Для чего нужен свинец в организме человека
Свинец – опасный и необходимый
В организме взрослого человека содержится около 2 мг свинца. Основные места концентрации: костная ткань, печень, почки и головной мозг. Выводится свинец из организма с калом (до 90) и мочой.
Такие вещества как кальций, магний, цинк, железо, кремний, фосфор, селен, витамины А, группы В, С, Е, ниацин и фолиевая кислота способствуют снижению уровня свинца в организме. И наоборот дефицит железа, кальция, фосфора, магния и цинка способствуют лучшему усвоению свинца в организме.
В организме свинец:
Суточная потребность в свинце
По разным данным суточная потребность человека в свинце составляет 10-20 мкг.
Симптомы дефицита и передозировки свинца
Данных исследований о симптомах дефицита свинца в организме человека на сегодняшний день нет.
Свинец относят к канцерогенным веществам. Доза в 1мг вызывает побочные эффекты, а при дозах выше 10 г вероятен летальный исход. К основным симптомам передозировки свинца относят:
Источники свинца
Часть свинца попадает в организм с вдыхаемым воздухом.
С продуктами питания в организм человека поступает до 70% всего суточного количества свинца. В отечественных продуктах наиболее высокие уровни содержания свинца определяются в консервах в жестяной таре, свежей и мороженой рыбе, пшеничных отрубях, желатине. Повышено его содержание и в корнеплодах, выращенных на землях вблизи автомагистралей. В городах с низким и среднем уровнем загрязнения потребление свинца с продуктами питания колеблется от 14 до 68 мкг/сут, тогда как в районах с промышленными источниками этот показатель составляет 48-163 мкг/сут.
Количество содержащегося свинца зависит от его содержания в почвах, проточной воде и воздухе.
Влияние свинца на здоровье человека
Свинец — пластичный, сине-серый, тяжелый металл, который естественным образом присутствует в земной коре. Свинец был одним из первых металлов, используемых человеком, и, следовательно, причиной первой зарегистрированной профессиональной болезни (свинцовые колики в 4-м веке до н.э. у работников металлургии).
Свинец может использоваться в качестве чистого металла, в сочетании с другим металлом для формирования сплава или в виде химического соединения.
Свинец обладает уникальными физическими и химическими свойствами, которые делают его пригодным для большого количества применений, в которых люди использовали его преимущества с исторических времен, и поэтому он стал обычным загрязнителем окружающей среды. Свинец очень устойчив в окружающей среде, и из-за его постоянного использования его уровни повышаются почти во всех странах, что создает серьезные угрозы.
Обращение с тяжелыми металлами, такими как свинец, весьма опасна и для обеспечения безопасности работников необходимо разработать систему управления охраной труда и проводить регулярные инструктажи и обучение.
Применение свинца в промышленности
В основном свинец используется в автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторных батареях — типа перезаряжаемых электрических батарей, в которых используется почти чистый сплав свинца.
Свинцовые сплавы обычно встречаются в боеприпасах, трубах, оболочках кабелей, строительных материалах, припоях, радиационной защите, разборных трубах и рыбацких грузах. Свинец также используется в керамической глазури и в качестве стабилизатора в пластмассах. Свинец широко использовался в качестве ингибитора коррозии и пигмента в красках, но в настоящее время использование свинца в красках для жилых и общественных зданий сошло на нет.
Ранее органические соединения свинца — тетраметилсвинец и тетраэтилсвинец — использовались в качестве антидетонаторной добавки и для повышения октанового числа в бензине, однако обеспокоенность по поводу воздействия свинца на окружающую среду привела к постепенному прекращению использования этих соединений. Органические соединения свинца по-прежнему используются в высокооктановом топливе в авиационной промышленности.
Пути попадания свинца в организм
Свинец попадает в организм преимущественно в результате вдыхания и проглатывания. В настоящее время взрослые люди подвергаются воздействию свинца главным образом в результате вдыхания содержащей свинец пыли и паров на работе или в результате увлечений, связанных со свинцом. Свинец проникает в тело через легкие и может повредить многие системы органов организма.
Хотя неорганический свинец не так легко попадает в организм через кожу, он может попасть в организм в результате случайного попадания (во время еды, питья и курения) через загрязненные руки, одежду и поверхности. У работников могут развиться различные заболевания, такие как неврологические эффекты, желудочно-кишечные последствия, анемия и заболевания почек.
