Свинец - как токсичный металл

Общие сведения

 

Cвинец - элемент 4-й группы периодической системы с атомным номером 82. Происхождение слова «свинец» неясно. В большинстве славянских языков (болгарском, сербско-хорватском, чешском, польском) свинец называется оловом. Слово с тем же значением, но похожее по произношению на «свинец», встречается только в языках балтийской группы: svinas (литовский), svins (латышский). Латинское же plumbum (тоже неясного происхождения) дало английское слово plumber — водопроводчик (когда-то трубы зачеканивали мягким свинцом), и название венецианской тюрьмы со свинцовой крышей — Пьомбе, из которой по некоторым данным ухитрился бежать Казанова.

 

Свинец это мягкий, ковкий, пластичный металл тускло-серого цвета. На влажном воздухе свинец покрывается  оксидной пленкой, однако устойчив к  действию кислорода и воды; этот металл растворим в азотной кислоте.

 

Свинец известен еще со времен древних цивилизаций.

Биологическая роль свинца

 

Роль свинца в жизнедеятельности  организма изучена недостаточно. Однако в литературе встречаются  данные, подтверждающие, что металл жизненно необходим для животных организмов на примере крыс. В небольших  количествах он необходим и растениям. Дефицит свинца в растениях возможен при его содержании в надземной  части от 2 до 6 мкг/кг сухого вещества. Дефицит свинца в эксперименте понижает рост животных, нарушает метаболизм железа, изменяет действия некоторых ферментов и концентрацию отдельных метаболитов в печени, связанных со статусом железа. Было обнаружено, что свинец увеличивает рост и улучшает гематокрит и концентрацию гемоглобина при дефиците железа у крыс, однако этот эффект был, вероятно, результатом фармакологического действия свинца. Механизм, с помощью которого свинец влияет на метаболизм железа, пока не определен.

 

Известно, что свинец участвует  в обменных процессах костной  ткани.

 

Свинец является канцерогеном и тератогеном для организма. 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.

 

Метаболизм свинца

 

В организм человека свинец в основном поступает через пищеварительный  тракт. Однако соединения свинца могут  попадать в организм человека и с  вдыхаемым воздухом. В организме  взрослого человека содержится около 2 мг свинца. В желудочно-кишечном тракте всасывается 5-10% (а иногда и до 50%) от поступившего свинца. Степень всасывания свинца зависит от растворимости  его соединений. 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. В норме в костях содержание свинца равно 20 мг/кг, печени – 1 мг/кг, почках – 0,8 мг/кг, головном мозге – 0,1 мг/кг.

 

Выводится свинец из организма  со стулом (80-90%), а меньшая часть  выделяется с мочой.

 

При токсичных дозах элемент  накапливается в почках, печени, селезенке и костных тканях. При  свинцовом токсикозе поражаются в первую очередь органы кроветворения (анемия), нервная система (энцефалопатия  и нейропатия) и почки (нефропатия). Наиболее восприимчива к свинцу гематопоэтическая система, особенно у детей.

 

Суточная потребность  в свинце

 

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).

 

Пищевые источники свинца

 

В основном свинец накапливается  в растительной пище.

 

Токсичность свинца

 

Повышенный интерес к  свинцу вызван его приоритетным положением в ряду основных загрязнителей окружающей природной среды. Металл токсичен для  микроорганизмов, растений, животных и  людей.

 

Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая  их разрушение. Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе  соединений свинца 0,003 мг/м3, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг. Выброс свинца в  Мировой океан 430—650 тысяч т/год.

 

Избыток свинца в растениях, связанный с высокой его концентрацией  в почве, ингибирует дыхание и  подавляет процесс фотосинтеза, иногда приводит к увеличению содержания кадмия и снижению поступления цинка, кальция, фосфора, серы. Вследствие этого  снижается урожайность растений и резко ухудшается качество производимой продукции. Внешние симптомы негативного  действия свинца – появление темно-зеленых  листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва. Устойчивость растений к его избытку неодинаковая: менее  ус¬тойчивы злаки, более устойчивы бобовые.

 

Токсическая доза свинца для  человека: 1 мг. Летальная доза для  человека: 10 г.

 

Индикаторы элементного  статуса свинца

 

Принятые в РФ фоновые  значения уровня свинца в крови 20 мкг/100мл. Допустимый уровень свинца в цельной  крови у детей равен 8-10 мкг/100 мл, взрослых – 40 мкг/100 мл.

 

Информативными показателями избыточного накопления (интоксикации) свинца являются показатели порфиринового обмена (дельтааминоневуленовая кислота, цинк-протопорфирин в крови, уробилиноген, копропорфирин).

