Токсические микроэлементы и тяжелые металлы (Hg, Cd, As, Li, Pb, Al) в моче в Лысьва

ОПИСАНИЕ

Определение концентрации ртути, кадмия, мышьяка, лития, свинца и алюминия в моче для диагностики острого и хронического отравления токсическими металлами.

Ртуть (Hg) - единственный в природе металл, который при комнатной температуре представляет собой тяжелую серебристо-белую жидкость. Ее пары чрезвычайно ядовиты. Сама по себе металлическая ртуть менее опасна, однако она постепенно испаряется даже при комнатной температуре. Ртуть и ее соединения применяются во многих отраслях народного хозяйства: технике, химической и фармацевтической промышленности, в медицинской практике. В природе ртуть содержится в земной коре. В настоящее время примерно половина всех выбросов ртути в атмосферу обеспечивается природными источниками: вулканами и пожарами. Остальные источники - последствия деятельности человека. Ртуть оказывает токсическое действие на нервную, пищеварительную и иммунную системы, а также на легкие, почки, кожу и глаза. При вдыхании воздуха, содержащего пары ртути, она задерживается и накапливается в легких. В случае более высоких концентраций ртуть всасывается даже неповрежденной кожей. Особенно негативно ее действие на внутриутробное развитие плода и здоровье детей. По оценкам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), среди населения, живущих рыбной ловлей, от 1,5 до 17 детей на каждую тысячу человек страдают от хронического отравления, вызываемого употреблением рыбы, содержащей ртуть.

Кадмий (Cd) содержится в земной коре в небольшом количестве и относится к рассеянным элементам: встречается в почве, морской воде и в воздухе (особенно в городах). В результате деятельности человека уровень кадмия в окружающей среде увеличивается. Кадмий является побочным продуктом плавления цинка и свинца, используется в гальванизации, изготовлении никель-кадмиевых аккумуляторов, а также в качестве пигмента красок и пластика. Кадмий может переноситься атмосферными потоками на большие расстояния от источника выброса. Он легко накапливается во многих организмах, особенно в моллюсках и ракообразных. Более низкие его концентрации встречаются в овощах, зерновых культурах и крахмалсодержащих корнеплодах. Воздействие кадмия на человека происходит в основном при употреблении в пищу загрязненных продуктов, активном и пассивном вдыхании табачного дыма, а также при вдыхании частиц кадмия работниками, занятыми в цветной металлургии. Металлический кадмий не обладает токсическими свойствами. Соединения кадмия, независимо от их агрегатного состояния  (пыль, дым окиси кадмия, пары, туман), ядовиты. По своей токсичности кадмий аналогичен ртути или мышьяку. Менее растворимые соединения кадмия действуют в первую очередь на дыхательную систему и желудочно-кишечный тракт, более растворимые – после  всасывания в кровь поражают центральную нервную систему систему, вызывают дегенеративные изменения во внутренних органах  (главным образом - в печени и почках), нарушают обмен кальция и фосфора.

Мышьяк (As) - естественный элемент земной коры, широко распространен в окружающей среде - воздухе, воде и почве. Соединения мышьяка делятся на три основные группы:

1. неорганические соединения мышьяка;

2. органические соединения мышьяка;

3. мышьяковистый газ и замещенный арсин.

В промышленности неорганические соединения мышьяка добавляют в различные сплавы с целью повышения их твердости и теплостойкости, применяют в производстве определенных типов стекла, красителей, тканей, бумаги, клея для металлов, консервантов для древесины, различных боеприпасов, используют в керамической промышленности. Органические соединения мышьяка используют в качестве гербицида и дефолианта,  применяют для уничтожения саранчи, добавляют в корма для животных. Мышьяковистый газ используют в процессах синтеза органических соединений и в технологиях, связанных с твердыми электронными компонентами. В качестве побочного продукта мышьяковистый газ образуется при различных технологических процессах в момент выделения водорода в присутствии мышьяка.

Неорганическая форма мышьяка обладает большей токсичностью, чем органическая и обладает длительным отравляющим действием. Длительное воздействие мышьяка  может приводить к хроническому отравлению. Наиболее типичными проявлениями является поражение кожи. Первые симптомы длительного воздействия неорганического мышьяка в высоких концентрациях обычно появляются после воздействия на протяжении, как минимум, пяти лет и проявляются в виде изменения пигментации, огрубения кожи на ладонях и ступнях (гиперкератоз). Эти симптомы могут быть предвестниками рака кожи. Помимо рака кожи длительное воздействие мышьяка может вызывать раковые заболевания мочевого пузыря и легких.

