zprávy

Chronická otrava olovem je významným rizikovým faktorem kardiovaskulárních onemocnění u dospělých a kognitivních poruch u dětí a může způsobit škody i při úrovních olova, které byly dříve považovány za bezpečné. V roce 2019 byla expozice olovu zodpovědná za 5,5 milionu úmrtí na kardiovaskulární onemocnění na celém světě a celkovou ztrátu 765 milionů bodů IQ u dětí ročně.
Olovo je vystaveno téměř všude, včetně olovnatých barev, olovnatého benzinu, některých vodovodních potrubí, keramiky, kosmetiky, parfémů, ale i hutí, výroby baterií a dalších odvětví, proto jsou pro eliminaci otravy olovem důležité strategie na úrovni populace.

Otrava olovem je starověká nemoc. Dioskorides, řecký lékař a farmakolog ve starověkém Římě, napsal De
Materia Medica, nejdůležitější dílo o farmakologii za poslední desetiletí, popsala příznaky zjevné otravy olovem téměř před 2 000 lety. Lidé s zjevnou otravou olovem pociťují únavu, bolesti hlavy, podrážděnost, silné křeče v břiše a zácpu. Pokud koncentrace olova v krvi překročí 800 μg/l, může akutní otrava olovem způsobit křeče, encefalopatii a smrt.
Chronická otrava olovem byla před více než stoletím rozpoznána jako příčina aterosklerózy a „olově toxické“ dny. Při pitvě mělo 69 ze 107 pacientů s dnou vyvolanou olovem „kornění stěny tepny s ateromatózními změnami“. V roce 1912 William Osler (William Osler)
„Alkohol, olovo a dna hrají důležitou roli v patogenezi arteriosklerózy, ačkoli přesné mechanismy účinku nejsou dobře pochopeny,“ napsal Osler. Olověná linie (jemná modrá usazenina sulfidu olovnatého podél okraje dásní) je charakteristická pro chronickou otravu olovem u dospělých.
V roce 1924 zakázaly New Jersey, Filadelfie a New York prodej olovnatého benzinu poté, co u 80 procent pracovníků vyrábějících tetraethylolovo ve společnosti Standard Oil v New Jersey byla zjištěna otrava olovem, z nichž někteří zemřeli. Dne 20. května 1925 svolal Hugh Cumming, hlavní chirurg Spojených států, vědce a zástupce průmyslu, aby zjistili, zda je bezpečné přidávat tetraethylolovo do benzinu. Yandell Henderson, fyziolog a odborník na chemické zbraně, varoval, že „přidávání tetraethylolova pomalu vystaví velkou populaci otravě olovem a kornatění tepen“. Robert Kehoe, hlavní lékař společnosti Ethyl Corporation, se domnívá, že vládní agentury by neměly zakazovat tetraethylolovo v automobilech, dokud se neprokáže jeho toxickost. „Otázkou není, zda je olovo nebezpečné, ale zda je nebezpečná určitá koncentrace olova,“ řekl Kehoe.
Přestože se těžba olova probíhá již 6 000 let, jeho zpracování dramaticky vzrostlo ve 20. století. Olovo je tvárný a odolný kov používaný k zabránění příliš rychlému spalování paliva, ke snížení „klepání motoru“ v automobilech, k přepravě pitné vody, k pájení konzerv, k prodloužení lesku laku a k hubení hmyzu. Bohužel většina olova používaného k těmto účelům končí v tělech lidí. Na vrcholu epidemie otravy olovem ve Spojených státech byly každé léto stovky dětí hospitalizovány s olověnou encefalopatií a čtvrtina z nich zemřela.
Lidé jsou v současnosti vystaveni olovu v koncentracích výrazně vyšších, než jsou přirozené úrovně. V 60. letech 20. století geochemik Clair Patterson, který použil izotopy olova k odhadu stáří Země na 4,5 miliardy let...
Patterson zjistil, že těžba, tavení a emise z vozidel vedly k ukládání olova v atmosféře, které bylo 1000krát vyšší než přirozené hladiny ve vzorcích ledovcových jader. Patterson také zjistil, že koncentrace olova v kostech lidí v industrializovaných zemích byla 1000krát vyšší než u lidí žijících v předindustriální době.
Expozice olovu se od 70. let 20. století snížila o více než 95 %, ale současná generace má v těle stále 10–100krát více olova než lidé žijící v předindustriální době.
Až na několik výjimek, jako je olovo v leteckém palivu a střelivu a olověné baterie pro motorová vozidla, se olovo ve Spojených státech a Evropě již nepoužívá. Mnoho lékařů se domnívá, že problém otravy olovem je minulostí. Nicméně, olověné barvy ve starších domech, olovnatý benzín usazovaný v půdě, olovo vyluhované z vodovodního potrubí a emise z průmyslových závodů a spaloven, to vše přispívá k expozici olovu. V mnoha zemích se olovo uvolňuje z tavení, výroby baterií a elektronického odpadu a často se nachází v barvách, keramice, kosmetice a vůních. Výzkum potvrzuje, že chronická otrava olovem v nízkých koncentracích je rizikovým faktorem kardiovaskulárních onemocnění u dospělých a kognitivních poruch u dětí, a to i v koncentracích dříve považovaných za bezpečné nebo neškodné. Tento článek shrne účinky chronické otravy olovem v nízkých koncentracích.

