Przeczytaj
Reakcja zachodząca w rurach ołowianych
Pytanie zawarte w tytule lekcji nie jest bezzasadne. Jedną z przyczyn może być to, że ołów wchodził w skład rur wodociągowych stosowanych w starożytnym Rzymie, a to powodowało, że jego mieszkańcy byli nieustannie wystawiani na kontakt z tym pierwiastkiem. Powodem tego była reakcja, która zachodziła w ołowianych rurach.
Ołów reaguje bowiem powoli z wodą, tlenem i tlenkiem węgla(IV), a w wyniku czego powstaje wodorowęglan ołowiu:
Z kolei ołów w postaci soli trafiał wraz z wodą do miast, gdzie korzystali z niej Rzymianie zarówno do picia i przygotowywania posiłków, jak i w popularnych w tamtych czasach publicznych łaźniach.
Drogi ołowiu w organizmie człowieka
Ołów w środowisku człowieka występuje w pokarmie – przede wszystkim za pośrednictwem wody, jeśli pochodzi ona ze starych instalacji wodociągowych, zawierających właśnie ten pierwiastek. Jest on również obecny w powietrzu, do którego dostaje się m.in. w trakcie spalania śmieci. Zanieczyszczenie środowiska pochodzące z fabryk akumulatorów, farb, czcionek drukarskich oraz hut miedzi i cynku sprawia, że ołów dostaje się do gleby i przenika do wód gruntowych. Do niedawna był także składnikiem paliw, jednak aktualnie dodawanie go jest już niedozwolone. Aby unikać narażenia na ołów w codziennym życiu, warto dowiedzieć się, czy rury wodociągowe w miejscu zamieszkania nie zawierają przypadkiem tego pierwiastka; nie wyrzucać akumulatorów ani baterii do śmieci, a także zwrócić szczególną uwagę na to, czy w domu nie została użyta farba ołowiowa – jest to wielce prawdopodobne w przypadku starego budownictwa.
Ołów dostaje się do organizmu ludzkiego głównie przez przewód pokarmowy oraz układ oddechowy. Przez skórę dostaje się tylko jego niewielka ilość. Im więcej fosforu i wapnia zawiera się w naszej diecie, tym mniej ołowiu wchłonie się przez jelita. Z kolei jeśli przyjmujemy więcej kwasu askorbinowego i cytrynowego, to tego ołowiu trafi do organizmu więcej. Po wchłonięciu przez jelita, ów pierwiastek łączy się głównie z erytrocytami.
Tabela 1. Zawartość ołowiu w poszczególnych komórkach krwi.
Krew | Zawartość [%] |
---|---|
erytrocyty | 99 |
białka osocza | 0,40‑0,75 |
niskocząsteczkowe ligandy w osoczu | 0,25 - 0,60 |
ołów w wolnym stanie | 0,0001 |
Indeks górny Źródło: M. Giel‑Pietraszuk, K. Hybza, M. Chełchowska, J. Barciszewski, Mechanizmy toksyczności ołowiu, „Postępy Biologii Komórki” 2017, nr 39, 2, s. 217‑248. Indeks górny koniecŹródło: M. Giel‑Pietraszuk, K. Hybza, M. Chełchowska, J. Barciszewski, Mechanizmy toksyczności ołowiu, „Postępy Biologii Komórki” 2017, nr 39, 2, s. 217‑248.
Drogą krwionośną ołów jest transportowany do tkanek i narządów organizmu. Wśród tkanek gromadzących ołów, możemy wyróżnić:
szybkowymienne, np.: krew, tkanki miękkie; okres półtrwania ołowiu wynosi 30 dni;
wolnowymienne, np.: kości, paznokcie, zęby; okres półtrwania ołowiu wynosi 2,3‑27 lat.
Warto zaznaczyć, że łożysko nie jest barierą dla ołowiu, stąd jego niekorzystne działanie dla dzieci znajdujących się w łonie matki.