Литий (Li) встречается в морской воде, воде минеральных источников, почве. Ежедневно с пищей и жидкостями в организм человека поступает до 2 мг лития. Соли лития быстро всасываются в кровь. Содержание лития в плазме крови человека в 3,7 раза выше, чем в эритроцитах. Установлено, что у растений литий повышает устойчивость к болезням, усиливает фотохимическую активность хлоропластов в листьях (томаты) и синтез никотина (табак). В организме человека литий способствует высвобождению магния из клеточных «депо», тормозит передачу нервного импульса, снижает содержание серотонина и норадреналина в тканях мозга, тем самым, снижая возбудимость нервной системы.

Отравление литием чаще всего имеет ятрогенную природу (отравление препаратами лития встречаются в психиатрической практике). Клиническая картина острого отравления проявляется общей заторможенностью, угнетением реакции на внешние раздражители, судорогами в первые часы после отравления и параличами в последующий период. Смерть может наступить в течение первых суток.

Свинец (Pb) широко применяется в промышленности: в производстве свинцовых аккумуляторов, для изготовления аппаратуры, устойчивой в агрессивных средах. Из свинца производят оболочки электрических кабелей, широкое применение свинец нашел при изготовлении средств защиты от ионизирующих излучений. Оксид свинца используют  при производстве хрусталя, а соли свинца -  при производстве красителей.

Свинец всасывается  в желудочно-кишечном тракте, с током крови разносится по всем тканям и органам, распределяется в костях (до 90%), мягких тканях, волосах, ногтях, зубах. Свинец – токсичный элемент. Он токсичен для кроветворной, нервной, желудочно-кишечной и почечной систем организма. Симптомы отравления свинцом зависят от попавшей дозы и пути попадания. При остром отравлении свинцом - это желудочно-кишечные расстройства, отсутствие аппетита, диспепсия, а также приступообразные колики интенсивными пароксизмальными болями в животе, получившие название "сухие схватки". Характерная бледность (впервые описана в 1831 году французским врачом Леннеком) – еще один признак отравления, причина чего – анемия, вызванная сокращением периода жизнедеятельности эритроцитов. Черная свинцовая кайма на деснах возле зубов также характеризует отравление свинцом. Свинец – яд широкого спектра действия, он токсичен для центральной и периферической нервной системы и может вызвать острую энцефалопатию (поражение клеток головного мозга). Или – при более мягком воздействии – уменьшение умственных способностей и агрессивное поведение. Периферическая нервная система реагирует на отравление свинцом так называемыми «свинцовыми параличами» (параличи рук и ног). Особенно уязвимы к отравлению свинцом дети младшего возраста, поскольку у них абсорбируется в 4-5 раз больше попадающего в организм свинца, чем у взрослых из какого-либо данного источника. При более низких уровнях воздействия, которые не вызывают каких-либо явных симптомов, свинец вызывает целый ряд вредных воздействий в различных системах организма. В частности, свинец может влиять на развитие мозга детей и приводить к снижению коэффициента умственного развития (IQ), к поведенческим изменениям, например к сокращению продолжительности концентрации внимания и усилению антиобщественного поведения, а также к ухудшению усвоения знаний. Воздействие свинца также вызывает анемию, гипертензию, почечную недостаточность, иммунный токсикоз и токсичность для репродуктивных органов. Неврологические и поведенческие последствия воздействия свинца считаются необратимыми.

Алюминий (Al) - самый распространенный металл в литосфере, составляющий 8 % земной коры. В организм человека в зависимости от региона проживания ежедневно поступает от 5 до 50 мг алюминия. В пищу алюминий попадает из различных объектов окружающей среды – воды, контактирующих с пищей материалов (упаковочные материалы, посуда для приготовления пищи), алюминийсодержащих пищевых добавок. Растительные продукты содержат в 50-100 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения.  Содержание алюминия в организме человека составляет 30-50 мг. Алюминий накапливается в костной ткани и большинстве внутренних органов человека: печени, легких, головном мозге, нижних отделах желудочно-кишечного тракта, лимфоузлах, надпочечниках, паращитовидной, поджелудочной железе.

