новини

Хроничното отравяне с олово е значителен рисков фактор за сърдечно-съдови заболявания при възрастни и когнитивни нарушения при деца и може да причини вреда дори при нива на олово, считани преди за безопасни. През 2019 г. излагането на олово е причина за 5,5 милиона смъртни случая от сърдечно-съдови заболявания в световен мащаб и обща загуба на 765 милиона точки за коефициент на интелигентност при децата всяка година.
Излагането на олово е почти навсякъде, включително в оловни бои, оловен бензин, някои водопроводни тръби, керамика, козметика, парфюми, както и в топенето, производството на батерии и други индустрии, така че стратегиите на ниво население са важни за елиминиране на отравянето с олово.

Отравянето с олово е древно заболяване. Диоскорид, гръцки лекар и фармаколог в древен Рим, е писал за...
„Материя Медика“, най-важният труд по фармакология от десетилетия насам, описва симптомите на явно отравяне с олово преди близо 2000 години. Хората с явно отравяне с олово изпитват умора, главоболие, раздразнителност, силни коремни спазми и запек. Когато концентрацията на олово в кръвта надвиши 800 μg/L, острото отравяне с олово може да причини конвулсии, енцефалопатия и смърт.
Хроничното отравяне с олово е било признато преди повече от век като причина за атеросклероза и „оловно-токсична“ подагра. При аутопсия 69 от 107 пациенти с индуцирана от олово подагра са имали „втвърдяване на артериалната стена с атероматозни промени“. През 1912 г. Уилям Ослър (William Osler)
„Алкохолът, оловото и подаграта играят важна роля в патогенезата на артериосклерозата, въпреки че точните механизми на действие не са добре разбрани“, пише Ослър. Оловната линия (фин син отлагащ се оловен сулфид по ръба на венците) е характерна за хроничното отравяне с олово при възрастни.
През 1924 г. Ню Джърси, Филаделфия и Ню Йорк забраняват продажбата на оловен бензин, след като 80% от работниците, произвеждащи тетраетил олово в Standard Oil в Ню Джърси, са били отравяни с олово, някои от които са починали. На 20 май 1925 г. Хю Къминг, главният хирург на Съединените щати, свиква учени и представители на индустрията, за да определи дали е безопасно да се добавя тетраетил олово към бензина. Яндел Хендерсън, физиолог и експерт по химическа война, предупреждава, че „добавянето на тетраетил олово бавно ще изложи голяма част от населението на оловно отравяне и втвърдяване на артериите“. Робърт Кехоу, главен медицински директор на Ethyl Corporation, смята, че правителствените агенции не трябва да забраняват тетраетил олово от автомобили, докато не се докаже, че е токсичен. „Въпросът не е дали оловото е опасно, а дали определена концентрация на олово е опасна“, казва Кехоу.
Въпреки че добивът на олово се извършва от 6000 години, преработката му се е увеличила драстично през 20-ти век. Оловото е ковък, издръжлив метал, използван за предотвратяване на твърде бързото изгаряне на горивото, намаляване на „чукането на двигателите“ в автомобилите, транспортиране на питейна вода, запояване на консерви за храна, за запазване на блясъка на боята и унищожаване на насекоми. За съжаление, по-голямата част от оловото, използвано за тези цели, попада в телата на хората. В пика на епидемията от отравяне с олово в Съединените щати стотици деца са били хоспитализирани всяко лято за оловна енцефалопатия, а една четвърт от тях са починали.
Хората в момента са изложени на олово в нива, доста надвишаващи естествените фонови нива. През 60-те години на миналия век геохимикът Клеър Патерсън, който използва изотопи на оловото, оценява възрастта на Земята на 4,5 милиарда години
Патерсън установи, че минното дело, топенето и емисиите от превозни средства водят до атмосферни отлагания на олово 1000 пъти по-високи от естествените фонови нива в проби от ледникови ядра. Патерсън също така установи, че концентрацията на олово в костите на хора в индустриализираните страни е 1000 пъти по-висока от тази на хората, живеещи в прединдустриалната епоха.
Излагането на олово е намаляло с повече от 95% от 70-те години на миналия век, но сегашното поколение все още носи 10-100 пъти повече олово в кръвта си, отколкото хората, живеещи в прединдустриалната епоха.
С малки изключения, като например оловото в авиационното гориво и боеприпаси, както и оловно-киселинните батерии за моторни превозни средства, оловото вече не се използва в Съединените щати и Европа. Много лекари смятат, че проблемът с отравянето с олово е нещо от миналото. Въпреки това, оловните бои в по-стари домове, оловният бензин, отложен в почвата, оловото, излужено от водопроводни тръби, и емисиите от промишлени предприятия и инсинератори допринасят за излагането на олово. В много страни оловото се отделя от топенето, производството на батерии и електронните отпадъци и често се среща в бои, керамика, козметика и парфюми. Изследванията потвърждават, че хроничното отравяне с олово в ниски нива е рисков фактор за сърдечно-съдови заболявания при възрастни и когнитивни нарушения при деца, дори при нива, считани преди това за безопасни или безвредни. Тази статия ще обобщи ефектите от хроничното отравяне с олово в ниски нива.

