Metālu toksicitāte

Metāliem ir visuresoša izplatība, un tie ir atbildīgi par uzkrāšanos pārtikas ķēdē. Šie metāli var uzkrāties orgānos un izdalīties ar sviedriem, urīnu, izkārnījumiem, ādas lobīšanos un, visbeidzot, caur matiem. Toksiskais metāls, savukārt ātrākais rezultāts ir bioloģisko šķidrumu, piemēram, urīna asins analīzes.

Metālu saskares veids ar mūsu ķermeni būtībā ietver elpošanas ceļus un ādu.
Metālus var iedalīt:

PAMATI, piemēram, varš, dzelzs, magnijs un cinks (Cu, Fe, Mg, Zn).
NAV BŪTISKI, piemēram, kadmijs, arsēns, svins vai dzīvsudrabs (Cd, As, Pb, Hg).

Pirmie ir definēti kā būtiski metāli, jo tie atrodas šūnu iekšienē un ir nepieciešami pašu šūnu izdzīvošanai.Piemēram, dzelzs ir atrodams hemoglobīna (grupa - EME) un citohroma P450 iekšienē.

Attiecībā uz visiem būtiskajiem metāliem mums jārunā par toksicitāti trūkuma un pārmērības dēļ. Pēdējie ir definēti kā nebūtiski metāli, jo tiem nevajadzētu atrasties mūsu organismā.Patiesībā tie nesadarbojas šūnu darbībā, jo to darbība ir kaitīga pašām šūnām. Šajā sakarā ir noteikti mūsu ķermeņa pieļaujamie maksimālie līmeņi, kuru robežās metāls neizraisa kaitīgu ietekmi.Kad šī noteiktā robeža ir pārsniegta, nejauši paņemtais metāls var izraisīt toksisku iedarbību.
Metālus var klasificēt ne tikai būtiskos un nebūtiskos, bet arī organiskos un neorganiskos. Ķīmiskā formula ir ļoti svarīga, jo tā nosaka metāla bioloģisko pieejamību mūsu ķermenim. Organiskā forma ir ļoti lipofila, tāpēc viegli uzsūcas caur ādu un caur BITI. Turpretī metālu neorganiskā forma ir ļoti šķīstoša ūdenī un ļoti lēni uzsūcas. Neorganiskie metāli var būt vienlīdz bīstami, jo tie iziet caur nierēm, lai tos izvadītu, tāpēc tie var izraisīt nefrotoksicitāti.
Parasti metāli rada toksisku iedarbību:

Mijiedarbība ar fermentu aktīvajām vietām, piemēram, -OH, -SH, -COOH, -NH2 grupām. Visas šīs grupas mijiedarbojas ar metālu, izraisot fermentatīvās funkcijas zudumu vai samazināšanos.
Tie izspiež būtisku metālu, kas atrodas neaizstājamā enzīmā vai proteīnā. Piemēram, svins var aizstāt dzelzi zarnu feritīnā, vai svins var aizstāt kalciju visos tajos fermentos vai proteīnos, kurus aktivizē kalcijs.

Darbības vietas var atšķirties atkarībā no afinitātes starp metālu un mūsu organisma daļu. Piemēram, dzīvsudrabs un kadmijs dod priekšroku nieru audiem (nefrotoksisks), dzīvsudrabs un svins - CNS (neirotoksicitāte), kadmijs un svins - reproduktīvās sistēmas audiem , bet beidzot alumīnijs, arsēns, hroms un niķelis dod priekšroku elpošanas audiem.

Zīdītāju šūna var pasargāt sevi no iespējamiem nebūtisku metālu pārpalikumiem, pateicoties olbaltumvielu grupas, ko sauc par METALLOTIONEIN, klātbūtnei. Tie ir proteīni, kas helātu veido vai atdala nebūtisko metālu, tādējādi samazinot iespēju, ka tas paliek brīvs un rada toksisku aktivitāti. Galvenokārt helātus veidojošie metāli ir varš, kadmijs, cinks, dzīvsudrabs un svins.

Viena no metālu toksiskajām sekām ir alerģiska tipa reakcijas, kas pazīstamas arī kā paaugstinātas jutības reakcijas. Metāli, kas var izraisīt šīs reakcijas, ir dzīvsudrabs, zelts, platīns, berils, hroms un niķelis. Ir četras reakcijas, kas var izraisīt.

MASTOCITU DEGRANULĀCIJA ar IgE izdalīšanos;
SARKANO GLOBULU PĀRRAUŠANA ar IgG un IgM izdalīšanos (hemolītiskā anēmija);
ANTIGEN-ANTIBODY COMPLEX FORMATION ar IgG un IgM izdalīšanos (glomerulārais nefrīts);
KONTAKTI DERMATĪTI ar T limfocītu proliferāciju un citokīnu izdalīšanos, kas savukārt aktivizē TNFα. Kontaktdermatītu vairumā gadījumu izraisa hroms un niķelis.