Większa część ołowiu jest magazynowana w kościach: 90‑94% zawartości ołowiu u dorosłych, a 70–73% u dzieci. Jednak trudno wyznaczyć całkowitą zawartość ołowiu w organizmie człowieka.
Tabela 2. Zawartość ołowiu w poszczególnych narządach organizmu ludzkiego.
Narząd | Zawartość [] |
---|---|
wątroba | 1 |
nerki (kora‑rdzeń) | 0,8 - 0,5 |
jajniki, trzustka | 0,4 |
śledziona | 0,3 |
prostata i nadnercza | 0,2 |
mózg i tkanka tłuszczowa | 0,1 |
jądra | 0,08 |
serce | 0,07 |
mięśnie szkieletowe | 0,05 |
Indeks górny Źródło: M. Giel‑Pietraszuk, K. Hybza, M. Chełchowska, J. Barciszewski, Mechanizmy toksyczności ołowiu, „Postępy Biologii Komórki” 2012, nr 39, 2, s. 217‑248. Indeks górny koniecŹródło: M. Giel‑Pietraszuk, K. Hybza, M. Chełchowska, J. Barciszewski, Mechanizmy toksyczności ołowiu, „Postępy Biologii Komórki” 2012, nr 39, 2, s. 217‑248.
Wydalanie ołowiu z organizmu:
76% z moczem;
16% z kałem;
8% z potem;
mleko kobiece.
Wpływ ołowiu na organizm człowieka
Przyjmuje się, że dawka toksyczna ołowiu wynosi ok. 0,5 g, z kolei dawka śmiertelna to od 20 do 50 g. Do objawów zatrucia ołowiem zalicza się:
bóle głowy;
zaburzenia pamięci;
anemię;
bóle brzucha;
nudności i wymioty;
zaburzenia apetytu;
niepłodność;
nadciśnienie;
zmiany kostne, widoczne m.in. na zdjęciach rtg;
osłabienie mięśni i ich drżenie;
uporczywe zaparcia;
spadek libido.
Wpływ na przebieg ciąży i organizm dziecka w łonie matki
Ołów zwiększa ryzyko poronienia, porodu przedwczesnego, martwych urodzeń, wad wrodzonych płodów. Ołów wpływa na urodzenie dziecka z zespołem wad określanych jako:
Wyższe stężenie ołowiu we krwi ciężarnej może negatywnie wpływać na masę urodzeniową dziecka (zespół LBW – niskiej masy urodzeniowej). Ołów wpływa na łożysko, co skutkuje jego niewydolnością hormonalną lub zaburzeniami w przepływie substancji odżywczych. Hemoglobina płodowa wykazuje wyższe powinowactwo względem ołowiu niż hemoglobina osób dorosłych.
Im większe stężenie ołowiu we krwi (Pb‑B) matki, tym rozwój dziecka w jej łonie jest wolniejszy. Stężenie 0,15 we krwi pępowinowej powoduje zmiany w układzie nerwowym dziecka.
Obecnie istnieją dwie możliwości ekspozycji na ołów przez kobietę ciężarną:
narażenie środowiskowe, które jest związane z miejscem pracy lub zamieszkania;
palenie tytoniu (przez ciężarną lub osoby z otoczenia).
Ołów działa teratogennieteratogennie i mutagenniemutagennie.
Układ immunologiczny
Ołów może uszkadzać limfocyty T i B, komórki cytotoksyczne oraz makrofagi. Ponadto wywiera znaczący wpływ na przebieg reakcji zapalnych. Osoby narażone na ekspozycję ołowiem często są narażone na choroby o podłożu zapalnym oraz alergie. Odnotowano, że im wyższe stężenie ołowiu we krwi, tym mniejsze stężenie przeciwciał IgA, IgG, IgE w organizmie. Zatrucie ołowiem prowadzi do uszkodzenia szpiku.
Układ nerwowy
Ołów powoduje neuropatie – zaburzenia neurologiczne. Zazwyczaj zajmuje neurony ruchowe kończyn górnych. Zmniejsza wzrost neuronów, a także zakłóca szlaki neurotransmisji. Wywołuje parestezjeparestezje oraz hipotoniehipotonie. Zaobserwowano nieprawidłową odpowiedź potowydzielniczą w związku ze zwiększonym stężeniem tego pierwiastka we krwi. Zakłóca tworzenie się synaps w korze mózgowej dziecka. Istnieją przesłanki, że przyczynia się także do rozwoju choroby Alzheimera i Parkinsona.
Układ sercowo–naczyniowy
Istnieje wiele badań, które wskazują na korelację między wysoką zawartością ołowiu we krwi a nadciśnieniem tętniczym. Badania przeprowadzone w ramach programu NHANES, na 20 000 dorosłych Amerykanów, wykazały, że wzrost stężenia ołowiu we krwi wywołuje wzrost ciśnienia skurczowego i rozkurczowego. Co więcej, hamuje on syntezę hemu, co przyczynia się do rozwoju anemii.
Ołów ma wpływ na przewodzenie bodźców w układzie parasympatycznym, co przyczynia się do powstania arytmii lub zawału mięśnia sercowego. Indukuje stres oksydacyjny, który zaburza funkcje układu sympatycznego.
Układ rozrodczy
Ołów zaburza funkcjonowanie gonad. Ekspozycja mężczyzn na niego przyczynia się do poronień ich partnerek. Ołów obniża jakość spermy, co tym samym przekłada się na zaburzenia płodności. Kobiety, u których odnotowano większe stężenie ołowiu we krwi, wcześniej przechodziły menopauzę.
Inne
Ołów uszkadza nerki oraz komórki wątroby, dlatego został uznany za czynnik rakotwórczy. Mechanizm działania genotoksycznego ołowiu nie został jeszcze do końca poznany. Jednak uważa się, że zaburza procesy syntezy i naprawy jądrowego DNA.
Podsumowanie
Ołów działa niekorzystnie na organizm człowieka, przez co stwarza zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia. Skutki ołowiu na organizm człowieka to:
neurotoksyczność;
niedokrwistość;
nefrotoksyczność;
hepatotoksyczność;
immunotoksyczność;
teratogenność;
genotoksyczność.
Słownik
(łac. atresia, gr. alfataurhoepsilontauomicronς „bez otworu”) zarośnięcie narządu rurowatego – odbytu, przełyku na skutek np. stanu zapalnego
(gr. hypo „pod”, łac. tonus „napięcie”, gr. tonikόs „napięty”) znaczne obniżenie ciśnienia zarówno skurczowego jak i rozkurczowego
(łac. mutatio „zmiana”, gr. genѐtēs „rodzic, ojciec” od gr. gѐnesis „narodzenie, pochodzenie”) działanie powodujące zmiany (mutacje) w materiale genetycznym
(gr. para „nieprawidłowy”, gr. isthesia „uczucie”) nieprawidłowe odczuwanie bodźców na skutek uszkodenia nerwów obwodowych
(gr. tѐratos „potwór”, gr. genѐtēs „rodzic, ojciec” od gr. gѐnesis „narodzenie, pochodzenie”) działanie powodujące wady w rozwoju płodu
Bibliografia
Bárta M., Pierwiastki chemiczne wokół nas, Warszawa 2013.
Boldyrev M. Lead: properties, history, and applications, „WikiJournal of Science” 2018, 1 (2), s. 7.
Giel‑Pietraszuk M., Hybza K., Chełchowska M., Barciszewski J., Mechanizmy toksyczności ołowiu, „Postępy Biologii Komórki” 2012, 39, 2, s. 217‑248.
Krzywy I, Krzywy E., Pastuszak‑Gabinowska M., Brodkiewicz A., Ołów – czy jest się czego obawiać?, „Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie” 2010, nr 56, 2, s. 118‑128.
Staniak S. Źródła i poziom zawartości ołowiu w żywności, „Polish Journal of Agronomy” 2014, 19, S. 36‑45.
powietrze.gios.gov.pl [dostęp 30.12.2019].