Експозиция, абсорбция и вътрешно натоварване
Оралното поглъщане и вдишването са основните пътища на излагане на олово. Кърмачетата с бърз растеж и развитие могат лесно да абсорбират олово, а дефицитът на желязо или калций може да насърчи абсорбцията на олово. Оловото, имитиращо калций, желязо и цинк, навлиза в клетката чрез калциеви канали и метални транспортери, като например двувалентен метален транспортер 1 [DMT1]. Хората с генетични полиморфизми, които насърчават абсорбцията на желязо или калций, като тези, които причиняват хемохроматоза, имат повишена абсорбция на олово.
След като се абсорбира, 95% от остатъчното олово в тялото на възрастен се съхранява в костите; 70% от остатъчното олово в тялото на дете се съхранява в костите. Около 1% от общото количество олово в човешкото тяло циркулира в кръвта. 99% от оловото в кръвта се намира в червените кръвни клетки. Концентрацията на олово в пълна кръв (новоабсорбирано олово и ремобилизирано олово от костите) е най-широко използваният биомаркер за нивото на експозиция. Фактори, които променят костния метаболизъм, като менопауза и хипертиреоидизъм, могат да освободят олово, заключено в костите, което води до рязко покачване на нивата на олово в кръвта.
През 1975 г., когато олово все още се е добавяло към бензина, Пат Бари провежда аутопсийно проучване на 129 британци и определя количествено общото им оловно натоварване. Средното общо натоварване в тялото на мъжа е 165 mg, еквивалентно на теглото на кламер. Телесното натоварване на мъжете с оловно отравяне е 566 mg, само три пъти по-голямо от средното натоварване на цялата мъжка извадка. За сравнение, средното общо натоварване в тялото на жената е 104 mg. Както при мъжете, така и при жените, най-високата концентрация на олово в меките тъкани е била в аортата, докато при мъжете концентрацията е била по-висока в атеросклеротичните плаки.
Някои групи от населението са изложени на повишен риск от оловно отравяне в сравнение с общото население. Кърмачетата и малките деца са изложени на по-голям риск от поглъщане на олово поради неядливото си поведение през устата и е по-вероятно да абсорбират олово от по-големите деца и възрастните. Малките деца, живеещи в лошо поддържани домове, построени преди 1960 г., са изложени на риск от оловно отравяне поради поглъщане на бояджийски стърготини и замърсен с олово домашен прах. Хората, които пият чешмяна вода от замърсени с олово тръби или живеят близо до летища или други замърсени с олово места, също са изложени на повишен риск от развитие на ниско ниво на оловно отравяне. В Съединените щати концентрациите на олово във въздуха са значително по-високи в сегрегираните общности, отколкото в интегрираните общности. Работниците в топилната, рециклиращата и строителната промишленост, както и тези, които използват огнестрелни оръжия или имат фрагменти от куршуми в телата си, също са изложени на повишен риск от оловно отравяне.
Оловото е първият токсичен химикал, измерен в Националното проучване за здравето и храненето (NHANES). В началото на постепенното премахване на оловния бензин, нивата на олово в кръвта спаднаха рязко от 150 μg/L през 1976 г. до 90 през 1980 г.
μg/L, символично число. Нивата на олово в кръвта, считани за потенциално вредни, са били понижавани няколко пъти. През 2012 г. Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC) обявиха, че не е определено безопасно ниво на олово в кръвта на децата. CDC понижи стандарта за прекомерни нива на олово в кръвта при деца – често използван, за да се посочи, че трябва да се предприемат действия за намаляване на експозицията на олово – от 100 μg/L на 50 μg/L през 2012 г. и на 35 μg/L през 2021 г. Понижаването на стандарта за прекомерно олово в кръвта повлия на решението ни в тази статия да използваме μg/L като единица за измерване на нивата на олово в кръвта, вместо по-често използваното μg/dL, което отразява обширните доказателства за токсичност на оловото при по-ниски нива.

