Związki ołowiu są nadal jedną z najgroźniejszych trucizn. Zjawisko zatrucia tym metalem występuje głównie wskutek narażenia środowiskowego – kontakt z farbami ołowiowymi, zanieczyszczoną glebą, wodą pitną czy pyłem.
W Polsce ołów można traktować jako jedną z najgroźniejszych trucizn. Najnowsze dane wskazują, że narażenie nawet na niskie dawki ołowiu może skutkować zatruciem przejawiającym się zaburzeniami funkcji układu nerwowego, nadciśnieniem tętniczym czy zaburzeniami czynności nerek.
W ostrym zatruciu jonami ołowiu, zwykle będącym skutkiem narażenia zawodowego, stosuje się jako metodę z wyboru preparaty chelatujące. Więcej trudności sprawia leczenie przewlekłego zatrucia niskimi dawkami ołowiu, które może występować zarówno na skutek narażenia zawodowego, jak i środowiskowego. Dlatego też farmakoterapia ołowicy stanowi aktualny problem i jest nadal szeroko badana.
Współcześnie za środowiskowe narażenie na ołów w znacznej mierze odpowiadają farby ołowiane stosowane w budownictwie. Ich starzenie się skutkuje rozprzestrzenianiem się ołowiu wraz z pyłem oraz jego przedostawaniem się do gleby. Woda pitna stanowi kolejne ważne źródło ekspozycji na ołów, ponieważ nadal nie wszystkie rury doprowadzające wodę wykonane ze stopów ołowiowych zostały wyłączone z użytku. Ołów można znaleźć również w żywności przechowywanej w pojemnikach malowanych farbami zawierającymi ołów.
Natomiast zawodowe narażenie na oddziaływanie ołowiu występuje głównie w hutnictwie cynku i ołowiu, miedzi i metali nieżelaznych, a w nieco mniejszym stopniu – przy produkcji akumulatorów, remontach statków, renowacji i oczyszczaniu zbiorników przemysłowych, przy przerobie odpadów i złomu. Incydentalnie narażenie może występować przy produkcji kabli, czcionek drukarskich, barwników, insektycydów oraz w szeroko pojętym przemyśle chemicznym i zbrojeniowym.
Wchłanianie ołowiu następuje głównie poprzez układ oddechowy i przewód pokarmowy. W przybliżeniu 30–40% wdychanego ołowiu jest wchłaniane do krwi. Natomiast absorpcja poprzez układ pokarmowy waha się w zależności od stanu odżywienia i wieku. Wchłanianie ołowiu jest największe w dzieciństwie; niemowlęta mogą wchłonąć do 50% ołowiu z żywności, wody, kurzu lub zanieczyszczonej gleby, podczas gdy dorośli pochłaniają tylko 5–10%. Organiczne związki ołowiu dobrze wchłaniają się przez skórę.
Ołów rozprzestrzenia się w organizmie za pośrednictwem krwioobiegu w trzech przedziałach farmakokinetycznych: łatwo wymiennym (krew i narządy miąższowe), o pośredniej szybkości wymiany (skóra i mięśnie) oraz wolno wymiennym (kości i zęby). U dorosłych około 80–95% ołowiu jest zmagazynowane w kościach.
Nieorganiczny ołów podlega wydalaniu w postaci niezmienionej. Odbywa się ono głównie z moczem, a ponadto z żółcią, potem, śliną i sokiem żołądkowym. Natomiast organiczne związki ołowiu metabolizowane są w wątrobie do wysoko neurotoksycznego trietylo- i trimetyloołowiu.
Wiele badań sugeruje, że za toksyczne oddziaływanie ołowiu na organizmy w znacznej mierze odpowiada stres oksydacyjny. Pierwiastek ten nie tylko posiada zdolność do generowania reaktywnych form tlenu (RFT), lecz także modyfikuje funkcję układu antyoksydacyjnego. Wykazano między innymi, że wpływa na ekspresję i aktywność enzymów antyoksydacyjnych, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) czy peroksydaza glutationowa (GPx). Ponadto pojawiły się doniesienia, że ołów ma właściwości prozapalne, ponieważ przyczynia się do wzrostu aktywności cyklooksygenazy 2 (COX-2) oraz stężeń interleukiny 6 (Il-6), czynnika martwicy nowotworów α (TNF-α), a także białka C-reaktywnego (CRP).
Ołów jest dwuwartościowym kationem o silnej zdolności do wiązania się z grupami sulfhydrylowymi (tiolowymi) białek, co skutkuje zakłóceniem funkcji wielu enzymów, czym można uzasadnić związek pomiędzy zatruciem ołowiem a przewlekłym zmęczeniem i niedokrwistością. Dodatkowo ołów może pośrednio zwiększać poziom nukleotydów pirymidynowych w krwinkach czerwonych, co prowadzi do niedokrwistości.
W zatruciu ołowiem dochodzi do zaburzeń neurologicznych i behawioralnych. Neurologiczne objawy ołowicy można uzasadnić konkurencją jonów ołowiu z jonami wapnia, co jest szczególnie szkodliwe dla rozwijającego się układu nerwowego płodu. Ponadto ołów osłabia także barierę krew– mózg, co może skutkować obrzękiem mózgu, podwyższonym ciśnieniem śródczaszkowym i encefalopatią.
Wczesne objawy ołowicy, zarówno u dorosłych jak i dzieci, to m.in. rozdrażnienie, bóle głowy, zmniejszenie koncentracji, utrata pamięci i obniżenie zdolności poznawczych. Zatrucie ołowiem w dzieciństwie skutkuje zaburzeniem impulsywności, niezdolnością do naśladowania, zmniejszoną aktywnością, obniżonym ilorazem inteligencji oraz słabą koncentracją uwagi. Natomiast najpowszechniej udokumentowane objawy neurologiczne zatrucia u dorosłych to obwodowa neuropatia, zwykle z udziałem grup mięśni prostowników, która objawia się najczęściej opadaniem nadgarstka lub stopy.
WPŁYW ZATRUCIA OŁOWIEM
NA FUNKCJONOWANIE PRZEWODU POKARMOWEGO
Kolka ołowicza jako jeden z klasycznych objawów zatrucia ołowiem
Chociaż kolka ołowicza (colica saturnina) obecnie występuje niezmiernie rzadko, należy o niej pamiętać w ogólnych algorytmach diagnostycznych nawracających bólów brzucha. Przejawia się silnymi, rozlanymi, kurczowymi bólami, które mogą być poprzedzone uczuciem gniecenia w nadbrzuszu, brakiem łaknienia czy zaparciami. Dolegliwościom bólowym towarzyszą nudności, wymioty, a także bezmocz. W badaniach laboratoryjnych stwierdza się wzrost wartości biomarkerów narażenia – stężenia ołowiu we krwi, cynkoprotoporfiryny w erytrocytach, kwasu delta-aminolewulinowego w moczu. Ponadto obserwuje się przejściową hiperbilirubinemię, wzrost aktywności enzymów wątrobowych, białkomocz oraz wzrost stężenia kreatyniny. Kolce ołowiczej może także towarzyszyć niedokrwistość.
Wchłanianie ołowiu w przewodzie pokarmowym. Interakcje ołowiu z witaminą D
W treści pokarmowej ołów występuje głównie w postaci kompleksów fosforanowych, które nie są transportowane przez nabłonek jelitowy. Dlatego też u osób dorosłych jedynie około 5–10% przyjętej dawki ołowiu ulega wchłanianiu w przewodzie pokarmowym, a pozostała część jest eliminowana z kałem. Jednak są to tylko wartości szacunkowe podlegające wahaniom zależnym od zmienności osobniczej, wieku oraz szeregu czynników związanych z dietą. Przykładowo dieta wysokotłuszczowa, bogata w wapń, żelazo, magnez czy fosforany, a także spożywanie etanolu zmniejszają wchłanianie ołowiu. Natomiast ograniczenie spożycia pokarmów powoduje wzrost ilości wchłoniętego ołowiu. Podobnie skutkuje niedobór żelaza czy podawanie cytrynianu sodu lub D-penicylaminy.
Wchłanianie ołowiu w jelitach ułatwia także witamina D; przy czym wysokie dawki witaminy D nie zwiększają znacząco wchłaniania ołowiu w stosunku do wyników uzyskanych dla fizjologicznych dawek tej witaminy z uwagi na niski próg wysycenia jej receptorów w jelicie. Z drugiej strony ołów hamuje konwersję witaminy D do jej aktywnej formy. W jednym z badań przeprowadzonych w populacji dzieci, u których stężenie ołowiu we krwi mieściło się w zakresie 33–120 mg/dl, zaobserwowano spadek stężenia 1,25-dihydrokcholekalcyferolu. W innej grupie dzieci eksponowanych na działanie ołowiu (Pb-B¤62 mg/dl) wykazano natomiast spadek stężenia wapnia i zwiększenie stężenia parahormonu.