Симптомы отравления свинцом
Первоначально отравление свинцом бывает трудно обнаружить — даже у здоровых людей может быть высокий уровень свинца в крови. Признаки и симптомы обычно не появляются, пока не накопится опасное количество.
Признаки и симптомы отравления могут включать:
Работодатели обязаны защищать работников от воздействия неорганического свинца. Работодатель также должен начать конкретные действия по соблюдению требований, включая анализ крови на содержание свинца для подвергшихся воздействию работников.
Свинец
Роль свинца в жизнедеятельности организма изучена недостаточно. Известно, что свинец участвует в обменных процессах костной ткани. С другой стороны, свинец является канцерогеном и тератогеном для организма. Полагают, что оптимальная интенсивность поступления свинца в организм человека составляет 10–20 мкг/день. Дефицит свинца в организме может развиться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мкг/день и менее), порог токсичности равен 1 мг/день.
В организме взрослого человека содержится около 2 мг свинца. В ЖКТ всасывается 5–10% (иногда до 50%) от поступившего свинца. Много свинца может попадать в организм с вдыхаемым воздухом (до 70% аэрозоля содержащего свинец оседает в легких). При больших концентрациях тетраэтилсвинца возникает риск его проникновения через кожу. У мужчин удержание свинца в организме выше, чем у женщин. Повышенное поступление с пищей кальция, фосфора, магния, цинка снижает абсорбцию свинца, тогда как на фоне дефицита железа и перечисленных элементов способность организма усваивать свинец увеличивается. Токсическое действие свинца во многом обусловлено его способностью образовывать связи с большим числом анионов – лигандов, к которым относятся сульфгидрильные группы, производные цистеина, имидазольные и карбоксильные группы, фосфаты. В результате связывания ангидридов со свинцом угнетается синтез белков и активность ферментов, например АТФ-азы. Свинец нарушает синтез гема и глобина, вмешиваясь в порфириновый обмен, индуцирует дефекты мембран эритроцитов.
Основной путь поступления в организм свинца лежит через ЖКТ. Степень всасывания свинца зависит от растворимости его соединений. Выводится свинец из организма с калом (80–90%) и с мочой. Токсическая доза для человека составляет 1 мг, летальная доза – 10 г. Лучшим индикатором свинцового отравления является исследование содержания свинца в цельной крови, но применяют также и исследование мочи.
Показания к исследованию
Свинец в организме человека – пути проникновения и степень токсической опасности
История человечества неразрывно связана с металлургией. Бронзовый век, железная эра, все эти названия связаны с этапами развития промышленности. Вот только о свинце, самом древнем из известных металлов находящихся в использовании человечеством обычно стараются не упоминать. Просто для этого металла выпала настолько сложная и противоречивая судьба, что каждый исторический факт, связанный с ним требует глубокого осмысления и изучения.
Роль свинца в организме человека
Несмотря на широкое распространение на планете, в отличие от других веществ в организме взрослого человека его содержится немного – 2 миллиграмма. Свинец в организме человека содержится в печени, почках, костях и в головном мозгу. В крови взрослого человека содержится около 0,21 мг/л вещества. В костной ткани содержание свинца достигает (3,6-30)х 10 –4 %, а в мышечной ткани – (0,23-3,3)х 10 –4 %. В волосах, ногтях и зубах человека он может быть выявлен при превышении его нормы в организме.
Роль свинца в организме человека определяется влиянием на следующие процессы:
В человеческом теле с содержанием свинца активно взаимодействуют, способствуя его выведению наружу кальций, фосфор, цинк, магний, железо, витамины группы А, С, большая часть группы В и Е. В процессе обмена веществ благодаря активной реакции они способствуют реакция, направленных на поддержание необходимого количества вещества в организме.
Слитки свинца
Суточная потребность и нормы
Места накопления в организме и способы выведения
Согласно медицинской классификации свинец является ядом кумулятивного действия. При попадании в организм большая часть вещества аккумулируется в трабекулах костей, вытесняя, таким образом калийные соли. Следующим по насыщенности местом выступают мышцы, печень и почки. Меньше всего наблюдается накопление свинца и других соединений, в состав которых он входит в головном мозге, селезенке, лимфатических узлах.
Одним из методов выведения свинца из организма человека выступает комплексная терапия. После определения наличия в моче и крови повышенного содержания свинца назначается терапия в ходе которой стимулируется выведение вещества естественным путем.
В ходе первого этапа проводится лечебное голодание. В этот период печень расходует запасы необходимых веществ и начинает активизировать метаболическую активность. Этап, длящийся около 3 суток, позволяет мобилизовать организм к очищению.