Смърт, болест и инвалидност
„Оловото е потенциално токсично навсякъде и оловото е навсякъде“, пишат Пол Мушак и Анмари Ф. Крочети, и двамата членове на Националния съвет по качество на въздуха, назначени от президента Джими Картър, в доклад до Конгреса през 1988 г. Възможността за измерване на нивата на олово в кръвта, зъбите и костите разкрива редица медицински проблеми, свързани с хронично отравяне с олово в ниски нива на нива, които обикновено се срещат в човешкото тяло. Ниските нива на отравяне с олово са рисков фактор за преждевременно раждане, както и за когнитивни нарушения и разстройство с дефицит на вниманието и хиперактивност (ADHD), повишено кръвно налягане и намалена вариабилност на сърдечната честота при деца. При възрастни ниските нива на отравяне с олово са рисков фактор за хронична бъбречна недостатъчност, хипертония и сърдечно-съдови заболявания.

Растеж и невроразвитие
При концентрации на олово, често срещани при бременни жени, експозицията на олово е рисков фактор за преждевременно раждане. В проспективно канадско кохортно проучване, повишаване на нивата на олово в кръвта на майката с 10 μg/L е свързано със 70% повишен риск от спонтанно преждевременно раждане. При бременни жени със серумни нива на витамин D под 50 mmol/L и нива на олово в кръвта, повишени с 10 μg/L, рискът от спонтанно преждевременно раждане се е увеличил до три пъти.
В по-ранно забележително проучване на деца с клинични признаци на отравяне с олово, Нийдълман и др. установяват, че децата с по-високи нива на олово са по-склонни да развият невропсихологични дефицити, отколкото децата с по-ниски нива на олово, и е по-вероятно да бъдат оценявани като слаби от учителите в области като разсейване, организационни умения, импулсивност и други поведенчески черти. Десет години по-късно, децата в групата с по-високи нива на олово в дентина са 5,8 пъти по-склонни да имат дислексия и 7,4 пъти по-склонни да отпаднат от училище, отколкото децата в групата с по-ниски нива на олово.
Съотношението на когнитивния спад към повишаването на нивата на олово е по-голямо при деца с ниски нива на олово. В обобщен анализ на седем проспективни кохорти, повишаването на нивата на олово в кръвта от 10 μg/L до 300 μg/L е свързано с 9-точково намаление на коефициента на интелигентност на децата, но най-голямото намаление (6-точково намаление) настъпва, когато нивата на олово в кръвта за първи път се увеличават със 100 μg/L. Кривите доза-отговор са сходни за когнитивния спад, свързан с измерените нива на олово в костите и плазмата.

Излагането на олово е рисков фактор за поведенчески разстройства като ADHD. В национално представително проучване в САЩ на деца на възраст от 8 до 15 години, децата с нива на олово в кръвта над 13 μg/L са два пъти по-склонни да имат ADHD, отколкото тези с нива на олово в кръвта в най-ниския квинтил. При тези деца приблизително 1 от 5 случая на ADHD може да се отдаде на излагане на олово.

