novice

Kronična zastrupitev s svincem je pomemben dejavnik tveganja za srčno-žilne bolezni pri odraslih in kognitivne motnje pri otrocih ter lahko povzroči škodo že pri ravneh svinca, ki so prej veljale za varne. Leta 2019 je bila izpostavljenost svincu odgovorna za 5,5 milijona smrti zaradi srčno-žilnih bolezni po vsem svetu in skupno izgubo 765 milijonov točk IQ pri otrocih vsako leto.
Izpostavljenost svincu je skoraj povsod, vključno s svinčenimi barvami, svinčenim bencinom, nekaterimi vodovodnimi cevmi, keramiko, kozmetiko, dišavami, pa tudi s talilništvom, proizvodnjo baterij in drugimi industrijami, zato so za odpravo zastrupitve s svincem pomembne strategije na ravni prebivalstva.

Zastrupitev s svincem je starodavna bolezen. Dioskorid, grški zdravnik in farmakolog v starem Rimu, je zapisal De
Materia Medica, najpomembnejše delo o farmakologiji v zadnjih desetletjih, je pred skoraj 2000 leti opisala simptome očitne zastrupitve s svincem. Ljudje z očitno zastrupitvijo s svincem občutijo utrujenost, glavobol, razdražljivost, hude trebušne krče in zaprtje. Ko koncentracija svinca v krvi preseže 800 μg/L, lahko akutna zastrupitev s svincem povzroči krče, encefalopatijo in smrt.
Kronična zastrupitev s svincem je bila pred več kot stoletjem prepoznana kot vzrok za aterosklerozo in protin, ki ga povzroča "strup za svinec". Ob obdukciji je imelo 69 od 107 bolnikov s protinom, ki ga povzroča svinec, "otrdelost arterijske stene z ateromatoznimi spremembami". Leta 1912 je William Osler (William Osler)
»Alkohol, svinec in protin igrajo pomembno vlogo pri patogenezi arterioskleroze, čeprav natančni mehanizmi delovanja niso dobro razumljeni,« je zapisal Osler. Svinčena črta (drobna modra usedlina svinčevega sulfida vzdolž roba dlesni) je značilna za kronično zastrupitev s svincem pri odraslih.
Leta 1924 so New Jersey, Philadelphia in New York City prepovedali prodajo osvinčenega bencina, potem ko so pri 80 odstotkih delavcev, ki so proizvajali tetraetil svinec v podjetju Standard Oil v New Jerseyju, ugotovili zastrupitev s svincem, nekateri od njih pa so tudi umrli. 20. maja 1925 je Hugh Cumming, glavni kirurg Združenih držav, sklical znanstvenike in predstavnike industrije, da bi ugotovili, ali je varno dodajati tetraetil svinec bencinu. Yandell Henderson, fiziolog in strokovnjak za kemično bojevanje, je opozoril, da bo »dodatek tetraetil svinca počasi izpostavil veliko prebivalstvo zastrupitvi s svincem in otrdelosti arterij«. Robert Kehoe, glavni zdravstveni direktor podjetja Ethyl Corporation, meni, da vladne agencije ne bi smele prepovedati tetraetil svinca v avtomobilih, dokler se ne dokaže, da je strupen. »Vprašanje ni, ali je svinec nevaren, ampak ali je določena koncentracija svinca nevarna,« je dejal Kehoe.
Čeprav se rudarjenje svinca izvaja že 6000 let, se je predelava svinca v 20. stoletju močno povečala. Svinec je voljna, trpežna kovina, ki se uporablja za preprečevanje prehitrega gorenja goriva, zmanjšanje "trkanja motorjev" v avtomobilih, prevoz pitne vode, spajkanje konzerv hrane, podaljšanje sijaja barve in uničevanje žuželk. Žal večina svinca, ki se uporablja za te namene, konča v telesih ljudi. Na vrhuncu epidemije zastrupitve s svincem v Združenih državah Amerike je bilo vsako poletje na stotine otrok hospitaliziranih zaradi svinčeve encefalopatije, četrtina pa jih je umrla.