Вторым этапом выступает водная нагрузка на человека. В этот период вместо обычной воды для питья используется дистиллированная вода. Доказано, что употребление 1,5 литра воды способствует растворению многих соединений. Дальнейшее их выделение почками позволяет в первые сутки снизить содержание тяжелых металлов, в том числе и свинца на 15-20% по сравнению с начальным исследованием крови и мочи.
Тренировка в виде подъема по лестнице способствует выведению свинца из организма
Третьим этапом терапии является умеренная физическая нагрузка на нижние конечности, в ходе которого рекомендуется делать длительные прогулки. Как альтернатива прогулкам может проводиться тренировка в виде подъема в среднем темпе по ступеням до 3 этажа. Размер нагрузки на мужчину в возрасте 30-35 лет без хронических заболеваний 20 подъемов в день. Такой нагрузки достаточно, чтобы мобилизовать организм на активизацию обмена веществ в костях нижних конечностей.
Источники отравления свинцом и характерные симптомы проявления
В современной классификации различают две основных причины отравления организма человека свинцом – производственный и бытовой. В первом случае свинец попадает в организм при выполнении работ, связанных с переработкой материалов содержащих свинец. Во втором случае металл попадает в организм вне производства, чаще всего это бытовые ситуации, когда нарушаются правил обращения с металлом.
Наука указывает на два основные пути, поступления свинца в организм человека – дыхательный и с приемом пищи.
Пути попадания свинца в организм
Основной путь, при котором частицы металла попадают в организм это вдыхание мельчайших частиц. Далее пыль, содержащая чистый металл или его соли, поступает через легкие в кровь. Для производственных условий чаще всего проходит вдыхание мельчайших частиц размеров менее 5 мкм. Большому риску получить отравление свинцом подвергаются работники, занятые на производстве тяжелым физическим трудом. Чем больше нагрузка на организм и тяжелей работа, тем больше работник вдыхает свинцовой пыли.
Вторым не менее важным моментом, связанным с отравлением свинцом, выступает нарушение правил гигиены во время работы. Отсутствие средств защиты дыхания, их несвоевременная смена или замена фильтрующих элементов приводит к тому, что пыль начинает попадать в легкие даже при надетом респираторе. Следующим фактором, способствующим насыщению организма свинцом, выступает низкий уровень личной культуры и гигиены. Частое курение во время работы, грязные руки и лицо только усугубляют положение. Здесь, кроме попадания через органы дыхания может произойти попадание оральным путем.
Особенно остро сегодня стоит проблема бытового пути попадания свинца в организм. Замечено, что даже у людей, не связанных напрямую с производством, где используется свинец, может отмечаться высокие показатели накопления металла в организме. Сегодня ученые связывают это с большим количеством металла находящимся в воздухе. Большая часть такой «заряженной» пыли находится в виде аэрозольных красок, частиц находящихся в выбросах выхлопов двигателей внутреннего сгорания. Наиболее вероятное место, где можно получить наибольшую дозу пыли с этим тяжелым металлом в городе это обычная автобусная остановка.
Пути распространения свинца в организме человека
Чтобы понять симптомы и последствия отравления металлом необходимо понимать механизм распределения его в органах человека после попадания свинца в организм. Неорганический свинец, попавший в организм, практически не претерпевает метаболических превращений и в чистом виде всасывается и далее распределяется в органы. Скорость всасывания свинца зависит от многих индивидуальных факторов, например, от конституции тела человека, его возраста, наличия хронических заболеваний.
Металл, попавший в нижние части легких, всасывается и попадает в кровь практически полностью – 99,8% от общего количества, попавшего в легкие свинца. При попадании в желудочно-кишечный тракт у взрослых всасывается 10-15% металла. Исключение составляют беременные, процент всасывания может быть равен 50-54%. Процент усвоения может быть и большим, обычно это наблюдается у тех, кто ограничивает себя в пище, соблюдает пост, испытывает недостаток кальция в организме.
При попадании в кровь свинец атакует три основные группы тканей организма:
Стоит сказать, что на кости и зубы приходится почти 95% всего свинца, попадающего в организм. И именно в этих тканях накопившийся свинец представляет наибольшую угрозу. Для того, чтобы произошло отравление металлом, иногда не требуется одноразовое потребление большой дозы, в несколько раз превышающую дневную или даже недельную норму потребления. Дело в том, что организм слишком медленно выводит металл. Чаще всего отравление наступает вследствие потребления малых, дограничных доз, постепенно накапливающихся в организме.