Expozice, absorpce a vnitřní zatížení
Hlavními cestami expozice olovu jsou orální požití a vdechnutí. Kojenci s rychlým růstem a vývojem mohou olovo snadno absorbovat a nedostatek železa nebo vápníku může absorpci olova podporovat. Olovo napodobující vápník, železo a zinek vstupuje do buňky vápníkovými kanály a transportéry kovů, jako je například transportér dvojmocných kovů 1 [DMT1]. Lidé s genetickými polymorfismy, které podporují absorpci železa nebo vápníku, jako jsou ty, které způsobují hemochromatózu, mají zvýšenou absorpci olova.
Jakmile je v těle dospělého člověka absorbováno, 95 % zbytkového olova je uloženo v kostech; v těle dítěte je v kostech uloženo 70 % zbytkového olova. Přibližně 1 % celkového množství olova v lidském těle cirkuluje v krvi. 99 % olova v krvi se nachází v červených krvinkách. Koncentrace olova v krvi (nově absorbované olovo a olovo remobilizované z kostí) je nejpoužívanějším biomarkerem úrovně expozice. Faktory, které mění metabolismus kostí, jako je menopauza a hypertyreóza, mohou uvolňovat olovo vázané v kostech, což způsobuje prudký nárůst hladiny olova v krvi.
V roce 1975, kdy se olovo stále přidávalo do benzinu, provedl Pat Barry pitevní studii 129 Britů a kvantifikoval jejich celkové množství olova. Průměrné celkové množství olova v těle muže je 165 mg, což odpovídá hmotnosti kancelářské sponky. Tělesné množství mužů s otravou olovem bylo 566 mg, což je pouze trojnásobek průměrného množství u celého vzorku mužů. Pro srovnání, průměrné celkové množství olova v těle ženy je 104 mg. U mužů i žen byla nejvyšší koncentrace olova v měkkých tkáních v aortě, zatímco u mužů byla koncentrace vyšší v aterosklerotických placích.
Některé populace jsou ve srovnání s běžnou populací vystaveny zvýšenému riziku otravy olovem. Kojenci a malé děti jsou vystaveny většímu riziku požití olova kvůli svému orálnímu chování, které nekonzumuje, a je u nich větší pravděpodobnost, že olovo vstřebají, než u starších dětí a dospělých. Malé děti žijící ve špatně udržovaných domech postavených před rokem 1960 jsou vystaveny riziku otravy olovem v důsledku požití odřezků barvy a olovem kontaminovaného domácího prachu. Lidé, kteří pijí vodu z kohoutku z potrubí kontaminovaného olovem nebo žijí v blízkosti letišť či jiných míst kontaminovaných olovem, jsou také vystaveni zvýšenému riziku vzniku otravy olovem na nízké úrovni. Ve Spojených státech jsou koncentrace olova ve vzduchu v segregovaných komunitách výrazně vyšší než v integrovaných komunitách. Zvýšenému riziku otravy olovem jsou vystaveni také pracovníci v tavírnách, recyklaci baterií a stavebnictví, stejně jako ti, kteří používají střelné zbraně nebo mají v těle úlomky střel.
Olovo je první toxickou chemikálií naměřenou v Národním průzkumu zdraví a výživy (NHANES). Na začátku postupného vyřazování olovnatého benzinu hladina olova v krvi prudce klesla ze 150 μg/l v roce 1976 na 90 v roce 1980.
μg/L, symbolické číslo. Hladiny olova v krvi považované za potenciálně škodlivé byly několikrát sníženy. V roce 2012 Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) oznámila, že bezpečná hladina olova v krvi dětí nebyla stanovena. CDC snížilo standard pro nadměrné hladiny olova v krvi u dětí – často používaný k označení, že by měla být přijata opatření ke snížení expozice olovu – ze 100 μg/L na 50 μg/L v roce 2012 a na 35 μg/L v roce 2021. Snížení standardu pro nadměrné hladiny olova v krvi ovlivnilo naše rozhodnutí, že v tomto článku budeme jako jednotku měření hladin olova v krvi používat μg/L, spíše než běžněji používané μg/dL, což odráží rozsáhlé důkazy o toxicitě olova při nižších hladinách.

Smrt, nemoc a invalidita
„Olovo je potenciálně toxické kdekoli a olovo je všude,“ napsali Paul Mushak a Annemarie F. Crocetti, oba členové Národní rady pro kvalitu ovzduší jmenovaní prezidentem Jimmym Carterem, ve zprávě pro Kongres v roce 1988. Schopnost měřit hladiny olova v krvi, zubech a kostech odhaluje řadu zdravotních problémů spojených s chronickou otravou olovem v nízkých koncentracích na úrovních běžně se vyskytujících v lidském těle. Nízké hladiny otravy olovem jsou rizikovým faktorem pro předčasný porod, stejně jako pro kognitivní poruchy a poruchu pozornosti s hyperaktivitou (ADHD), zvýšený krevní tlak a sníženou variabilitu srdeční frekvence u dětí. U dospělých jsou nízké hladiny otravy olovem rizikovým faktorem pro chronické selhání ledvin, hypertenzi a kardiovaskulární onemocnění.

Růst a neurovývoj
Při koncentracích olova běžně se vyskytujících u těhotných žen je expozice olovu rizikovým faktorem předčasného porodu. V prospektivní kanadské kohortě porodů bylo zvýšení hladiny olova v krvi matky o 10 μg/l spojeno se 70% zvýšením rizika spontánního předčasného porodu. U těhotných žen s hladinou vitaminu D v séru pod 50 mmol/l a hladinou olova v krvi zvýšenou o 10 μg/l se riziko spontánního předčasného porodu zvýšilo až trojnásobně.
V dřívější přelomové studii dětí s klinickými příznaky otravy olovem Needleman a kol. zjistili, že děti s vyššími hladinami olova měly větší pravděpodobnost rozvoje neuropsychologických deficitů než děti s nižšími hladinami olova a učitelé je s větší pravděpodobností hodnotili jako špatné v oblastech, jako je rozptýlení, organizační schopnosti, impulzivita a další behaviorální rysy. O deset let později měly děti ve skupině s vyššími hladinami olova v dentinu 5,8krát vyšší pravděpodobnost dyslexie a 7,4krát vyšší pravděpodobnost, že předčasně ukončí školní docházku, než děti ve skupině s nižšími hladinami olova.
Poměr kognitivního poklesu ke zvýšení hladiny olova byl vyšší u dětí s nízkou hladinou olova. V souhrnné analýze sedmi prospektivních kohort bylo zvýšení hladiny olova v krvi z 10 μg/l na 300 μg/l spojeno s 9bodovým poklesem IQ dětí, ale k největšímu poklesu (6bodovému poklesu) došlo, když se hladiny olova v krvi nejprve zvýšily o 100 μg/l. Křivky dávka-odezva byly podobné u kognitivního poklesu spojeného s naměřenými hladinami olova v kostech a plazmě.

Expozice olovu je rizikovým faktorem pro poruchy chování, jako je ADHD. V celostátně reprezentativní americké studii u dětí ve věku 8 až 15 let měly děti s hladinou olova v krvi vyšší než 13 μg/l dvakrát vyšší pravděpodobnost vzniku ADHD než děti s hladinou olova v krvi v nejnižším kvintilu. U těchto dětí lze přibližně 1 z 5 případů ADHD připsat expozici olovu.

Expozice olovu v dětství je rizikovým faktorem pro antisociální chování, včetně chování spojeného s poruchou chování, delikvenci a kriminálním chováním. V metaanalýze 16 studií byly zvýšené hladiny olova v krvi konzistentně spojovány s poruchou chování u dětí. Ve dvou prospektivních kohortových studiích byly vyšší hladiny olova v krvi nebo olova v dentinu v dětství spojeny s vyšší mírou delikvence a zatčení v mladé dospělosti.
Vyšší expozice olovu v dětství byla spojena se sníženým objemem mozku (pravděpodobně v důsledku zmenšené velikosti neuronů a větvení dendritů) a snížený objem mozku přetrvával až do dospělosti. Ve studii zahrnující starší dospělé byly vyšší hladiny olova v krvi nebo kostech prospektivně spojeny se zrychleným kognitivním poklesem, zejména u těch, kteří byli nositeli alely APOE4. Expozice olovu v raném dětství může být rizikovým faktorem pro rozvoj Alzheimerovy choroby s pozdním nástupem, ale důkazy nejsou jasné.

Nefropatie
Expozice olovu je rizikovým faktorem pro rozvoj chronického onemocnění ledvin. Nefrotoxické účinky olova se projevují v intranukleárních inkluzních tělíscích proximálních renálních tubulů, tubulární intersticiální fibróze a chronickém selhání ledvin. Mezi těmi, kteří se zúčastnili průzkumu NHANES v letech 1999 až 2006, měli dospělí s hladinou olova v krvi nad 24 μg/l o 56 % vyšší pravděpodobnost snížené glomerulární filtrace (<60 ml/[min·1,73 m2]) než ti s hladinou olova v krvi pod 11 μg/l. V prospektivní kohortové studii měli lidé s hladinou olova v krvi nad 33 μg/l o 49 procent vyšší riziko vzniku chronického onemocnění ledvin než ti s nižší hladinou olova v krvi.

Kardiovaskulární onemocnění
Olově vyvolané buněčné změny jsou charakteristické pro vysoký krevní tlak a aterosklerózu. V laboratorních studiích chronicky nízké hladiny expozice olovu zvyšují oxidační stres, snižují hladiny bioaktivního oxidu dusnatého a indukují vazokonstrikci aktivací proteinkinázy C, což vede k přetrvávající hypertenzi. Expozice olovu inaktivuje oxid dusnatý, zvyšuje tvorbu peroxidu vodíku, inhibuje endoteliální opravu, zhoršuje angiogenezi, podporuje trombózu a vede k ateroskleróze (obrázek 2).
Studie in vitro ukázala, že endotelové buňky kultivované v prostředí s koncentrací olova 0,14 až 8,2 μg/l po dobu 72 hodin způsobily poškození buněčné membrány (malé trhliny nebo perforace pozorované pomocí rastrovací elektronové mikroskopie). Tato studie poskytuje ultrastrukturální důkazy o tom, že nově absorbované olovo nebo olovo vracející se do krve z kostí může způsobit endoteliální dysfunkci, což je nejdříve detekovatelná změna v přirozeném průběhu aterosklerotických lézí. V průřezové analýze reprezentativního vzorku dospělých s průměrnou hladinou olova v krvi 27 μg/l a bez anamnézy kardiovaskulárního onemocnění se hladiny olova v krvi zvýšily o 10 %.
Při dávce μg byl poměr šancí pro těžkou kalcifikaci koronárních tepen (tj. Agatstonovo skóre >400 s rozsahem skóre 0 [0 indikuje žádnou kalcifikaci] a vyšší skóre indikuje větší rozsah kalcifikaci) 1,24 (95% interval spolehlivosti 1,01 až 1,53).
Expozice olovu je hlavním rizikovým faktorem úmrtí na kardiovaskulární onemocnění. Mezi lety 1988 a 1994 se průzkumu NHANES zúčastnilo 14 000 dospělých Američanů, kteří byli sledováni po dobu 19 let, z nichž 4 422 zemřelo. Každý pátý člověk zemřel na ischemickou chorobu srdeční. Po úpravě o další rizikové faktory bylo zvýšení hladiny olova v krvi z 10. percentilu na 90. percentil spojeno se zdvojnásobením rizika úmrtí na ischemickou chorobu srdeční. Riziko kardiovaskulárních onemocnění a úmrtí na ischemickou chorobu srdeční prudce stoupá, pokud jsou hladiny olova pod 50 μg/l, bez jasné prahové hodnoty (obrázky 3B a 3C). Vědci se domnívají, že čtvrt milionu předčasných kardiovaskulárních úmrtí ročně je způsobeno chronickou otravou olovem v nízkých koncentracích. Z nich 185 000 zemřelo na ischemickou chorobu srdeční.
Expozice olovu může být jedním z důvodů, proč úmrtí na ischemickou chorobu srdeční v minulém století nejprve vzrostla a poté klesla. Ve Spojených státech úmrtnost na ischemickou chorobu srdeční v první polovině 20. století prudce vzrostla, vrcholu dosáhla v roce 1968 a poté stabilně klesá. Nyní je o 70 procent nižší než v roce 1968. Expozice olovu v důsledku olovnatého benzinu byla spojena s poklesem úmrtnosti na ischemickou chorobu srdeční (obrázek 4). Mezi těmi, kteří se zúčastnili průzkumu NHANES, který byl sledován po dobu až osmi let v letech 1988-1994 a 1999-2004, bylo 25 % celkového snížení výskytu ischemické choroby srdeční způsobeno sníženými hladinami olova v krvi.

V prvních letech postupného vyřazování olovnatého benzinu výskyt vysokého krevního tlaku ve Spojených státech prudce poklesl. Mezi lety 1976 a 1980 mělo vysoký krevní tlak 32 procent dospělých Američanů. V letech 1988–1992 činil tento podíl pouze 20 %. Obvyklé faktory (kouření, léky na krevní tlak, obezita a dokonce i větší velikost manžety používané k měření krevního tlaku u obézních lidí) pokles krevního tlaku nevysvětlují. Medián hladiny olova v krvi ve Spojených státech však klesl ze 130 μg/l v roce 1976 na 30 μg/l v roce 1994, což naznačuje, že pokles expozice olovu je jedním z důvodů poklesu krevního tlaku. Ve studii Strong Heart Family Study, která zahrnovala kohortu amerických Indiánů, se hladiny olova v krvi snížily o ≥9 μg/l a systolický krevní tlak se snížil v průměru o 7,1 mm Hg (upravená hodnota).
Mnoho otázek ohledně vlivu expozice olovu na kardiovaskulární onemocnění zůstává nezodpovězených. Délka expozice potřebná k vyvolání hypertenze nebo kardiovaskulárního onemocnění není zcela objasněna, ale dlouhodobá kumulativní expozice olovu měřená v kostech má zřejmě silnější prediktivní sílu než krátkodobá expozice měřená v krvi. Snížení expozice olovu však zřejmě snižuje krevní tlak a riziko úmrtí na kardiovaskulární onemocnění během 1 až 2 let. Rok po zákazu olovnatého paliva v závodech NASCAR měly komunity v blízkosti trati výrazně nižší míru úmrtí na ischemickou chorobu srdeční ve srovnání s perifernějšími komunitami. A konečně, je třeba studovat dlouhodobé kardiovaskulární účinky u lidí vystavených hladinám olova pod 10 μg/l.
Snížená expozice dalším toxickým chemikáliím také přispěla k poklesu ischemické choroby srdeční. Postupné vyřazování olovnatého benzinu v letech 1980 až 2000 snížilo množství pevných částic v 51 metropolitních oblastech, což vedlo k 15% prodloužení průměrné délky života. Méně lidí kouří. V roce 1970 kouřilo asi 37 procent dospělých Američanů; do roku 1990 kouřilo pouze 25 procent Američanů. Kuřáci mají výrazně vyšší hladinu olova v krvi než nekuřáci. Je obtížné vyvodit historické a současné dopady znečištění ovzduší, tabákového kouře a olova na ischemickou chorobu srdeční.
Ischemická choroba srdeční je celosvětově hlavní příčinou úmrtí. Více než tucet studií prokázalo, že expozice olovu je hlavním a často přehlíženým rizikovým faktorem úmrtí na ischemickou chorobu srdeční. V metaanalýze Chowdhury a kol. zjistili, že zvýšené hladiny olova v krvi jsou důležitým rizikovým faktorem pro ischemickou chorobu srdeční. V osmi prospektivních studiích (s celkovým počtem 91 779 účastníků) měli lidé s koncentrací olova v krvi v nejvyšším kvintilu o 85 % vyšší riziko nefatálního infarktu myokardu, bypassu nebo úmrtí na ischemickou chorobu srdeční než lidé v nejnižším kvintilu. V roce 2013 Agentura pro ochranu životního prostředí (EPA)...
Agentura pro ochranu zdraví dospěla k závěru, že expozice olovu je rizikovým faktorem ischemické choroby srdeční; o deset let později tento závěr schválila Americká kardiologická asociace.