Ljudje so trenutno izpostavljeni svincu v ravneh, ki precej presegajo naravne ravni ozadja. V šestdesetih letih prejšnjega stoletja je geokemik Clair Patterson, ki je s pomočjo izotopov svinca ocenil starost Zemlje na 4,5 milijarde let
Patterson je ugotovil, da so rudarstvo, taljenje in emisije vozil povzročili atmosferske usedline svinca, ki so bile 1000-krat višje od naravnih ravni ozadja v vzorcih ledeniškega jedra. Patterson je ugotovil tudi, da je bila koncentracija svinca v kosteh ljudi v industrializiranih državah 1000-krat višja kot pri ljudeh, ki so živeli v predindustrijski dobi.
Izpostavljenost svincu se je od sedemdesetih let prejšnjega stoletja zmanjšala za več kot 95 %, vendar ima sedanja generacija v telesu še vedno 10–100-krat več svinca kot ljudje, ki so živeli v predindustrijski dobi.
Z nekaj izjemami, kot so svinec v letalskem gorivu in strelivu ter svinčeno-kislinski akumulatorji za motorna vozila, se svinec v Združenih državah Amerike in Evropi ne uporablja več. Mnogi zdravniki menijo, da je problem zastrupitve s svincem stvar preteklosti. Vendar pa k izpostavljenosti svincu prispevajo svinčene barve v starejših domovih, svinčeni bencin, ki se odlaga v tleh, svinec, ki se izlužuje iz vodovodnih cevi, ter emisije iz industrijskih obratov in sežigalnic. V mnogih državah se svinec sprošča pri taljenju, proizvodnji baterij in e-odpadkih, pogosto pa ga najdemo tudi v barvah, keramiki, kozmetiki in dišavah. Raziskave potrjujejo, da je kronična zastrupitev s svincem v nizkih koncentracijah dejavnik tveganja za srčno-žilne bolezni pri odraslih in kognitivne motnje pri otrocih, tudi pri ravneh, ki so se prej štele za varne ali neškodljive. Ta članek bo povzel učinke kronične zastrupitve s svincem v nizkih koncentracijah.

Izpostavljenost, absorpcija in notranja obremenitev
Glavni poti izpostavljenosti svincu sta oralno zaužitje in vdihavanje. Dojenčki s hitro rastjo in razvojem lahko zlahka absorbirajo svinec, pomanjkanje železa ali kalcija pa lahko spodbuja absorpcijo svinca. Svinec, ki posnema kalcij, železo in cink, vstopa v celico prek kalcijevih kanalčkov in prenašalcev kovin, kot je dvovalentni prenašalec kovin 1 [DMT1]. Ljudje z genetskimi polimorfizmi, ki spodbujajo absorpcijo železa ali kalcija, kot so tisti, ki povzročajo hemokromatozo, imajo povečano absorpcijo svinca.
Ko se absorbira, se 95 % preostalega svinca v telesu odraslega shrani v kosteh; 70 % preostalega svinca v telesu otroka se shrani v kosteh. Približno 1 % celotne količine svinca v človeškem telesu kroži v krvi. 99 % svinca v krvi je v rdečih krvničkah. Koncentracija svinca v polni krvi (novo absorbiran svinec in remobiliziran svinec iz kosti) je najpogosteje uporabljen biomarker ravni izpostavljenosti. Dejavniki, ki spreminjajo presnovo kosti, kot sta menopavza in hipertiroidizem, lahko sprostijo svinec, vezan v kosteh, kar povzroči porast ravni svinca v krvi.
Leta 1975, ko so svinec še dodajali bencinu, je Pat Barry izvedel obdukcijsko študijo 129 Britancev in količinsko opredelil njihovo skupno obremenitev s svincem. Povprečna skupna obremenitev v moškem telesu je 165 mg, kar je enakovredno teži sponke za papir. Telesna obremenitev moških z zastrupitvijo s svincem je bila 566 mg, kar je le trikrat več od povprečne obremenitve celotnega moškega vzorca. Za primerjavo, povprečna skupna obremenitev v ženskem telesu je 104 mg. Tako pri moških kot pri ženskah je bila najvišja koncentracija svinca v mehkih tkivih v aorti, medtem ko je bila pri moških koncentracija višja v aterosklerotičnih plakih.