 

Причины дефицита свинца

 

Недостаточное поступление.

Основные проявления дефицита свинца

 

Данные у человека отсутствуют. Эссенциальность свинца показана в лабораторных условиях у животных.

 

Повышенное содержание свинца в организме

 

Для всех регионов России свинец является основным антропогенным токсичным  элементом из группы тяжелых металлов. Это связано с высоким индустриальным загрязнением и выбросами выхлопных  газов автомобильного транспорта, работающего  на этилированном бензине. От 5% до 30% населения в различных городах  России страдают от избытка свинца.

Причины избытка свинца

Избыточное поступление (в том числе при воздействии  экологически неблагоприятных условий  среды: выхлопных газов автомобилей  работающих на этилированном бензине, производствах свинцовых красок и т.д., а также в бытовых  условиях: воздействия содержащей свинец краски, присутствие свинца в детских  игрушках и т.д.).

Дефицит в организме кальция, магния, цинка и железа.

Основные проявления избытка  свинца

Повышенная возбудимость, слабость, утомляемость, снижение памяти.

Головные боли.

Поражение периферической нервной  системы (боли в конечностях).

Появление свинцовой каймы  на деснах.

Кариес зубов, артропатия, заболевания костной системы.

Повышение артериального  давления, развитие атеросклероза.

Боли в животе (свинцовые  колики), спастический запор.

Истощение, исхудание, снижение массы тела.

Нарушения порфиринового обмена (уробилиноген, копропорфирин).

Нефропатия, прогрессирующая  почечная недостаточность.

Ухудшение подвижности сперматозоидов и способности к оплодотворению.

Снижение потенции.

Ретикулоцитоз, увеличение количества эритроцитов с базофильной зернистостью, анемия.

Снижение устойчивости к  инфекциям (особенно у детей).

Развитие синдрома сатурнизма.

Снижение содержания в  организме кальция, цинка, селена.

При острой интоксикации свинцом, наиболее часто отмечаются неврологические  симптомы, свинцовая энцефалопатия, «свинцовая» колика, тошнота, запоры, боли по всему организму, снижение частоты  сердечных сокращений и повышение  артериального давления.

При хронической интоксикации наблюдается повышенная возбудимость, гиперактивность (нарушение концентрации внимания), депрессия, снижение IQ , гипертония, периферическая нейропатия, потеря или снижение аппетита, боли в желудке, анемия, нефропатия, «свинцовая кайма», дистрофия мышц кистей рук и т.д.

При концентрации свинца у  детей в цельной крови 10-20 мкг/100 мл отмечаются нарушения развития.

При концентрации свинца у  детей в цельной крови от 20 до 40 мкг/100 мл отмечается снижение IQ (индекса  оценки интеллекта).

При концентрации свинца в  цельной крови у взрослых и  детей от 40 до 60 мкг/100 мл отмечается анемия и периферическая нейропатия.

При концентрации свинца в  цельной крови у взрослых от 60-80 мкг/100 мл отмечается хроническая нефропатия.

При концентрации свинца в  цельной крови у взрослых от 80-100 мкг/100 мл отмечается острая нефропатия.

При концентрации свинца в  цельной крови у взрослых от 100-120 мкг/100 мл отмечается энцефалопатия.

 

Синергисты и антагонисты  свинца

 

Серосодержащие аминокислоты, витамины A, C, E, B-комплекс, фолиевая кислота, никотинамид, Ca, Mg, Zn, Fe, Cr, P, Se способствуют снижению уровня свинца в организме.

 

На фоне дефицита железа, а также кальция, фосфора, магния и цинка способность организма  усваивать свинец увеличивается.

 

Коррекция избытка свинца в организме

 

При умеренном избытке  свинца и для профилактики сатурнизма используют сульфатные минеральные  воды, пектин, альгинаты, желчегонные средства, поливитамины, пищевые кислоты, препараты кальция, магния, фосфора, цинка, железа.

 

При интоксикации свинцом  также используют препараты цинка, железа, кальция, витамины В, D, C, E в терапевтических дозах и хелатирующую терапию (препараты ЭДТА, ДМСК, D–пеницилламин) и восстановленный глутатион.

Применение соединений свинца

 

Свинец широко используется при производстве аккумуляторов, силовых  кабелей, красок, стекла, керамики, различных  смазок, этилированного бензина, средств  защиты от радиации и т.д. Свинец входит в состав припоя, шлифовальных паст для обработки кузовов автомобилей.

 

В медицине применяют свинцовые  примочки; а ацетат свинца в косметологии, - для окраски седых волос.