METALE
Na zawartość metali w organizmie i powodowane przez nie skutki toksyczne wpływają takie czynniki jak :
POBRANA DAWKA
CZAS NARAŻENIA
DROGA WCHŁANIANIA
STOPIEŃ ROZDROBNIENIA CZĄSTEK METALU W POWIETRZU
STOPIEŃ UTLENIENIA I POŁĄCZENIE CHEMICZNE W JAKIM WYSTĘPUJE METAL
np. alkilowe ( organiczne) połączenia metali mają właściwości lipofilowe - do organizmu przedostają się także przez skórę i są łatwo transportowane przez błony biologiczne tkanek.,
WRAŻLIWOŚCI OSOBNICZEJ
Podatność (wrażliwości) organizmu na toksyczność metali zależy od takich czynników jak:
Wiek
Organizmy młode, niedojrzałe są bardziej podatne na toksyczność metali niż osobniki dorosłe i stare.
Płeć -
U kobiet stwierdzano wyższe stężenie niektórych metali we krwi niż u mężczyzn z tego samego środowiska; może to świadczyć o większej wrażliwości, ale nie ma jednoznacznych dowodów; podobnie wyższe u kobiet stężenia metali we włosach mogą świadczyć zarówno o większej wrażliwości (wyższa absorpcja), jak i sprawniejszych mechanizmach obronnych (usuwanie).
Według badań hiszpańskich, niekorzystny wpływ ołowiu na rozwój intelektualny dzieci jest silniejszy u chłopców niż dziewczynek.
Podatność genetyczna
Np. choroba Wilsona - defekt genetyczny, zwiększający wrażliwość na toksyczność miedzi)
Choroby przewlekłe
Przewlekłe choroby metaboliczne i nowotworowe powodują zmiany w organach lub układach czyniąc je bardziej wrażliwymi na toksyczność metali. Np. cukrzyca często przebiega z różnymi zaburzeniami pracy nerek, co zwiększa podatność na metale nefrotoksyczne (Hg, Pb, Cd)
Dieta, stan odżywienia organizmu
Np. Deficyt w diecie wapnia, magnezu, żelaza, fosforu i białka zwiększa jelitową absorpcję metali toksycznych (Pb, Cd).
Obecność błonnika w pożywieniu utrudnia wchłanianie metali ciężkich ( wiązanie kationów dwuwarościowych).
Aktywność fizyczna
Wysiłek indukuje stres oksydacyjny. Wysiłek fizyczny zmienia metabolizm i dystrybucję metali w organizmie (Zn, Cu, Fe), co może wzmagać toksyczność metali ciężkich.
Niezrównoważona dystrybucja żelaza i miedzi w organizmie powoduje uszkodzenia oksydacyjne.
Metale ciężkie zakłócają czynności mitochondriów i obniżają produkcji energii (cząsteczek ATP) oraz zaburzają metabolizm wapnia istotnego w procesie skurczu mięśni dlatego mogą dodatkowo nasilać procesy oksydacyjne indukowane wysiłkiem.
Ciężki trening fizyczny związany jest ze wzmożonym wydzielaniem potu ( a z nim soli mineralnych) i czasami, szczególnie u kobiet wywołuje anemię z niedoboru żelaza.
Umiarkowany, systematyczny trening fizyczny prowadzi do korzystnych zmian w układzie krążenia i całym organizmie. Między innymi wzmaga obronę antyoksydacyjną w różnych tkankach zwiększając stężenie zredukowanego glutationu i aktywność enzymów antyoksydacyjnych, czynników które mogą odgrywać pewną rolę w obronie przed toksycznością niektórych metali
Inne czynniki
Palenie tytoniu ( zmienia dystrybucje metali biogennych (Zn, Cu) w różnych tkankach, obniża poziom GSH)
status socjoekonomiczny (np. stres społeczny, bieda, brak opieki nad dziećmi zwiększają u nich narażenie na ołów w wyniku zwiększonego przyjmowania drogą pokarmową - brudne ręce, obgryzanie paznokci, oblizywanie różnych przedmiotów.
Wymienione czynniki mogą decydować o zaabsorbowanej dawce metalu, wpływać na sprawności mechanizmów obronnych i szybkości wydalania metalu z organizmu.
Zmiany procesów metabolicznych w organizmie pod wpływem metali ujawniają się w postaci skutków biochemicznych, subklinicznych lub po przekroczeniu stężenia krytycznego w danym organie w postaci skutków klinicznych.
skutki biochemiczne
Metale, toksyczne mogą wywoływać zmiany patologiczne ze względu na swoje podobieństwo do metali biogennych. Na przykład metal fizjologiczny może zostać wyparty z enzymu przez metal toksyczny. Klasycznym przykładem jest rugowanie Zn przez Cd.
Większość metali reaguje z grupami funkcyjnymi białek (grupy sulfhydrylowe, hydroksylowe, karboksylowe czy fosforanowe) i innych makromolekuł. W przypadku białek enzymatycznych prowadzi to do odkształcenia cząsteczki białka, włącznie z jego denaturacją i unieczynnienie enzymu.
Metale uszkadzają fosfolipidowe błony komórkowe i membrany organelli komórkowych (mitochondriów, lizosomów, jąder). Powodują zaburzenia w biosyntezie białek i w wytwarzaniu ATP.
Zatrucia ostre
Przy ostrych zatruciach pokarmowych np. Po wypiciu napojów z naczyń lub automatów zawierających metale występują takie objawy jak: metaliczny posmak w ustach, mdłości, wymioty, biegunki.
U osób narażonych zawodowo na pyły i dymy metali może wystąpić zespół objawów określanych jako gorączka odlewników tj . podwyższona temperatura, silne bóle głowy, objawy nieżytowe ze strony układu oddechowego (kaszel, duszności) i ogólne złe samopoczucie.
Zatrucia subtoksyczne ( środowiskowe)
Ustalenie biologicznych wpływów subtoksycznych stężeń metali ciężkich na populację terenów zurbanizowanych jest utrudnione ze względu na fakt jednoczesnego oddziaływania różnych metali, interakcje między nimi zachodzące na różnych poziomach (absorpcja, wiązanie ze specyficznymi białkami, transport w organizmie, wydalanie) mogą mieć charakter synergiczny ( co ma miejsce np. w przypadku Pb i Cd) lub antagonistyczny( Ni i Cd).
Wśród metali niefizjologicznych ze względu na właściwości toksyczne i spotykane w środowisku ilości na szczególną uwagę zasługują ołów, kadm i rtęć.