Nekatere populacije so v primerjavi s splošno populacijo bolj izpostavljene tveganju zastrupitve s svincem. Dojenčki in majhni otroci so zaradi neuporabe hrane bolj izpostavljeni tveganju za zaužitje svinca in je pri njih večja verjetnost, da bodo absorbirali svinec, kot pri starejših otrocih in odraslih. Majhni otroci, ki živijo v slabo vzdrževanih domovih, zgrajenih pred letom 1960, so izpostavljeni tveganju zastrupitve s svincem zaradi zaužitja odkruškov barve in hišnega prahu, onesnaženega s svincem. Ljudje, ki pijejo vodo iz pipe iz cevi, onesnaženih s svincem, ali živijo v bližini letališč ali drugih mest, onesnaženih s svincem, so prav tako izpostavljeni večjemu tveganju za razvoj blage zastrupitve s svincem. V Združenih državah Amerike so koncentracije svinca v zraku bistveno višje v segregiranih skupnostih kot v integriranih skupnostih. Delavci v talilni industriji, recikliranju baterij in gradbeni industriji, pa tudi tisti, ki uporabljajo strelno orožje ali imajo v telesu delce krogel, so prav tako izpostavljeni večjemu tveganju zastrupitve s svincem.
Svinec je prva strupena kemikalija, izmerjena v Nacionalni raziskavi o zdravju in prehrani (NHANES). Na začetku postopne opustitve osvinčenega bencina se je raven svinca v krvi znižala s 150 μg/L leta 1976 na 90 leta 1980.
μg/L, simbolično število. Raven svinca v krvi, ki velja za potencialno škodljivo, je bila večkrat znižana. Leta 2012 so Centri za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC) objavili, da varna raven svinca v krvi otrok še ni bila določena. CDC je znižal standard za prekomerno raven svinca v krvi pri otrocih – ki se pogosto uporablja za označevanje ukrepov za zmanjšanje izpostavljenosti svincu – s 100 μg/L na 50 μg/L leta 2012 in na 35 μg/L leta 2021. Znižanje standarda za prekomerno raven svinca v krvi je vplivalo na našo odločitev, da bomo v tem članku kot mersko enoto za raven svinca v krvi uporabili μg/L namesto pogosteje uporabljene μg/dL, kar odraža obsežne dokaze o toksičnosti svinca pri nižjih ravneh.

Smrt, bolezen in invalidnost
»Svinec je potencialno strupen kjer koli in svinec je povsod,« sta leta 1988 v poročilu kongresu zapisala Paul Mushak in Annemarie F. Crocetti, oba člana Nacionalnega odbora za kakovost zraka, ki ju je imenoval predsednik Jimmy Carter. Zmožnost merjenja ravni svinca v krvi, zobeh in kosteh razkriva vrsto zdravstvenih težav, povezanih s kronično zastrupitvijo s svincem v nizkih koncentracijah na ravneh, ki so običajno prisotne v človeškem telesu. Nizke ravni zastrupitve s svincem so dejavnik tveganja za prezgodnji porod, pa tudi za kognitivne motnje in motnjo pomanjkanja pozornosti s hiperaktivnostjo (ADHD), zvišan krvni tlak in zmanjšano variabilnost srčnega utripa pri otrocih. Pri odraslih so nizke ravni zastrupitve s svincem dejavnik tveganja za kronično odpoved ledvic, hipertenzijo in srčno-žilne bolezni.

Rast in nevrološki razvoj
Pri koncentracijah svinca, ki so pogoste pri nosečnicah, je izpostavljenost svincu dejavnik tveganja za prezgodnji porod. V prospektivni kanadski kohorti rojstev je bilo povečanje ravni svinca v krvi mater za 10 μg/L povezano s 70-odstotnim povečanim tveganjem za spontani prezgodnji porod. Pri nosečnicah z ravnjo vitamina D v serumu pod 50 mmol/L in zvišano ravnjo svinca v krvi za 10 μg/L se je tveganje za spontani prezgodnji porod povečalo za trikrat.