Исследования показали, что при одноразовом потреблении большой дозы металла срок половинного выведения металла из крови составляет в среднем 25 дней. Из мягких тканей – печени, селезенки, почек выведение составляет 40-45 суток, а из костей срок составляет более 25 лет.
У детей при отравлении свинцом чаще всего возникает общая вялость
Симптомы отравления свинцом
Симптомы отравления свинцом у разных возрастных категорий людей проявляются по-разному. У детей чаще всего проявляется общая вялость, нарушение работы нервной системы, нарушается общая моторика. Впоследствии может быть замечено отставание в развитии, плохая обучаемость, слабая память, агрессивность. В большинстве случаев, у детей, перенесших интоксикацию свинцом наблюдается нарушение речевого развития, слуха, особенно высоких частот. Довольно часто наблюдается глухота. Как правило, такие дети страдают кариесом и пародонтозом.
У взрослых, прежде всего на отравление указывают повышенная утомляемость, слабая концентрация внимания, раздражительность и нарушение моторики. Особенно это выражается в нарушении мелкой моторики рук. Одним из последствий выступает наступление у пострадавших анемии, связанной с уменьшением жизнеспособности эритроцитов. В эндокринной системе наблюдается в изменении метаболических процессов. Как следствие, часто замечается проблемы с зубами, быстрее развивается кариес, на деснах образуется «свинцовый налет».
Изменение окраски зубной эмали – характерный признак отравления свинцом
Меры профилактики
Опасный своим воздействием на организм свинец, кроме острой интоксикации, имеет не менее тяжелые последствия, в виде обострения хронических заболеваний. По мнению большинства ученых, предотвратить последствие отравления наиболее эффективно можно использовав методы профилактики отравлений. Поскольку большинство случаев отравления связано с вдыханием насыщенной свинцом пыли через рот самым эффективным способом защиты является ношение защитных масок или респираторов.
Самым эффективным способом защиты от отравления свинцом является ношение респираторов
В производственных цехах необходимо проводить тщательные уборки помещений, во время работ кроме респираторов, необходимо использовать еще и спецодежду.
Отравление свинцом
Основные факты
Общая информация
Свинец является природным токсичным металлом, который встречается в земной коре. Его широкое применение привело к масштабному загрязнению окружающей среды, негативному воздействию на людей и существенным проблемам общественного здравоохранения во многих частях мира.
Важными источниками загрязнения окружающей среды являются, в частности, добыча, выплавка свинца, его использование в промышленном производстве, переработка вторсырья, а в некоторых странах – продолжающееся использование свинецсодержащих красок и этилированного авиационного бензина. Более трех четвертей глобального потребления свинца приходится на производство свинцово-кислых батарей для моторного транспорта. Однако свинец применяется также и во многих других продуктах, например в пигментах, красках, припое, витражах, посуде из свинцового хрусталя, боеприпасах, керамической глазури, ювелирных изделиях, игрушках, а также в некоторых косметических средствах и в народной медицине. Свинец может содержаться в питьевой воде, поступающей по свинцовым трубам или трубам, соединенным свинцовым припоем. В настоящее время большая часть свинца для нужд мирового хозяйства получается в результате переработки вторсырья.
Дети младшего возраста особенно уязвимы к токсичному воздействию свинца, и их здоровье может подвергаться глубоким и постоянным негативным изменениям, в первую очередь влияющим на развитие мозга и нервной системы. Свинец также вызывает долгосрочные последствия у взрослых, включая повышенный риск высокого кровяного давления и повреждения почек. Воздействие высоких концентраций свинца на беременных женщин может вызывать выкидыши, мертворождения, преждевременные роды и низкий вес при рождении.
Источники и пути воздействия
Люди могут подвергаться воздействию свинца в процессе трудовой деятельности или из источников окружающей среды. Воздействие главным образом обусловлено:
Дополнительным источником воздействия является использование некоторых средств народной медицины и традиционных косметических средств. Так, высокие уровни свинца обнаруживаются в некоторых типах краски для век, а также в некоторых народных лекарственных средствах, используемых в таких странах, как Индия, Мексика и Вьетнам. В связи с этим потребителям следует покупать и использовать только продукцию, находящуюся в регулируемом обороте.