Ołów a funkcje żołądka
W badaniach wykazano, że ołów wpływa na funkcję żołądka za pośrednictwem tlenku azotu (NO). W narażeniu na ten metal obserwuje się wzrost stężenia NO, który jest wprost proporcjonalny do czasu trwania ekspozycji. Z kolei wzrost stężenia NO zwiększa napięcie nerwu błędnego. Mediator ten poprawia także ukrwienie żołądka oraz bezpośrednio wpływa na miocyty, zwiększając ich kurczliwość, co przekłada się na wzmożoną perystaltykę.
Ołów a funkcje wątroby
Wątroba jest pierwszym organem narażonym na wchłaniane w przewodzie pokarmowym ksenobiotyki. Narząd ten składa się z wysokoaktywnej metabolicznie tkanki. Pełni ona m. in. funkcję detoksykacyjną.
W badaniach stwierdzono, że wymiary wątroby są znamiennie większe u pracowników zawodowo narażonych na oddziaływanie ołowiu w porównaniu do grupy kontrolnej. Ponadto pracownicy ci mieli objawy wskazujące na przewlekły proces zapalny toczący się w obrębie ścian dróg żółciowych i pęcherzyka żółciowego.
INTERAKCJE OŁOWIU Z WYBRANYMI MIKROELEMENTAMI
Cynk
Przyjmuje się, że ołów współzawodniczy z cynkiem w wiązaniu się z proteinami. Dlatego też wysunięto przypuszczenie, że suplementacja cynkiem może osłabiać absorpcję ołowiu w układzie pokarmowym. (…). Założenia te znajdują odzwierciedlenie w badaniach na zwierzętach. Wykazano, że szczury, którym ograniczono podaż cynku w diecie, miały wyższe wartości stężeń ołowiu we krwi oraz wyższe wartości ciśnienia tętniczego w porównaniu do szczurów karmionych pełnowartościowym pokarmem. (….).
Żelazo
Podobnie jak cynk, żelazo także jest uważane za pierwiastek ograniczający wchłanianie ołowiu w jelitach, a jego niedobór wiąże się ze wzrostem stężenia ołowiu we krwi. (…). Związek pomiędzy małą podażą żelaza a zwiększoną biodostępnością ołowiu wykazano w licznych pracach, które prowadzono, badając głównie populacje dziecięce. Równocześnie istnieją doniesienia, których autorzy nie wykazali związku pomiędzy stężeniem żelaza i ołowiu we krwi u ludzi. Na tej podstawie można przypuszczać, że niedobór żelaza wpływa na wchłanianie ołowiu, natomiast narażenie na ołów nie wpływa istotnie na wchłanianie żelaza.
Selen
Selen także należy do grupy wykazującej interakcje z ołowiem. Odgrywa on rolę kofaktora jednego z enzymów antyoksydacyjnych, peroksydazy glutationowej, dzięki czemu przyczynia się do ograniczania negatywnych skutków indukowanego ołowiem stresu oksydacyjnego. Dodatkowo selen może tworzyć kompleksy z ołowiem, redukując jego wolną pulę w organizmie. Właśnie tworzeniem się kompleksów z ołowiem i ich magazynowaniem w erytrocytach można tłumaczyć obniżone wartości stężenia selenu, jakie obserwowano w surowicy bądź osoczu eksponowanych na ołów organizmów. Dlatego też w ołowicy zwiększonemu spożyciu selenu przypisuje się efekt protekcyjny. (…).
PODSUMOWANIE
Mimo że wiele prac poświęcono toksykologii ołowiu, patomechanizmy jego oddziaływania na organizm człowieka poznano jedynie fragmentarycznie. Dlatego też aktualna wiedza o zależnościach pomiędzy narażeniem na ten pierwiastek a funkcją układu pokarmowego jest wciąż niepełna. W konsekwencji uzasadnienie objawów klinicznych z zakresu gastroenterologii, jakie prezentują pacjenci z ołowicą, konkretnymi procesami patofizjologicznymi jest nadal poddawane szerokim badaniom. Wiadomo dokładnie jedynie, że ołów modyfikuje procesy metaboliczne zachodzące w wątrobie, uszkadza drogi żółciowe, wpływa na motorykę żołądka oraz wykazuje liczne interakcje z mikroelementami, co zwrotnie może wpływać na proces jego wchłaniania z przewodu pokarmowego.
Michał Dobrakowski, Jacek Kiełtucki, Magdalena Wyparło-Wszelaki, Sławomir Kasperczyk, Wpływ przewlekłego zatrucia ołowiem na zmiany patofizjologiczne w układzie pokarmowym oraz interakcje ołowiu z wybranymi mikroelementami, Medycyna Środowiskowa – Environmental Medicine, 2013, Vol. 16, No. 3, s. 42-46.