V prejšnji prelomni študiji otrok s kliničnimi znaki zastrupitve s svincem so Needleman in sodelavci ugotovili, da so otroci z višjimi ravnmi svinca pogosteje razvili nevropsihološke primanjkljaje kot otroci z nižjimi ravnmi svinca in da so jih učitelji pogosteje ocenili kot slabe na področjih, kot so motenost pozornosti, organizacijske sposobnosti, impulzivnost in druge vedenjske lastnosti. Deset let pozneje so imeli otroci v skupini z višjimi ravnmi svinca v dentinu 5,8-krat večjo verjetnost za disleksijo in 7,4-krat večjo verjetnost za opustitev šolanja kot otroci v skupini z nižjimi ravnmi svinca.
Razmerje med kognitivnim upadom in povečanjem ravni svinca je bilo večje pri otrocih z nizkimi ravnmi svinca. V združeni analizi sedmih prospektivnih kohort je bilo povečanje ravni svinca v krvi z 10 μg/L na 300 μg/L povezano z 9-stopenjskim zmanjšanjem otrokovega IQ, vendar se je največje zmanjšanje (6-stopenjsko zmanjšanje) pojavilo, ko se je raven svinca v krvi najprej povečala za 100 μg/L. Krivulje odmerka in odziva so bile podobne za kognitivni upad, povezan z izmerjenimi ravnmi svinca v kosteh in plazmi.

Izpostavljenost svincu je dejavnik tveganja za vedenjske motnje, kot je ADHD. V nacionalno reprezentativni ameriški študiji otrok, starih od 8 do 15 let, so imeli otroci z ravnjo svinca v krvi, višjo od 13 μg/L, dvakrat večjo verjetnost za ADHD kot tisti z ravnjo svinca v krvi v najnižjem kvintilu. Pri teh otrocih je mogoče približno 1 od 5 primerov ADHD pripisati izpostavljenosti svincu.

Izpostavljenost svincu v otroštvu je dejavnik tveganja za antisocialno vedenje, vključno z vedenjem, povezanim z motnjo vedenja, prestopništvom in kriminalnim vedenjem. V metaanalizi 16 študij so bile povišane ravni svinca v krvi dosledno povezane z motnjo vedenja pri otrocih. V dveh prospektivnih kohortnih študijah so bile višje ravni svinca v krvi ali dentinu v otroštvu povezane z višjimi stopnjami prestopništva in aretacij v mladosti.
Večja izpostavljenost svincu v otroštvu je bila povezana z zmanjšanim volumnom možganov (verjetno zaradi zmanjšane velikosti nevronov in razvejanja dendritov), ​​zmanjšan volumen možganov pa se je ohranil v odrasli dobi. V študiji, ki je vključevala starejše odrasle, so bile višje ravni svinca v krvi ali kosteh prospektivno povezane s pospešenim kognitivnim upadom, zlasti pri tistih, ki so nosilci alela APOE4. Izpostavljenost svincu v zgodnjem otroštvu je lahko dejavnik tveganja za razvoj Alzheimerjeve bolezni s poznim nastopom, vendar dokazi niso jasni.

Nefropatija
Izpostavljenost svincu je dejavnik tveganja za razvoj kronične ledvične bolezni. Nefrotoksični učinki svinca se kažejo v intranuklearnih inkluzijskih telescih proksimalnih ledvičnih tubulov, tubulni intersticijski fibrozi in kronični ledvični odpovedi. Med tistimi, ki so sodelovali v raziskavi NHANES med letoma 1999 in 2006, so imeli odrasli z ravnjo svinca v krvi nad 24 μg/L 56 % večjo verjetnost za zmanjšano hitrost glomerularne filtracije (<60 ml/[min·1,73 m2]) kot tisti z ravnjo svinca v krvi pod 11 μg/L. V prospektivni kohortni študiji so imeli ljudje z ravnjo svinca v krvi nad 33 μg/L 49 odstotkov večje tveganje za razvoj kronične ledvične bolezni kot tisti z nižjo ravnjo svinca v krvi.

