Ağır Metal Toksisitesi
Ağır metal toksisitesi, kurşun, cıva, kadmiyum ve arsenik gibi, biyolojik bir rolü olmayan ve düşük dozlarda bile zararlı olan belirli metallere ve metaloidlere maruz kalmanın neden olduğu olumsuz sağlık etkilerini ifade etmektedir. Bu elementler biyolojik olarak parçalanamadığından, çevrede kalıcılık göstermekte ve vücutta birikerek birçok hücresel süreci bozmaktadır.
Tanım
Ağır metal toksisitesi, biyolojik olarak biriken ve normal hücresel işlevlere müdahale eden, başta kurşun, cıva, kadmiyum ve arsenik olmak üzere, esansiyel olmayan toksik metallere ve metaloidlere maruz kalmanın neden olduğu olumsuz etkiler bütünüdür.
Kapsam
Bu konu, başlıca toksik metalleri, insanların maruz kaldığı yolları, ortak ve elemente özgü hasar mekanizmalarını, en çok etkilenen organ sistemlerini ve en yüksek risk altındaki popülasyonları kapsamaktadır. Ağır metal toksisitesini çevresel ve mesleki toksikolojide bir referans konusu olarak ele almakta olup, tanı veya tedavi talimatları sunmamaktadır.
Temel sorular
- Hangi metaller insanlar için toksiktir ve hangi maruziyet yollarıyla etki ederler?
- Toksik metaller, hücrelere ve dokulara hangi ortak mekanizmalarla zarar vermektedir?
- Hangi organ sistemleri ve gelişimsel dönemler en savunmasızdır?
- Metal toksisitesinin yükü neden belirli popülasyonlar ve bölgeler üzerinde yoğunlaşmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Esansiyel olmayan toksik metaller (kurşun, cıva, kadmiyum, arsenik)
- Biyobirikim ve kalıcılık
- Oksidatif stres ve reaktif oksijen türleri
- Protein sülfhidril gruplarına bağlanma
- Gelişimsel nörotoksisite
- Nefrotoksisite
- Mekanistik bir kavram olarak şelasyon
Mekanizmalar
Toksik metaller, kimyasal farklılıklarına rağmen çeşitli hasar mekanizmalarını paylaşmaktadır. Birçoğu proteinler üzerindeki sülfhidril (tiyol) gruplarına güçlü bir şekilde bağlanarak enzimleri inhibe etmekte ve yapısal ve taşıma işlevlerini bozmaktadır; ayrıca bazıları reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretimini teşvik ederek lipitlere, proteinlere ve DNA'ya oksidatif hasar vermektedir (Tchounwou et al., 2012). Aynı zamanda çinko ve kalsiyum gibi esansiyel metalleri bağlanma bölgelerinden uzaklaştırarak sinyalizasyonu ve metabolizmayı bozabilmektedirler. Bunun sonucunda çoklu organ hasarı meydana gelmekte olup, sinir sistemi, böbrekler ve kardiyovasküler sistem sıklıkla etkilenmekte, gelişmekte olan sinir sistemi ise özellikle hassas olmaktadır (Grandjean & Landrigan, 2006).
Klinik önem
Ağır metaller, önlenebilir hastalıkların bilinen bir nedeni olup, kontaminasyon kaynaklarının yakınında yaşayan veya çalışan kişilerin değerlendirilmesinde maruziyet öyküsü önemli bir yer tutmaktadır. Kurşun ve cıva, kanıtlanmış gelişimsel nörotoksik maddelerdir; kadmiyum böbrek ve kemiğe zarar vermekte, içme suyundaki arsenik ise kanserler ve kardiyovasküler hastalıklarla ilişkilendirilmektedir (Naujokas et al., 2013; Grandjean & Landrigan, 2006). Bu madde, bu ajanların popülasyon düzeyinde nasıl zarar verdiğini açıklamakta olup, bireysel tanı veya tedavi için bir temel oluşturmamaktadır.
Epidemiyoloji
Toksik metallere maruziyet yaygın ve küresel bir sorundur. Kirlenmiş yeraltı suyu yoluyla kronik arsenik maruziyeti, özellikle Güney ve Doğu Asya ile Latin Amerika'nın bazı bölgelerinde on milyonlarca insanı etkilemektedir (Naujokas et al., 2013). Kurşunlu benzinin kaldırılmasından sonra birçok ülkede azalmış olsa da, kontamine alanlar, kayıt dışı geri dönüşüm ve belirli tüketici ürünlerinin varlığını sürdürdüğü yerlerde kurşun maruziyeti önemli bir sorun olmaya devam etmektedir; kadmiyum maruziyeti ise diyet, tütün ve endüstri yoluyla meydana gelmektedir (Jarup, 2003).
Kanıt ve kılavuzlar
Kanıtlar, çevresel ve mesleki epidemiyoloji, kan ve idrardaki metal konsantrasyonlarının biyomonitörizasyonu ve mekanistik toksikolojiye dayanmaktadır. Tchounwou ve ark. (2012) ve Jarup (2003) gibi derlemeler mekanizmaları ve sağlık etkilerini özetlerken, Naujokas ve ark. (2013) arsenik literatürünü sentezlemektedir. Ulusal ve uluslararası kuruluşlar bu metaller için çevresel limitler ve geçici alım değerleri belirlemektedir.
Tarihçe
Metal zehirlenmesi, kurşun ve cıva kaynaklı zararların antik çağlardan beri belgelendiği, toksisitenin en eski bilinen biçimlerinden biridir. Modern anlayış, endüstriyel hijyen araştırmalarından ve Minamata'daki cıva zehirlenmesi ile yirminci yüzyıl Japonya'sındaki kadmiyumla ilişkili itai-itai hastalığı gibi çevresel felaketlerden ortaya çıkmıştır; bu olaylar, düşük düzeyli çevresel maruziyetin yaygın kronik hastalıklara neden olabileceğini ortaya koymuştur (Jarup, 2003).
Tartışmalar
- Kurşun maruziyeti için güvenli bir eşik var mıdır?
- Biriken kanıtlar, kurşunun bir zamanlar kabul edilebilir sayılan kan konsantrasyonlarında nörogelişimi bozduğunu göstermektedir; bu durum, birçok yetkilinin güvenli bir eşiğin belirlenemediği ve odağın maruziyetin önlenmesi olması gerektiği sonucuna varmasına yol açmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Paul B. Tchounwou
- Lars Jarup
- Philippe Grandjean
İlgili konular
Temel eserler
- tchounwou-2012
- jarup-2003
- naujokas-2013
Sıkça sorulan sorular
- 'Ağır metal toksisitesi' terimiyle genellikle hangi metaller kastedilmektedir?
- Sağlık bağlamında bu terim, genellikle düşük dozlarda bile zararlı olan ve faydalı bir biyolojik rolü bulunmayan esansiyel olmayan toksik metaller ve metaloidler olan kurşun, cıva, kadmiyum ve arseniği ifade etmektedir.
- Toksik metaller çocuklar için neden özellikle tehlikelidir?
- Gelişmekte olan sinir sistemi, kurşun ve cıva gibi metallere karşı oldukça hassastır ve erken yaşamdaki maruziyet, biliş ve davranış üzerinde kalıcı etkilere neden olabilmektedir; çocuklar ayrıca bazı metalleri yetişkinlerden daha verimli bir şekilde emmektedir (Grandjean & Landrigan, 2006).