Излагането на олово в детска възраст е рисков фактор за антисоциално поведение, включително поведение, свързано с поведенческо разстройство, делинквентност и криминално поведение. В мета-анализ на 16 проучвания, повишените нива на олово в кръвта са били постоянно свързани с поведенческо разстройство при деца. В две проспективни кохортни проучвания, по-високите нива на олово в кръвта или дентина в детска възраст са били свързани с по-високи нива на делинквентност и арести в ранна зряла възраст.
По-високото излагане на олово в детството е свързано с намален обем на мозъка (вероятно поради намален размер на невроните и разклоняване на дендритите), като намаленият обем на мозъка се е запазил и в зряла възраст. В проучване, включващо по-възрастни хора, по-високите нива на олово в кръвта или костите са били проспективно свързани с ускорен когнитивен спад, особено при тези, които са носители на алела APOE4. Излагането на олово в ранна детска възраст може да е рисков фактор за развитие на болестта на Алцхаймер с късно начало, но доказателствата са неясни.

Нефропатия
Излагането на олово е рисков фактор за развитие на хронично бъбречно заболяване. Нефротоксичните ефекти на оловото се проявяват в интрануклеарните включени телца на проксималните бъбречни тубули, тубулната интерстициална фиброза и хроничната бъбречна недостатъчност. Сред участниците в проучването NHANES между 1999 и 2006 г., възрастните с нива на олово в кръвта над 24 μg/L са с 56% по-склонни да имат намалена скорост на гломерулна филтрация (<60 mL/[min·1.73 m2]), отколкото тези с нива на олово в кръвта под 11 μg/L. В проспективно кохортно проучване, хората с нива на олово в кръвта над 33 μg/L са имали с 49% по-висок риск от развитие на хронично бъбречно заболяване, отколкото тези с по-ниски нива на олово в кръвта.

Сърдечно-съдови заболявания
Клетъчните промени, предизвикани от оловото, са характерни за високото кръвно налягане и атеросклерозата. В лабораторни изследвания хронично ниските нива на експозиция на олово повишават оксидативния стрес, намаляват нивата на биоактивен азотен оксид и предизвикват вазоконстрикция чрез активиране на протеин киназа C, което води до персистираща хипертония. Експозицията на олово инактивира азотния оксид, увеличава образуването на водороден пероксид, инхибира ендотелното възстановяване, нарушава ангиогенезата, насърчава тромбозата и води до атеросклероза (Фигура 2).
In vitro проучване показа, че ендотелни клетки, култивирани в среда с концентрации на олово от 0,14 до 8,2 μg/L в продължение на 72 часа, причиняват увреждане на клетъчната мембрана (малки разкъсвания или перфорации, наблюдавани чрез сканираща електронна микроскопия). Това проучване предоставя ултраструктурни доказателства, че новоабсорбираното олово или повторното навлизане на оловото в кръвта от костите може да причини ендотелна дисфункция, която е най-ранната откриваема промяна в естествения ход на атеросклеротичните лезии. В напречен анализ на представителна извадка от възрастни със средно ниво на олово в кръвта от 27 μg/L и без анамнеза за сърдечно-съдови заболявания, нивата на олово в кръвта са се увеличили с 10%.
При μg, коефициентът на вероятност за тежка калцификация на коронарните артерии (т.е. оценка по Agatston >400 с диапазон на оценката 0 [0, показваща липса на калцификация] и по-високи оценки, показващи по-голям диапазон на калцификация) е 1,24 (95% доверителен интервал от 1,01 до 1,53).
Излагането на олово е основен рисков фактор за смърт от сърдечно-съдови заболявания. Между 1988 и 1994 г. 14 000 възрастни американци са участвали в проучването NHANES и са били проследявани в продължение на 19 години, от които 4422 са починали. Един на всеки пет души умира от коронарна болест на сърцето. След коригиране за други рискови фактори, повишаването на нивата на олово в кръвта от 10-ия до 90-ия персентил е свързано с удвояване на риска от смърт от коронарна болест на сърцето. Рискът от сърдечно-съдови заболявания и смърт от коронарна болест на сърцето се увеличава рязко, когато нивата на олово са под 50 μg/L, без ясен праг (Фигури 3B и 3C). Изследователите смятат, че четвърт милион преждевременни смъртни случаи от сърдечно-съдови заболявания всяка година се дължат на хронично отравяне с ниски нива на олово. От тях 185 000 са починали от коронарна болест на сърцето.
Излагането на олово може да е една от причините, поради които смъртните случаи от коронарна болест на сърцето първо се увеличиха, а след това намаляха през миналия век. В Съединените щати смъртността от коронарна болест на сърцето се е увеличила рязко през първата половина на 20-ти век, достигайки пик през 1968 г., а след това постоянно намалява. Сега тя е със 70% под пика си от 1968 г. Излагането на олово на бензин, съдържащ олово, е свързано с намаляване на смъртността от коронарна болест на сърцето (Фигура 4). Сред участниците в проучването NHANES, което е проследено до осем години между 1988-1994 г. и 1999-2004 г., 25% от общото намаление на честотата на коронарната болест на сърцето се дължи на намалени нива на олово в кръвта.

