Читать книгу Toksykologia. TOM 2. Toksykologia szczegółowa i stosowana - Kamil Jurowski - Страница 9

Pierwiastki metaliczne, tj. jony, znajdują się we wszystkich żywych organizmach i odgrywają wiele ważnych ról: są stabilizatorami struktur biologicznych i elementami mechanizmów kontrolnych (np. w nerwach i mięśniach), a przede wszystkim uczestnikami lub aktywatorami biologicznych układów utlenienia-redukcji. Z tego powodu niektóre metale są zaliczane do metali niezbędnych fizjologicznie, a ich brak lub niedobór mogą powodować upośledzenie funkcji biologicznych. Jeśli dany metal, nawet uznany za niezbędny fizjologicznie, występuje w nadmiarze, może także działać toksycznie. Chociaż niniejszy rozdział dotyczy przede wszystkim zdrowia ludzkiego, to ze względu na skutki nadmiernej ekspozycji na metale i ich związki należy również brać pod uwagę fakt, że metale mogą wywierać szkodliwy wpływ na inne organizmy i całe ekosystemy. Trudno jest uwolnić środowisko od zawartości metali, którymi zostały zanieczyszczone (np. rtęć w osadzie dennym jezior i kadm w glebie). Ponadto może dojść do sytuacji, w której kilka metali i półmetali (np. cyna, pallad, platyna, złoto, tal, arsen, selen i tellur) mogących ulegać metylacji znajdzie się w obiegu środowiskowym (cykl biologiczny).

Niektóre metale niezbędne (jony metali niezbędnych) mogą być toksyczne (np. molibden), jeśli narażenie jest nadmierne. Z kolei inne metale mogą powodować toksyczne objawy nawet wtedy, gdy ich spożycie jest tylko umiarkowanie wyższe niż spożycie „normalne”.

Toksyczność metalu można wyjaśnić na podstawie ingerencji w komórkowe systemy biochemiczne. Metale (kationy) często wchodzą w interakcje w ważnych miejscach, takich jak grupy tiolowe (–SH) układów enzymatycznych. Mogą również konkurować z innymi niezbędnymi metalami jako kofaktory enzymów. Dlatego działanie toksycznego metalu może naśladować niedobór metalu niezbędnego fizjologicznie. Na przykład kadm nie przenika do płodu w znacznym stopniu, ale wywiera wpływ na płód najprawdopodobniej w wyniku wtórnego niedoboru cynku (wysoka zawartość jonów Cd²⁺ w łożysku blokuje tam wychwyt cynku). Niektóre metale mogące działać toksycznie charakteryzują się długim okresem biologicznego półtrwania i mają tendencję do znacznej kumulacji materialnej w różnych kompartmentach ustroju (np. kadm, którego biologiczny okres półtrwania u człowieka ocenia się na 15–20 lat lub nawet więcej; tak długi okres półtrwania może być związany z faktem, że kadm jest najsilniejszym induktorem syntezy metalotioneiny – białka wiążącego metal o wysokim powinowactwie). Długie biologiczne okresy półtrwania sugerują, że przy stałej ekspozycji kumulacja materialna może się odbywać przez całe życie.

Współczesna wiedza na temat toksyczności metali u ludzi opiera się głównie na obserwacjach dotyczących zatruć przewlekłych przy narażeniu przemysłowym (przypadki na dużą skalę to zazwyczaj ciężkie epizody zatrucia CH₃Hg⁺, Cd oraz Pb przez skażoną wodę pitną i żywność) oraz dotyczących powszechnego występowania w środowisku niektórych metali, niekorzystnie oddziałujących na duże populacje. Co najmniej 20 metali lub pierwiastków metalopodobnych (półmetali/metaloidów) może działać toksycznie na człowieka.