Kardiovaskularne bolezni
Celične spremembe, ki jih povzroča svinec, so značilne za visok krvni tlak in aterosklerozo. V laboratorijskih študijah kronično nizke ravni izpostavljenosti svincu povečajo oksidativni stres, zmanjšajo raven bioaktivnega dušikovega oksida in povzročijo vazokonstrikcijo z aktivacijo protein kinaze C, kar vodi do vztrajne hipertenzije. Izpostavljenost svincu inaktivira dušikov oksid, poveča nastajanje vodikovega peroksida, zavira popravilo endotelija, poslabša angiogenezo, spodbuja trombozo in vodi do ateroskleroze (slika 2).
Študija in vitro je pokazala, da so endotelijske celice, gojene v okolju s koncentracijami svinca od 0,14 do 8,2 μg/L 72 ur, povzročile poškodbe celične membrane (majhne raztrganine ali perforacije, opažene z vrstično elektronsko mikroskopijo). Ta študija zagotavlja ultrastrukturne dokaze, da lahko na novo absorbiran svinec ali svinec, ki ponovno vstopi v kri iz kosti, povzroči endotelijsko disfunkcijo, kar je najzgodnejša zaznavna sprememba v naravnem poteku aterosklerotičnih lezij. V presečni analizi reprezentativnega vzorca odraslih s povprečno ravnjo svinca v krvi 27 μg/L in brez anamneze srčno-žilnih bolezni se je raven svinca v krvi povečala za 10 %.
Pri μg je bilo razmerje verjetnosti za hudo kalcifikacijo koronarnih arterij (tj. Agatstonov rezultat > 400 z razponom rezultatov 0 [0 pomeni odsotnost kalcifikacije], višji rezultati pa kažejo na večji razpon kalcifikacije) 1,24 (95-odstotni interval zaupanja od 1,01 do 1,53).
Izpostavljenost svincu je glavni dejavnik tveganja za smrt zaradi bolezni srca in ožilja. Med letoma 1988 in 1994 je v raziskavi NHANES sodelovalo 14.000 odraslih Američanov, ki so jih spremljali 19 let, od katerih jih je umrlo 4.422. Vsak peti človek umre zaradi koronarne bolezni srca. Po prilagoditvi za druge dejavnike tveganja je bilo povečanje ravni svinca v krvi od 10. do 90. percentila povezano s podvojitvijo tveganja za smrt zaradi koronarne bolezni srca. Tveganje za bolezni srca in ožilja ter smrt zaradi koronarne bolezni srca se močno poveča, ko so ravni svinca pod 50 μg/L, brez jasnega praga (sliki 3B in 3C). Raziskovalci menijo, da je četrt milijona prezgodnjih smrti zaradi bolezni srca in ožilja vsako leto posledica kronične zastrupitve z nizko koncentracijo svinca. Od teh jih je 185.000 umrlo zaradi koronarne bolezni srca.
Izpostavljenost svincu je lahko eden od razlogov, zakaj se je število smrti zaradi koronarne srčne bolezni v prejšnjem stoletju najprej povečalo in nato zmanjšalo. V Združenih državah Amerike se je stopnja umrljivosti zaradi koronarne srčne bolezni v prvi polovici 20. stoletja močno povečala, dosegla vrhunec leta 1968, nato pa vztrajno upadala. Zdaj je 70 odstotkov nižja od vrhunca leta 1968. Izpostavljenost svincu bencinu s svincem je bila povezana z zmanjšanjem umrljivosti zaradi koronarne srčne bolezni (slika 4). Med tistimi, ki so sodelovali v raziskavi NHANES, ki je bila spremljana do osem let med letoma 1988 in 1994 ter 1999 in 2004, je bilo 25 % skupnega zmanjšanja incidence koronarne srčne bolezni posledica znižanih ravni svinca v krvi.