Особенно уязвимы к отравлению свинцом дети младшего возраста, поскольку по сравнению со взрослыми их организм абсорбирует в 4–5 раз больше свинца, попадающего в желудочно-кишечный тракт из того или иного источника. Из-за присущей детям любознательности и свойственного такому возрасту желанию тянуть руки в рот, дети кладут в рот и проглатывают свинецсодержащие или покрытые свинцом предметы, например загрязненную почву или пыль и отслаивающуюся свинцовую краску. Этот путь воздействия усиливается у детей с признаками психологического расстройства под названием пикацизм (постоянная и навязчивая тяга есть несъедобные вещи), которые могут отковыривать и съедать свинцовую краску со стен, дверных косяков и мебели. Воздействие загрязненной свинцом почвы и пыли в процессе переработки аккумуляторов и добычи полезных ископаемых явилось причиной массового отравления свинцом и многих случаев смерти среди детей младшего возраста в Нигерии, Сенегале и других странах.
При попадании свинца в организм он распределяется между такими органами, как мозг, почки, печень и кости. Свинец откладывается в зубах и костях, где он со временем накапливается. Отложенный в костной ткани свинец может возвращаться в кровь во время беременности, в результате чего его воздействию подвергается плод. Недоедающие дети больше подвержены влиянию свинца, поскольку их организм абсорбирует больше свинца в случае нехватки других питательных веществ, например кальция или железа. Наибольшему риску подвергаются дети самого раннего возраста (включая плод в период внутриутробного развития) и дети, живущие в неимущих семьях.
Последствия для здоровья детей
«Безопасной» концентрации свинца в крови не существует; даже такое низкое содержание свинца в крови, как 5 мкг/дл, может вызывать у детей снижение интеллекта, поведенческие расстройства и трудности в обучении. По мере повышения концентрации свинца в крови возрастают спектр и тяжесть симптомов и последствий.
К счастью, прекращение производства и использования этилированного бензина в большинстве стран, равно как и другие ограничительные меры в отношении применения этого металла, привели к значительному снижению показателей концентрации свинца в крови на уровне популяции. По состоянию на июль 2021 г. этилированное топливо для легкового и грузового транспорта не продается ни в одной стране (1). Тем не менее, необходимы дополнительные усилия для отказа от применения свинцовых красок: на сегодняшний день законодательные ограничения по использованию свинцовых красок введены лишь в 41% стран (2).
Бремя болезней, вызванных воздействием свинца
По оценкам Института измерения показателей и оценки здоровья (ИИПОЗ), в 2019 г. во всем мире с долгосрочным пагубным воздействием свинца на организм было связано 900 000 случаев смерти и 21,7 миллиона утраченных лет жизни, скорректированных на инвалидность (DALY). Наибольшее бремя приходилось на долю стран с низким и средним уровнем дохода. Кроме того, по оценкам ИИПОЗ, в 2019 г. воздействием свинца было обусловлено 62,5% глобального бремени идиопатических форм задержки умственного развития, 8,2% глобального бремени патологий сердца, вызванных гипертонией, 7,2% глобального бремени ишемической болезни сердца и 5,65% глобального бремени инсульта (3).
Деятельность ВОЗ
ВОЗ назвала свинец одним из 10 химических веществ, вызывающих основную обеспокоенность с точки зрения здоровья населения и требующих от государств-членов действий по защите трудящихся, детей и женщин детородного возраста. На своем веб-сайте ВОЗ опубликовала широкий ряд информационных материалов о свинце, включая информацию для директивных органов, технические руководства и материалы для проведения кампаний.
В настоящее время ВОЗ разработала руководящие принципы оказания помощи при воздействии свинца и готовит руководящие принципы профилактики воздействия свинца, которые обеспечат сотрудников директивных органов, органы здравоохранения и медицинских работников научно обоснованными рекомендациями о мерах, которые они могут принять для защиты здоровья детей и взрослых от воздействия свинца.
Поскольку свинцовые краски по-прежнему являются источником воздействия во многих странах, ВОЗ вместе с Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде создала Глобальный альянс по отказу от применения свинца в красках. Кроме того, ВОЗ является партнером проекта, который финансируется Глобальным экологическим фондом и призван помочь как минимум 40 странам ввести в действие законодательные меры по ограничению использования содержащих свинец красок (4). Постепенный отказ от свинцовых красок к 2020 г. является одним из приоритетных действий правительств, включенных в Дорожную карту ВОЗ для повышения роли сектора здравоохранения в Стратегическом подходе к международному регулированию химических веществ нам пути достижения цели 2020 г. и на последующий период.