Неорганические соединения алюминия используются в качестве лекарственных препаратов. Так, например, гидроксид алюминия Al(OH)₃ обладает антацидным действием (уменьшают кислотность желудочного сока за счет нейтрализации соляной кислоты). Известно антисептическое, вяжущее и кровоостанавливающее действие алюминиевокалиевых квасцов, которые применяются наружно в виде примочек, полосканий, промываний. Антисептическое действие квасцов обусловлено тем, что ионы Аl³⁺ образуют с фосфорсодержащими протеинами комплексные соединения, выпадающие в виде осадка фосфата алюминия. Это приводит к гибели клеток микроорганизмов, что снижает воспалительный процесс.

Избыток алюминия является токсичным для организма. Токсичность алюминия при введении перорально в большей степени зависит от вида соединения алюминия и наличия органических соединений в пище, которые влияют на его биодоступность. Результаты ряда исследований показали, что потребление алюминия с питьевой водой может способствовать развитию слабоумия и синдрома Альцгеймера. Данное воздействие может объясняться тем, что соли алюминия способствуют активации воспалительных цитокинов в головном мозге. Кроме этого, алюминий может вызвать аллергический дерматит, нарушение структуры и функции мембран эритроцитов, ингибирование синтеза гемоглобина и подавление эритропоэза.

Диагностика отравления токсическими металлами представляет определенные трудности, так как клиническая картина часто протекает по типу полиорганной недостаточности и не имеет каких-либо специфических симптомов. Так, нефропатия, нейропатия и поражение желудочно-кишечного тракта являются общими симптомами интоксикации кадмием, свинцом и ртутью. Поэтому основным методом диагностики острого или хронического отравления токсическими металлами является комплексный лабораторный анализ.

В качестве биоматериала для исследования может использоваться кровь, моча, волосы или ногти. Для диагностики острого отравления ртутью или свинцом оптимально исследовать кровь и мочу, в то время как для диагностики острого отравления кадмием предпочтительной средой является кровь. Это связано с тем, что кадмий оказывает максимально выраженное токсическое воздействие на почечную ткань, что приводит к неинформативности анализа мочи. Результаты исследования волос и ногтей менее надежны, чем исследование крови и мочи, так как они способны накапливать металлы из внешней среды и концентрация металлов в них не всегда отражает их содержание в организме.

 

 

ПОДГОТОВКА К ИССЛЕДОВАНИЮ

Утром после тщательного туалета половых органов собрать в контейнер первую порцию мочи. Исключить из рациона алкоголь за 24 часа до анализа. Исключить прием мочегонных препаратов за 48 часов до сдачи мочи (по согласованию с врачом).

 

Биоматериал: разовая порция утренней мочи.

 

ПОКАЗАНИЯ

•  Диагностика острых и хронических отравлений токсическими металлами.
•  Профилактический осмотр пациентов, занятых на добыче и переработке токсических  металлов (горнодобывающая промышленность, изготовление аккумуляторов и измерительных приборов).
•  Наблюдение пациентов, получающих препараты лития (карбонат лития), алюминия (антациды, буферный аспирин) и мышьяка (триоксид мышьяка) в терапевтических целях.
• Симптомы полиорганной недостаточности (нейропатия, нефропатия, поражение желудочно-кишечного тракта), особенно у пациентов с отягощенным профессиональным или бытовым анамнезом.

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

 Интерпретация результатов содержит аналитическую информацию для лечащего врача. Лабораторные данные входят в комплекс всестороннего обследования пациента, проводимого врачом и не могут быть использованы для самодиагностики и самолечения.

 

При оценке результатов исследования необходимо учитывать следующие факторы. Так, одна и та же концентрация кадмия, ртути, свинца, лития у разных пациентов может вызывать токсические эффекты разной степени выраженности. У пожилых и новорожденных признаки отравления более выражены, чем у взрослых. Курение оказывает раздражающее воздействие на дыхательные пути и поэтому облегчает ингаляционный путь поступления токсических металлов в организм. Чрезмерное употребление алкоголя связано с нарушением всасывания некоторых микроэлементов, что в свою очередь также способствует реабсорбции токсических металлов. Следует также отметить, что ртуть обладает иммуногенным действием и способна вызывать реакции гиперчувствительности, выраженность которых зависит от иммунного статуса организма. Таким образом, для правильной интерпретации результата исследования необходимы дополнительные анамнестические, клинические и лабораторные данные пациента.

 

Повышение уровня токсических микроэлементов в моче:

острая или хроническая интоксикация токсическими металлами.