Độc tính của kim loại nặng

Độc tính của kim loại nặng đề cập đến những ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe do tiếp xúc với một số kim loại và á kim — đặc biệt là chì, thủy ngân, cadmium và asen — những chất không có vai trò sinh học hữu ích và gây hại ngay cả ở liều thấp. Vì các nguyên tố này không phân hủy sinh học, chúng tồn tại trong môi trường và tích lũy trong cơ thể, nơi chúng phá vỡ nhiều quá trình tế bào.

Definition

Độc tính của kim loại nặng là tập hợp các tác động bất lợi do tiếp xúc với các kim loại và á kim độc không thiết yếu — chủ yếu là chì, thủy ngân, cadmium và asen — những chất tích lũy sinh học và cản trở chức năng tế bào bình thường.

Scope

Chủ đề này bao gồm các kim loại độc chính, các con đường mà con người tiếp xúc, các cơ chế gây tổn thương chung và đặc trưng của từng nguyên tố, các hệ cơ quan bị ảnh hưởng nhiều nhất và các quần thể có nguy cơ cao nhất. Nó xem xét độc tính của kim loại nặng như một chủ đề tham khảo trong độc chất học môi trường và nghề nghiệp và không cung cấp hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị.

Core questions

• Những kim loại nào độc hại đối với con người và qua những con đường tiếp xúc nào?
• Bằng những cơ chế chung nào mà kim loại độc gây tổn thương tế bào và mô?
• Những hệ cơ quan và giai đoạn phát triển nào dễ bị tổn thương nhất?
• Tại sao gánh nặng độc tính kim loại lại ảnh hưởng nặng nề đến các quần thể và khu vực cụ thể?

Key concepts

• Kim loại độc không thiết yếu (chì, thủy ngân, cadmium, asen)
• Tích lũy sinh học và tính bền vững
• Stress oxy hóa và các loại oxy phản ứng
• Liên kết với các nhóm sulfhydryl của protein
• Độc tính thần kinh phát triển
• Độc tính thận
• Thải sắt như một khái niệm cơ chế

Mechanisms

Các kim loại độc có một số cơ chế gây tổn thương chung mặc dù có sự khác biệt về hóa học. Nhiều kim loại liên kết mạnh với các nhóm sulfhydryl (thiol) trên protein, ức chế enzyme và phá vỡ các chức năng cấu trúc và vận chuyển, và một số thúc đẩy sự hình thành các loại oxy phản ứng, gây tổn thương oxy hóa cho lipid, protein và DNA (Tchounwou et al., 2012). Chúng cũng có thể thay thế các kim loại thiết yếu như kẽm và canxi khỏi các vị trí liên kết của chúng, làm rối loạn tín hiệu và chuyển hóa. Kết quả là tổn thương đa cơ quan, với hệ thần kinh, thận và hệ tim mạch thường bị ảnh hưởng, và hệ thần kinh đang phát triển đặc biệt nhạy cảm (Grandjean & Landrigan, 2006).

Clinical relevance

Kim loại nặng là một nguyên nhân được công nhận gây ra bệnh có thể phòng ngừa được, và tiền sử tiếp xúc là một phần của việc đánh giá những người sống hoặc làm việc gần các nguồn ô nhiễm. Chì và thủy ngân là những chất độc thần kinh phát triển đã được xác định, cadmium gây tổn thương thận và xương, và asen trong nước uống có liên quan đến ung thư và bệnh tim mạch (Naujokas et al., 2013; Grandjean & Landrigan, 2006). Mục này giải thích cách các tác nhân này gây hại ở cấp độ quần thể và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Epidemiology

Tiếp xúc với kim loại độc là phổ biến và mang tính toàn cầu. Tiếp xúc asen mãn tính qua nước ngầm bị ô nhiễm ảnh hưởng đến hàng chục triệu người, đặc biệt ở các khu vực Nam và Đông Á và Mỹ Latinh (Naujokas et al., 2013). Tiếp xúc chì, mặc dù đã giảm ở nhiều quốc gia sau khi loại bỏ xăng pha chì, vẫn là một vấn đề lớn ở những nơi có các địa điểm bị ô nhiễm, tái chế không chính thức và một số sản phẩm tiêu dùng vẫn tồn tại; tiếp xúc cadmium xảy ra qua chế độ ăn uống, thuốc lá và công nghiệp (Jarup, 2003).

Evidence & guidelines

Bằng chứng dựa trên dịch tễ học môi trường và nghề nghiệp, giám sát sinh học nồng độ kim loại trong máu và nước tiểu, và độc chất học cơ chế. Các đánh giá như Tchounwou et al. (2012) và Jarup (2003) tóm tắt các cơ chế và tác động sức khỏe, trong khi Naujokas et al. (2013) tổng hợp tài liệu về asen. Các cơ quan quốc gia và quốc tế đặt ra giới hạn môi trường và giá trị hấp thụ tạm thời cho các kim loại này.

History

Ngộ độc kim loại là một trong những dạng độc tính được công nhận lâu đời nhất, với tác hại của chì và thủy ngân được ghi nhận từ thời cổ đại. Sự hiểu biết hiện đại xuất hiện từ các cuộc điều tra vệ sinh công nghiệp và từ các thảm họa môi trường như ngộ độc thủy ngân ở Minamata và bệnh itai-itai liên quan đến cadmium ở Nhật Bản thế kỷ XX, điều này đã xác định rằng tiếp xúc môi trường ở mức độ thấp có thể gây ra bệnh mãn tính trên diện rộng (Jarup, 2003).

Debates

Có ngưỡng an toàn nào cho việc tiếp xúc chì không?

Bằng chứng tích lũy cho thấy chì làm suy giảm sự phát triển thần kinh ở nồng độ trong máu từng được coi là chấp nhận được, khiến nhiều cơ quan chức năng kết luận rằng chưa xác định được ngưỡng an toàn nào và trọng tâm phải là ngăn ngừa tiếp xúc.

Key figures

• Paul B. Tchounwou
• Lars Jarup
• Philippe Grandjean

Seminal works

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

Frequently asked questions

Những kim loại nào thường được nhắc đến khi nói về 'độc tính kim loại nặng'?

Trong bối cảnh sức khỏe, thuật ngữ này thường đề cập đến các kim loại và á kim độc không thiết yếu như chì, thủy ngân, cadmium và asen, những chất gây hại ngay cả ở liều thấp và không có vai trò sinh học có lợi.

Tại sao kim loại độc đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ em?

Hệ thần kinh đang phát triển rất nhạy cảm với các kim loại như chì và thủy ngân, và việc tiếp xúc trong giai đoạn đầu đời có thể gây ra những ảnh hưởng lâu dài đến nhận thức và hành vi; trẻ em cũng hấp thụ một số kim loại hiệu quả hơn người lớn (Grandjean & Landrigan, 2006).