Доказанное воздействие тяжелых металлов на здоровье человека

В 2018 году в рамках научно-практического семинара были опубликованы результаты исследования ВОЗ в связи с воздействием тяжелых металлов на европейское население. Главные тезисы оттуда:

• Превышение допустимого уровня кадмия и свинца у людей, проживающих на территории Европы. Из-за этого тяжелые металлы отнесли к приоритетным загрязнителям окружающей среды.
• Постепенно наблюдается снижение концентраций свинца в воздухе из-за исключения его из состава бензина. Однако оказанные им эффекты уже не вернуть.
• Безопасного порога для содержания свинца в крови не существует. Поэтому, несмотря на показатели, свидетельствующие о его снижении в организмах взрослых и детей, сам факт наличия элемента – негативное воздействие на здоровье.
• Кадмий попадает в организм человека через курение и употребление некоторых морепродуктов.
• Основной источник ртути – морепродукты. Она попадает в организм и накапливается в волосах. Для металла существует предельно допустимый порог 2,3 мкг/г. У людей, которые не употребляют морепродукты, концентрация не превышает 0,5 мкг/г.
• Мышьяк попадает в организм через продукты питания, загрязненный воздух, воду. Для него не существует допустимого порога. Рекомендуется достигать максимально низкой концентрации.

Большинство металлов в норме присутствуют в организме человека в определенных концентрациях, превышение которых приводит к возникновению проблем со здоровьем. Другие же вещества не должны попадать в организм вообще.

Факты и заблуждения относительно распространения тяжелых металлов

Многие считают, что одним из источников распространения тяжелых металлов являются автомобильные выбросы. Однако существует пятилетнее исследование, в ходе которого определялось увеличение концентрации металлов в почве около автострады. Также ученые обращали внимание на влияние автострадной акустики на перераспределение химических веществ в почве. В результатах указано, что для получения абсолютно достоверных данных, нужно повторить исследование через несколько лет, однако за 5 лет наблюдения не было получено существенного увеличения концентрации металлов в почве рядом с дорогами. Однако акустика очень влияла на их перераспределение.

В то же время работа горнодобывающей промышленности до сих пор является предметом дискуссии. В 2018 году проводилось исследование с определением уровня свинца у детей, проживающих недалеко от рудника. Результаты доказали наличие выбросов, значимых для здоровья человека:

• Дети, которые жили с подветренной стороны, недалеко от рудника, имели большие показатели свинца в крови, чем те, которые жили с противоположной.
• Среднегодовой показатель прироста концентрации коррелировал с выработкой руды.
• Было доказано влияние именно выработки руды, независимо от других факторов.

В 2019 году проводилось обширное исследование микропластинок пластмассы, которые находятся в проточных водах. Обнаружилось, что данные структуры активно адсорбируют тяжелые металлы, поэтому являются их активными распространителями в окружающей среде. Особое значение уделялось тому факту, что поверхность таких пластинок очень большая, поэтому концентрация металлов значима для здоровья человека и окружающей среды. Любые пластмассовые изделия, попадающие в воду из-за отсутствия адекватных технологий переработки, становятся источниками химических веществ и представляют токсическую опасность.

Строительство крупномасштабных инфраструктур, например, нефтяных трубопроводов, способствует загрязнению почвы тяжелыми металлами. После чего они пропадают в продукты питания и негативно сказываются на здоровье человека. Есть специальное исследование, подтверждающее этот факт. Его результаты подтверждают, что выбросы химикатов значительно превосходят указанную рабочую зону в 20-50 метров. Тяжелые металлы (медь, никель, свинец, кадмий) повышают неканцерогенные риски у детей и ухудшают здоровье взрослых людей.

Еще один интересный, но интенсивный источник выброса тяжелых металлов в окружающую среду – добыча золота. Недавнее исследование подтверждает этот факт количественными и качественными показателями:

• Самые высокие коэффициенты риска представляли мышьяк и кобальт.
• Самый низкий уровень опасности был у кадмия.
• Доказан высокий уровень хронической опасности для человека. Причем дети показали повышенные результаты восприимчивости к тяжелым металлам в сравнении со взрослыми.
• Доказан канцерогенный риск в детском возрасте.

