მძიმე მეტალები | ის, რაც უნდა ვიცოდეთ

მძიმე მეტალები ბუნებრივად არსებობს გარემოში. მათი აღმოჩენა შესაძლებელია ზოგიერთ მედიკამენტში, საკვებში, კვებით დანამატებში. ნორმალური რაოდენობით ზოგიერთი მათგანი აუცილებელია მთელი რიგი ბიოლოგიური პროცესების წარმართვისთვის. ინდუსტრიული გამოყენების ქიმიკატები ასევე შეიცავს მძიმე მეტალებს, რომელთა კონტაქტი ნიადაგთან, ჰაერთან, წყალთან – მძიმე შედეგების მომტანია ჯანმრთელობისთვის.

მძიმე მეტალებით მოწამვლა ორგანოთა დაზიანების, ქცევითი ანომალიების, მენტალური პრობლემების მიზეზი შეიძლება გახდეს. ბავშვთა ასაკში მძიმე მეტალებით მოწმავლა ხანგრძლივ, სერიოზულ პრობლემებს იწვევს.

ვერცხლისწყალი, ტყვია, ქრომი, კადმიუმი და დარიშხანი ყველაზე გვრცელებული ტოქსიკური მძიმე მეტალებია. ხშირია ისეთი მეტალებით ინტოქსიკაცია, როგორებიცაა: ალუმინი, სპილენძი, რკინა, მანგანუმი, ნიკელი, სელენი, სილიციუმი, თალიუმი, თუთია, ბერილიუმი, ვერცხლი, კობალტი და სხვა. ჰაერის, წყლის, ნიადაგის დაბინძურება ამ მეტალებით, მწვავე ან ქრონიკული მოწმამვლის მიზეზი ხდება. ამ ელემენტების ქსოვილებში ბიოაკუმულაცია, ტოქსიკური ეფექტების და სხვადასხვა ორგანოების დაზიანებას და დისფუნქციას იწვევს. მძიმე მეტალები არღვევს უჯრედულ პროცესებს, მათ შორის: ზრდას, გამრავლებას, დიფერენციაციას, აღდგენით პროცესებს (რეპარაციას) და აპოპტოზს (უჯრედის პროგრამირებულ სიკვდილს). ამ მეტალების პათოლოგიური ზემოქმედების მექანიზმები მსგავსია და იწვევს ორგანიზმის ანტიოქსიდანტური და ენზიმური აქტივობის შემცირებას და ოქსიდაციურ სტრესს. გარდა ამისა, ზოგიერთი მათგანი ხასიათდება შერჩევითი კავშირებით კონკრეტულ მაკრომოლეკულებთან. მაგ: ტყვიის ურთიერთქმედება ამინოლევულინის მჟავის დეჰიდრატაზასთან და ფეროხელატაზასთან იწვევს მის აკუმულირებას და პათოლოგიურ ზემოქმედებას ნერვულ ქსოვილზე, იწვევს ასევე ანემიას და სხვა. ქრომს, კადმიუმს, დარიშხანს შეუძლია გენომური არასტაბილურობის გამოწვევა, რასაც შედეგად მოყვება ოქსიდაციური სტრესი და დნმ-ის რეპარაციული (აღდგენითი) პროცესების დეფექტები, შედეგად ა სიმსივნური და სხვა პათოლოგიური პროცესების განვითარება.

ვერცხლისწყალი (Hg, მერკურიუმი)

• ცნს დაზიანება
• თირკმლის დისფუნქცია
• გასტრო-ინტესტინური წყლულები
• ჰეპატოტოქსიურობა

მექანიზმი

• თიოლის შეკავშირება
• ფერმენტების ინაქტივაცია
• ოქსიდაციური რადიკალების წარმოშობა
• წყლის მოლეკულების სატრანსპორტო ცილების შემცირება
• გლუტათიონის პეროქიდაზას ინჰიბირება

ვერცხლისწყალი (მერკურიუმი) სამი ფორმით არსეობს: მეტალის (Hg0), არაორგანული (Hg+, Hg2+) და ორგანული ვერცხლისწყლის (მეთილ ან ეთილვერცხლისწყლის) სახით. ელემენტარული (მეტალური) ვერცხლისწყალი ოთახის ტემპერატურაზე თხევადია, ადვილადაქროლადია და წარმოქმნის ორთქლს, რომელიც დიდი კონცენტრაციის შესუნთქვის შემთხვევაში საშიშია ჯანმრთელობისთვის. ის გადის თავის ტვინის ჰემატო-ენცეფალურ და პლაცენტის ბარიერს და ბევრად მაღალი ტოქსიკურობით გამოირჩევა, ვიდრე, არაორგანული ვერცხლისწყალი.

ორგანული ვერცხლისწყალი მეთილ-ვერცხლისწყალი (Me-Hg) ან ეთილ-ვერცხლისწყალი (Et-Hg) ბევრად ტოქსიკურია, ვიდრე მისი არაორგანული ნაერთები. ადვილად შეიწოვება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტიდან. ვერცხლისწყლის ნაერთებს ფართო გამოყენება აქვს სამთამადნო სქმიანობაში, განსაკუთრებით ოქროს მოპოვებაში, ასევე ინდუსტრიულ პროცესებში, მაგ: ფლუორესცენტული ნათურების წარმოებაში.

მეთილ და ეთილ-ვერცხლისწყლის ნაერთები გამოიყენება როგორც ფუნგიციდები, მცენარეთა დაცვის საშუალებებში. წარსულში ვერცხლისწყალი ზოგიერთი სამკურნალო მედიკამენტის – დიურეტიკების და სადეზინფექციო საშუალებების წარმოებაში იხმარებოდა, თუმცა დღეისათვის ისინი ჩანაცვლებულია უფრო უსაფრთხო საშუალებებით. ვერცხლისწყლის ქლორიდი აქტიური ინგრედიენტია კანის გასაღიავებელი კრემების, საპნების და ჭორფლების მოსაშორებელი საშუალებების შემადგენლობაში. HgCl2 ახდენს მელანინის თიროზინაზას შეუქცევად ინჰიბირებას და უზრუნველყოფს მელანინის აკუმულირების შემცირებას.

არაორგანული ვერცხლისწყლის ნაერთები აკუმულირდება თირკმლებში. მათ ჰემატოენცეფალური და პლაცენტის ბარიერების გავლის უნარი არ გააჩნია.

ტყვია (Pl)

• ცნს დაზიანება
• ფილტვების დისფუნქცია
• ანემია
• გასტროინტესტინური კოლიკა
• ღვიძლის დაზიანება
• კარდიოვასკულური დაზიანებები

მექანიზმი

• ანთებითი ციტოკინების IL-1β, TNF-α, and IL-6 გაძლიერებული გამოყოფა ცნს-ში
• შრატში ET-1, NO, and EPO კონცენტრაცის გაზრდა
• ამინოლევულინის მჟავის ფეროხელატაზას და დიჰიდროგენაზას ინჰიბირება (ჰემოგლობინის ჰემის სინთეზის დარღვევა)
• ანტიოქსიდანტების GSH, SOD, CAT და GPx კონცენტრაციის შემცირება.

ტყვია ერთერთი ყველაზე ტოქსიკური მძიმე მეტალია, რომელიც საკმაოდ უხვადაა გარემოში და მისი შეღწევა ორგანიზმში შესაძლებელია სასუნთქი სისტემით, კანით, საჭმლის მომნელებელი სისტემით. ტყვია ზეგავლენას ახდენს ნერვულ, შარდ-სასქესო, კარდიო-ვასკულურ, სასუნთქ სისტემებზე იმუნო-მოდულაციური, ოქსიდაციური და ანთებითი მექანიზმების მეშვეობით.

ტყვიის ხანგრძლივი, ქრონიკული ზემქმედებით ვითარდება ანემია, რაც განპირობებულია ჰემის სინთეზში მონაწილე ორი ფერმენტის – ამინოლევულინმჟავას დეჰიდრატაზის და ფეროქელატაზის ინჰიბირებით. ასევე ტყვიის გავლენით ვითარდება ოქსიდანტებსა და ანტიოქსიდანტებს შორის დისბალანსი და ოქსიდაციური სტრესი. GPx, CAT და SOD მეტალოპროტეინებია, რომელთა ანტიოქსიდანტური და თავისუფალი რადიკალების საწინააღმდეგო ფუნქციები ქვეითდება ტყვიის ზემოქმედებით. ტყვიით ხანგრძლივი ინტოქსიკაცია არღვევს იმუნური სისტემის ფუნქციონრებას, კერძოდ ახდენს ლიმფოციტების და NK (ნატურალური კილერები) უჯრედების პროლიფერაციის დათრგუნვას მძღოლებში, ბატარიების წარმოების მუშებში, ვერცხლის ნაკეთობების სპეციალისტებში. არსებობს გარკვეული მონაცემები ტყვიის ხანგრძლივ ზემოქმედებასა და ათეროსკლეროზული და კარდიოვასკულური დაავადებების ურთიერთკავშირს შორის.

ქრომი (CR)

• თირკმლის დისფუნქცია
• გასრტო-ინტესტინური დარღვევევბი
• კანის დაავადებები
• ფილტვის, თირკმლის, შარდის ბუშტის, ძვლის, ფარისებრი ჯირკვლის სიმსივნეები

მექანიზმი:

• დნმ დაზიანება
• გენომური არასტაბილურობა
• ოქსიდაციური სტრესი და ოქსიდაციური რადიკალების წარმოქმნა

ქრომი გვხვდება დედამიწის ქერქსა და ზღვის წყლებში. ასევე დაკავშირებულია ინდუსტრიულ პროცესებთან. ქრომის სამვალენტური ფორმა მცირე ოდენობით აუცილებელია ორგანიზმში მიმდინარე პროცესებისთვის – ლიპიდების და ცილების მეტაბოლიზმის, ასევე ინსულინის კოფაქტორის აქტივობისთვის. ქრომის 6 ვალენტური ფორმა კლასიფიცირებულია, როგორც პირველი ჯგუფის პროფესიული კანცეროგენი. პოპულაციაზე ქრომის ზემოქმედება ხდება მისი მიღებით წყალთან, საკვებთან, სამკურნალო საშუალებებთან ერთად. ქრომს მაღალი ბიოაკუმულაციის უნარი გააჩნია ადამიანის ორგანოებსა და ქსოვილებში, რაც ვლინდება კანის, თირკმლის, ნერვული სისტემის, ძვლების, ენდოკრინული ჯირკვლების, საჭმლის მომნელებელი და სასუნთქი სისტემის დისფუნქციით და სიმსივნეებით.

ქრომის კანცეროგენული თვისებებითაა განპირობებული დნმ-ის ტრანსკრიპციის რეგულაციის დარღვევა და გენომური არასტაბილურობა.

ჰექსავალენტური (6-ვალენტური) ქრომით გამოწვეული ოქსიდაციური სტრესი და წარმოქმნილი ოქსიდაციური რადიკალები ერთი მხრივ მიმართულია დნმ-ის და უჯრედული ლიპიდური სტრუქტურების გახლეჩისკენ, მეორეს მხრივ კი აინჰიბირებს დაზიანებული უჯრედის აპოპტოზს (პროგრამირებულ სიკვდილს), რასაც მივყავართ გენეტიკური მუტაციების შედეგად სიმსივნური პროცესების განვითარებამდე.

კადმიუმი (Cd)

• ძვლის დეგენერაციული დაავადებები
• თირკმლის დაავადებები
• ღვიძლის დაზიანება
• გასტრო-ინტესტინური დაზიანებები
• ფილტვის დაზიანება
• თუთიის და სპილენძის მეტაბოლიზმის დარღვევა

მექანიზმი:

• გენების ექსპრესიის დისრეგულაცია
• აპოპტოზის ინჰიბირება
• რეპარაციული (აღდგენითი) პროცესების დათრგუნვა
• ოქსიდაციური სტრესი
• ოქსიდაციური რადიკალების წარმოქმნა
• ფოსფორილირების ჯაჭვური რეაქციების დარღვევა
• პარათჰორმონის დაქვეითება სისხლში

კადმიუმი გვხვდება ნიადაგსა და წყალში სულფატების, სულფიდების, ქლორიდების, კარბონატების და სხვა მარილების სახით. მისი კონცენტრაციის მატება გარემოში, როგორც წესი ინდუსტრიული პროცესების არასწორი მართვის შედეგია. დაბინძურებული წყლით, საკვებით თუ ჰაერით, ორგანიზმში მოხვედრილი კადმიუმი, იწვევს როგორც ხანმოკლე, ისე ხანგრძლივ ტოქსიკურ ეფექტებს – ზემოქმედების დროის და დოზის გათვალისწინებით. კადმიუმი, ისევე როგორც ქრომი კლასიფიცირებულია პირველი ჯგუფის კანცეროგენად. კადმიუმის მტვერი იწვევს ბევრად მძიმე ინტოქსიკაციას, ვიდრე მისი მიღება დაბინძურებული საკვებით ან წყლით. კადმიუმის მტვრის ქრონიკული ინჰალაციის შედეგად ფილტვის, თირკმლის, ძვლის და სხვა ორგანოთა სისტემების დაავადებები და სიმსივნეები უვითარდებათ შუშის წარმოების, ლითონების შენადნობების, ელექტრობატარიების და გალვანიზაციის პროცესებზე მომუშავე ადამიანებს.

აღწერილია, საკვების და წყლის რეზერვუარების კადმიუმით მასობრივად დაბინძურების შემთხვევები (იაპონიაში), რის შემდეგაც დაავადებულებს განუვითარდათ ძვლის დეგენერაციული პროცესები, თირკმლის უკმარისობა, ფილტვების და კუჭნაწლავის სისტემის დაზიანებები.

კადმიუმის კონცენტრაცია თითქმის ორჯერ მაღალია მწეველების სისხლში, არამწეველებთან შედარებით, რაც სავარაუდოდ დაკავშირებულია თამბაქოს ფოთლებში კადმიუმის (და სხვა მძიმე მეტალების) აკუმულაციასთან.

ორგანიზმში კადმიუმის შებოჭვას ახდენს მეტალოპროტეინები, რომლებიც ამ გზით უზრუნველყოფს მათ „გაუვნებლებას“. მაგრამ, ორგანიზმში კადმიუმის მაღალი კონცენტრაციის დროს იზრდება შეუბოჭავი კადმიუმის კონცენტრაციაც და ვლინდება მისი ტოქსიკური ეფექტი. კადმიუმის ბიოაკუმულაცია ძირითადად ხდება ღვიძლსა და თირკმელებში, რაც განაპირობებს ამ ორგანოების კანცეროგენურ პროცესებს. სხვა მეტალების მსგავსად, კადმიუმს აქვს პლაზმის ცილასთან – ალბუმინთან დაკავშირების უნარი; ეს არღვევს პლაზმაში კალციუმის, თუთიის და რკინის წონასწორობას და იწვევს მასთან ასოცირებული დაავადებების განვითარებას. კადმიუმის გამოხატული ოსტეოტოქსიურობა (ძვლის ქსოვილზე ტოქსიკური გავლენა) განპირობებული უნდა იყოს პარათჰორმონის დისფუნქციასთან და ამასთან დაკავშირებულ კალციუმის ცვლის დარღვევასთან

დარიშხანი (As)

• კარდიო-ვასკულური დისფუნქცია
• კანის და თმის დაზიანება
• ცნს-ის დაზიანება
• გასტრო-ინტესტინური დარღვევევბი
• ღვიძლის უჯრედების და ერითროციტების დაზიანებები

მექანიზმი:

• კაპილარული ნედოთელიუმის დაზიანება
• გლუტათიონის კონიუგაციის დაღვევა (ანტიოქსიდაციური ფუნქციის დაზიანება)
• ატფ სინთეზის დარღვევა
• ნეიროტრანსმიტერული ჰომეოსტაზის დარღვევა

დარიშხანი ისტორიულად უძლიერეს შხამს წარმოადგენს. ის ცნობილია როგორც „შხამების მეფე და მეფეთა შხამი“. ბუნებაში ის არსებობს მეტალოიდის (As0), არაორგანული (As3+ and As5+), ორგანული დარიშხნის და არსინის (AsH3) სახით.

დარიშხნის შეწოვა ხდება წვრილი ნაწლავიდან. ასევე შესაძლებელია კანით და სასუნთქი გზებით მისი კონტამინაცია. ის ვრცელდება: ფილტვებში, გულში, თირკმელებში, ღვიძლში, კუნთებში, ნერვულ ქსოვილში.

დარიშხნით მწვავე და ქრონიკული მოწამვლა დაკავშირებულია მთელი რიგი სასიცოცხლო ენზიმების (ფერმენტების) ინაქტივაციასთან. პირუვატდეჰიდროგენაზას ინაქტივაციით ხდება კრებსის ციკლის ბლოკირება და შედეგად ატფ-ის სინთეზის შეფერხება, რაც იწვევს უჯრედული ციკლის დარღვევას და უჯრედის ნეკროზს. დარიშხნის ტოქსიკური ეფექტი სისხლძარღვის ენდოთელიუმზე, განაპირობებს სისხლძარღვების განვლადობის მომატებას, სისხლძარღვების გაფართოებას და ცირკულატორულ კოლაფსს. ქრონიკული ინტოქსიკაციისას, დარიშხანს შეუძლია პლაცენტის ბარიერის გადალახვა და ადრეულ გესტაციურ ვადაზე სპონტანური აბორტის, მკვდრადშობადობის ან ნაადრევი მშობიარობის ინიცირება.

დარიშხანი აკუმულირდება კანის უჯრედებში და იწვევს კერატოზს და ჰიპერპიგმენტაციას. კერატინოციტების ექსპრესიის დაქვეითებას მოყვება აპოპტოზის აბერაცია და კანის სიმსივნური გადაგვარება.

ჰეპატოცელულური კარცინომა და ანგიოსარკომა ასოცირებულია დარიშხნით ინტოქსიკაციასთან.

ოქსიდაციური სტრესით გამოწვეული ლიპიდური პეროქსიდაცია იწვევს დნმ-ის დაზიანებას და ცნს-ის უჯრედების სიკვდილს.

საკვლევი მასალა

საკვლევი მასალის შერჩევა ხდება იმის მიხედვით, თუ რომელ მეტალზე ტარდება ტესტი, რა ხანგრძლივობის ზემოქმედებას ქონდა ადგილი (მოკლევადიანი, გრძელვადიანი). შარდი და სისხლი ყველაზე გავრცელებული საკვლევი მასალაა. ქრონიკული ინტოქსიკაციის დიაგნოსტირებისთვის, ზოგჯერ საჭიროა ფრჩხილის და თმის კვლევა.

როგორ მოვემზადოთ ტესტისთვის?

ზოგიერთი საკვები (თევზეული, კიბოსნაირები) და მედიკამენტები შესაძლოა შეიცავდეს ამა თუ იმ მძიმე მეტალს, ამიტომ კვლევის ჩატარებამდე 48 საათის განმავლობაში, ასეთი პროდუქტების და მედიკამენტების მიღება რეკომენდებული არ არის.

პასუხების ინტერპრეტაცია

მძიმე მეტალების ნორმასთან შედარებით მაღალი კონცენტრაცია სისხლში, შესაძლოა მძიმე ინტოკსიკაციის ნიშანი იყოს, თუმცა არა ყოველთვის. სიმპტომების არარსებობის დროსაც კი, აუცილებელია მოიძებნოს ინტოქსიკაციის წაყარო, ტოქსიკური ექსპოზიციის შესამცირებლად. საჭიროების მიხედვით, ხელატური (შებოჭვითი) თერაპიაც ინიშნება. ხელატურ თერაპიას როგორც წესი სერიოზული გვერდითი ეფექტები ახლავს, ამიტომ მკურნალობის საკითხი, რისკების და სარგებლის შეფასების საფუძველზე, უნდა გადაწყვიტოს ექიმმა.

მძიმე მეტალის ნორმალური ან დაბალი კონცენტრაცია სისხლში, მიუთითებს ინტოქსიკაციის არარსებობაზე. თუმცა, ზოგიერთი მძიმე მეტალი სწრაფად ტოვებს სისხლის ნაკადს და აკუმულირდება ქსოვილებში. შესაბამისად, სიმპტომების არსებობის დროს, სისხლში მძიმე მეტალების დაბალი კონცენტრაციის გამოვლენის მიუხედავად, ზოგჯერ საჭირო ხდება დამატებითი კვლევები – კანის, თმის, ფრჩხილის და სხვა ქსოვილების.

სიმპტომები

სიმპტომები დამოკიდებულია: მეტალის სახეობაზე, ორგანიზმში მის კონცენტრაციაზე, პაციენტის ასაკზე, თუმცა ზოგადი კლინიკური სურათი მეტნაკლებად მსგავს, ინტოქსიკაციის ჩივილებს მოიცავს.

• გულისრევა-ღებინება
• მუცლის ტკივილი
• დიარეა
• ხელებსა და ფეხებში ჩხვლეტის – ჭიანჭველების შეგრძნება
• სუნთქვის გახშირება
• შემცივნებები
• კუნთური სისუსტე
• მეხსიერებისა და ქცევის ცვლილებები
• გულის რითმის დარღვევა და სხვა

ტყვიის ექსპოზიციის რისკფაქტორების არსებობისას (ძველი საღებავით შეღებილი კედლები, ავეჯი, ინდუსტრიულ წარმოებებთან სიახლოვე, საკვებისა და წყლის მძიმე მეტალებით დაბინძურების ალბათობა და სხვა) 6 წლამდე ასაკის ბავშვებს რეკომენდებულია ჩაუტარდეთ კვლევა მძიმე მეტალებზე, ინტოქსიკაციის დროული გამოვლენის და შემდგომი გართულებების პრევენციისთვის, სიმპტომების არარსებობის დროსაც კი. ტყვიის ძალიან მცირე დოზასაც კი აქვს უნარი დააზიანოს ბავშვის (განვითარებადი) ნერვული სისტემა, გამოიწვიოს დასწავლის და სხვა მენტალური პრობლემები.

წყარო

https://medlineplus.gov/lab-tests/heavy-metal-blood-test/

https://my.clevelandclinic.org/health/diagnostics/22797-heavy-metal-test

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8078867/

მძიმე მეტალების კონცენტრაციის მონიტორინგისთვის, “სინევო” გთავაობთ  როგორც ცალკეული მეტალის, ისე  მძიმე მეტალებზე პროფილურ კვლევებს

n.manjaparashvili@synevo.ge