questions

โดยปกติแล้ว 'พิษจากโลหะหนัก' หมายถึงโลหะชนิดใด?

ในบริบทด้านสุขภาพ คำนี้มักจะหมายถึงโลหะมีพิษและกึ่งโลหะที่ไม่จำเป็นต่อร่างกาย ได้แก่ ตะกั่ว ปรอท แคดเมียม และสารหนู ซึ่งเป็นอันตรายแม้ในปริมาณน้อยและไม่มีบทบาททางชีวภาพที่เป็นประโยชน์

เหตุใดโลหะมีพิษจึงเป็นอันตรายต่อเด็กเป็นพิเศษ?

ระบบประสาทที่กำลังพัฒนามีความไวสูงต่อโลหะ เช่น ตะกั่วและปรอท และการสัมผัสในช่วงต้นของชีวิตอาจทำให้เกิดผลกระทบที่ยั่งยืนต่อการรับรู้และพฤติกรรม นอกจากนี้ เด็กยังดูดซึมโลหะบางชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าผู้ใหญ่ (Grandjean & Landrigan, 2006)