Соответственно, можно говорить об общем уровне опасности, который представляет собой добыча золота не только для местного населения, но и для окружающей среды в целом.

Эффекты, оказываемые на человека – доказательная база

Некоторые тяжелые металлы в норме содержатся в организме человека, но превышение их концентрации приводит к неприятным последствиям, а другие не должны попадать внутрь вообще. Об эффектах, оказываемых металлами на организм человека, рассказывается в научной статье. Важные выжимки оттуда:

• Избыток меди в организме вызывает болезни костной системы, расстройства нервной системы, нарушение функций печени, почек, анемии, приводит к желудочно-кишечным расстройствам. Также металл при вдыхании паров вызывает реакции раздражения слизистых в виде чихания, слезотечения. Хроническая интоксикация медью вызывает головную боль, аллергоподобные реакции, слабость и боль в мышцах.
• Повышенная концентрация цинка сказывается на работе иммунитета. Также цинк усиливает действие других факторов загрязнения на организм человека.
• Кадмий оказывает выраженное канцерогенное и мутагенное действия. Кроме того, он представляет генетическую опасность – ухудшает генотип населения. Металл способствует вымыванию кальция из организма, что приводит к спонтанным переломам, деформациям скелета. В высоких концентрациях вызывает развитие злокачественных опухолей.
• Свинец накапливается постепенно и не выводится. Влияет на кроветворную систему, почки, мозг, в детском возрасте вызывает снижение интеллектуальных способностей, проблемы с нервной системой.
• Никель представляет опасность не только для здоровья человека, но и для его жизни. Особенно это касается сотрудников металлургической промышленности. Токсин вызывает серьезные расстройства дыхательной системы, способствует нарушению баланса всех элементов. Дополнительные симптомы избытка никеля: формирование витилиго, нарушается работа практически всех органов и систем, ухудшается клеточный состав крови, снижается иммунитет.

В журнале токсикологии в 2018 году было опубликовано интересное исследование влияния количества металлов и дисбаланса элементов в организме на смертность пациентов с травмами черепа и находящимися в коме. Результаты:

• Концентрации тяжелых металлов у разных пациентов не были статистически значимы.
• Однако количество элементов (тоже металлов: цинк, хром, медь, селен) отличалось значительно.
• У умерших пациентов отмечались повышенные концентрации тяжелого металла марганца. Однако в недостаточном количестве, чтобы сделать однозначный вывод.
• Повышенные концентрации свинца и кадмия, в то же время, показали достаточно серьезное влияние на смертность пациентов.
• Тяжелые металлы, содержащиеся в организме, могут повышать смертность пациентов с ЧМТ.

Опосредованный разрушающий эффект на функции опорно-двигательного аппарата оказывает кадмий, что было доказано в одном из исследований 2017 года. В его ходе было обнаружено, что кадмий влияет на работу околощитовидной железы, соответственно, участвует в изменении обмена кальция в организме. Элемент вымывается из костной ткани, а его концентрация увеличивается в крови. Исследование проводилось на пожилых людях, кости которых и так слабые, а влияние кадмия лишь усугубило хрупкость.

В 2006 году проводилось отечественное исследование, в ходе которого проверялась зависимость гармоничного развития подростков от содержания тяжелых металлов в организме. Результаты показали, что у испытуемых с наиболее высокими концентрациями комплекса тяжелых металлов имелись нарушения в развитии и выраженная дисгармоничность. Также обнаружена тенденция к снижению уровня здоровья у подростков. На территории с повышенном уровнем загрязнения наблюдается тенденция к снижению массы тела у мальчиков, но у девочек из этой группы вес, наоборот, больше. Что касается роста, у мальчиков имеется тенденция к вытягиванию, тогда как у девочек отмечается небольшой дефицит. Также девочки, проживающие на загрязненной территории, имеют меньшую окружность грудной клетки. У подростков обоих полов выявлена тенденция к нарушениям дыхательной системы. Несмотря на то, что уровень развития определяется также социальными факторами, была доказана его зависимость от содержания тяжелых металлов в почве и воде.