В ранните години на постепенното премахване на оловния бензин, честотата на високо кръвно налягане в Съединените щати рязко спадна. Между 1976 и 1980 г. 32% от възрастните американци са имали високо кръвно налягане. През 1988-1992 г. делът е бил само 20%. Обичайните фактори (тютюнопушене, лекарства за кръвно налягане, затлъстяване и дори по-големият размер на маншета, използван за измерване на кръвното налягане при хора със затлъстяване) не обясняват спада на кръвното налягане. Средното ниво на олово в кръвта в Съединените щати обаче спадна от 130 μg/L през 1976 г. до 30 μg/L през 1994 г., което предполага, че намаляването на експозицията на олово е една от причините за спада на кръвното налягане. В проучването „Strong Heart Family Study“, което включва кохорта от американски индианци, нивата на олово в кръвта са намалели с ≥9 μg/L, а систоличното кръвно налягане е намаляло средно със 7,1 mm Hg (коригирана стойност).
Много въпроси остават без отговор относно ефектите от излагането на олово върху сърдечно-съдовите заболявания. Продължителността на експозицията, необходима за причиняване на хипертония или сърдечно-съдово заболяване, не е напълно изяснена, но дългосрочната кумулативна експозиция на олово, измерена в костите, изглежда има по-силна предсказваща сила от краткосрочната експозиция, измерена в кръвта. Въпреки това, намаляването на експозицията на олово изглежда намалява кръвното налягане и риска от смърт от сърдечно-съдови заболявания в рамките на 1 до 2 години. Година след забраната на оловното гориво за състезания на NASCAR, общностите в близост до пистата са имали значително по-ниски нива на смъртност от коронарна болест на сърцето в сравнение с по-периферните общности. И накрая, има необходимост от проучване на дългосрочните сърдечно-съдови ефекти при хора, изложени на нива на олово под 10 μg/L.
Намаленото излагане на други токсични химикали също допринесе за намаляване на коронарната болест на сърцето. Постепенното премахване на оловния бензин от 1980 до 2000 г. намали праховите частици в 51 метрополни области, което доведе до 15% увеличение на продължителността на живота. По-малко хора пушат. През 1970 г. около 37% от възрастните американци пушеха; до 1990 г. само 25% от американците пушеха. Пушачите имат значително по-високи нива на олово в кръвта от непушачите. Трудно е да се разграничат историческите и настоящите ефекти от замърсяването на въздуха, тютюневия дим и оловото върху коронарната болест на сърцето.
Коронарната болест на сърцето е водещата причина за смърт в световен мащаб. Повече от дузина проучвания показват, че излагането на олово е основен и често пренебрегван рисков фактор за смърт от коронарна болест на сърцето. В мета-анализ, Chowdhury et al. установяват, че повишените нива на олово в кръвта са важен рисков фактор за коронарна болест на сърцето. В осем проспективни проучвания (с общо 91 779 участници), хората с концентрации на олово в кръвта в най-високия квинтил са имали 85% по-висок риск от нефатален миокарден инфаркт, байпасна хирургия или смърт от коронарна болест на сърцето, отколкото тези в най-ниския квинтил. През 2013 г. Агенцията за опазване на околната среда (EPA)
Агенцията за защита заключи, че излагането на олово е рисков фактор за коронарна болест на сърцето; десетилетие по-късно Американската сърдечна асоциация потвърди това заключение.