V zgodnjih letih postopnega opuščanja osvinčenega bencina se je pojavnost visokega krvnega tlaka v Združenih državah Amerike močno zmanjšala. Med letoma 1976 in 1980 je imelo visok krvni tlak 32 odstotkov odraslih Američanov. V letih 1988–1992 je bil delež le 20 %. Običajni dejavniki (kajenje, zdravila za krvni tlak, debelost in celo večja velikost manšete, ki se uporablja za merjenje krvnega tlaka pri debelih ljudeh) ne pojasnijo padca krvnega tlaka. Vendar pa se je mediana raven svinca v krvi v Združenih državah Amerike znižala s 130 μg/L leta 1976 na 30 μg/L leta 1994, kar kaže na to, da je zmanjšanje izpostavljenosti svincu eden od razlogov za padec krvnega tlaka. V študiji Strong Heart Family Study, ki je vključevala kohorto ameriških Indijancev, se je raven svinca v krvi znižala za ≥9 μg/L, sistolični krvni tlak pa se je v povprečju znižal za 7,1 mm Hg (prilagojena vrednost).
Številna vprašanja o učinkih izpostavljenosti svincu na srčno-žilne bolezni ostajajo neodgovorjena. Trajanje izpostavljenosti, potrebno za nastanek hipertenzije ali srčno-žilne bolezni, ni povsem razumljeno, vendar se zdi, da ima dolgotrajna kumulativna izpostavljenost svincu, izmerjena v kosteh, močnejšo napovedno moč kot kratkotrajna izpostavljenost, izmerjena v krvi. Vendar pa se zdi, da zmanjšanje izpostavljenosti svincu zmanjša krvni tlak in tveganje smrti zaradi srčno-žilnih bolezni v 1 do 2 letih. Leto dni po prepovedi uporabe osvinčenega goriva na dirkah NASCAR so imele skupnosti v bližini steze bistveno nižje stopnje smrti zaradi koronarne srčne bolezni v primerjavi z bolj obrobnimi skupnostmi. Nenazadnje je treba preučiti dolgoročne srčno-žilne učinke pri ljudeh, izpostavljenih ravnem svinca pod 10 μg/L.
Zmanjšana izpostavljenost drugim strupenim kemikalijam je prav tako prispevala k zmanjšanju koronarne srčne bolezni. Postopna opustitev osvinčenega bencina med letoma 1980 in 2000 je zmanjšala delce v 51 metropolitanskih območjih, kar je povzročilo 15-odstotno povečanje pričakovane življenjske dobe. Manj ljudi kadi. Leta 1970 je kadilo približno 37 odstotkov odraslih Američanov; do leta 1990 je kadilo le še 25 odstotkov Američanov. Kadilci imajo bistveno višjo raven svinca v krvi kot nekadilci. Težko je ugotoviti zgodovinske in sedanje učinke onesnaženosti zraka, tobačnega dima in svinca na koronarno srčno bolezen.
Koronarna srčna bolezen je vodilni vzrok smrti po vsem svetu. Več kot ducat študij je pokazalo, da je izpostavljenost svincu pomemben in pogosto spregledan dejavnik tveganja za smrt zaradi koronarne srčne bolezni. V metaanalizi so Chowdhury in sodelavci ugotovili, da so povišane ravni svinca v krvi pomemben dejavnik tveganja za koronarno srčno bolezen. V osmih prospektivnih študijah (s skupno 91.779 udeleženci) so imeli ljudje s koncentracijami svinca v krvi v najvišjem kvintilu 85 % večje tveganje za nefatalni miokardni infarkt, bypass operacijo ali smrt zaradi koronarne srčne bolezni kot tisti v najnižjem kvintilu. Leta 2013 je Agencija za varstvo okolja (EPA)
Agencija za zaščito je ugotovila, da je izpostavljenost svincu dejavnik tveganja za koronarno srčno bolezen; desetletje pozneje je to ugotovitev potrdilo tudi Ameriško združenje za srce.