Дополнительные данные по воздействию металлов

Интересное исследование в Корее показало взаимосвязь между физической активностью и уровнем свинца в крови в условиях загрязненного воздуха. Результаты указывают на то, что люди с высокой физической активностью имеют большие концентрации металла в крови, чем люди с низкой. При этом установлена прямая корреляция поступления свинца из загрязненного воздуха и выраженности физической активности. Поэтому несмотря на то, что упражнения и занятия спортом приносят пользу здоровью человека, в загрязненной среде это может стать катализатором накопления свинца в организме.

В 2019 году проводилось отечественное исследование, целью которого было выявить продукты питания, содержащие максимальное количество тяжелых металлов и влияние этих токсических веществ на организм человека. Результаты:

• Отмечается соответствие продуктов питания гигиеническим требованиям. Концентрации тяжелых металлов не превышают нормы и имеют тенденцию к снижению за последние годы.
• Свинец, кадмий и мышьяк содержатся в самой большой концентрации в молоке и молочных продуктах. На втором и третьем местах соответственно бахчевые и хлебные продукты.
• На первом месте по содержанию ртути находятся овощи и бахчевые продукты, на втором – хлебные, а молоко и молочные продукты – на третьем месте.
• Уровень канцерогенной опасности при недельном потреблении для мышьяка, свинца и кадмия находится в предельно допустимых значениях.
• Анализ рисков по органам и системам за неделю употребления продуктов также показал допустимые значения для тяжелых металлов.
• Канцерогенный риск для мышьяка по влиянию на население в целом оказался неприемлемым. Для свинца и кадмия он также превышает допустимые значения.
• Анализ также показал прямую зависимость канцерогенного риска от продуктов питания. Исследователи сделали неудовлетворительные прогнозы на следующие десятилетия.

Можно ли защититься?

По обнаружению методов борьбы с содержанием тяжелых металлов в организме ведется множество исследований как зарубежных, так и отечественных. Главная проблема заключается в том, что металлы и их соединения скапливаются в организме, но не выводятся из него. Даже при получении допустимых показателей загрязнения окружающей среды и поступлении металлов в организм с пищей, постепенно происходит их накопление, которое в какой-то момент превысит порог. Именно поэтому в одном из предыдущих исследований были указаны допустимые значения для канцерогенных рисков за неделю, но неблагоприятная ситуация в целом. Поэтому методы борьбы с экологической катастрофой должны быть направлены на уменьшение поступления металлов в окружающую среду и на поиск средств для выведения токсинов из организма.

В 2014 году был проведен анализ эффективности сорбента на основе альгината кальция, как средства для выведения металлов. Результаты исследования:

• 68 % детей, участвовавших в эксперименте, имели повышенное содержание кадмия и стронция в моче.
• Выбор средств для выведения тяжелых металлов из крови не должен приводить к резкому выбросу химикатов в кровь, так как это способствует самоотравлению организма.
• Доступным методом коррекции концентраций тяжелых металлов является использование сорбентов.
• Наиболее перспективными веществами, способствующими элиминации химикатов из организма, являются пищевые волокна и соединения на их основе. Исследователями был выбран альгинат кальция.
• После 4 недель применения альгината кальция концентрация кадмия в моче уменьшилась в 2,6 раз, а концентрация стронция – в 1,9 раз. Соответственно, можно считать альгинат кальция эффективным и безопасным средством для выведения тяжелых металлов из организма.

Интересный способ очищения воды от тяжелых металлов был доказан в исследовании дерева шиповника. Для работы использовались семена и семенные коробочки, которые измельчали до порошкового состояния, а затем оценивали их эффективность при очищении воды от кадмия, свинца, кальция и магния. Растительный порошок оказывал адсорбирующее действие, и в случае максимального измельчения удалял до 98 % металлов из воды всего лишь за полтора часа. Поэтому такая методика может считаться не только эффективной, но и повсеместно доступной.

Интересное исследование публиковалось в 2010 году. В его ходе оценивалась эффективность растительного препарата на основе порошка рогов северного оленя в качестве средства выведения тяжелых металлов и токсинов из организма беременных женщин, проживающих на загрязненной территории. В ходе исследования было установлено, что применение средства способствует активной экскреции токсических веществ с мочой. А так как поступление химикатов в организм осуществляется непрерывно из-за проживания на загрязненной территории, то прекращение приема приводило к постепенному повышению тяжелых металлов и других опасных токсинов в организме.

Автор материала: Елена Васильева, врач общей практики, специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: