Pre Loader

Kurşun

Toksisitesi yüksek ağır metaller

Kurşun

Kurşun, yaygın kullanımı dünyanın birçok yerinde kapsamlı çevresel kontaminasyona ve sağlık sorunlarına neden olan oldukça toksik bir metaldir.

Kurşun, kuru bir atmosferde hafif mavimsi, parlak gümüşi bir metaldir. Hava ile temas ettiğinde kararmaya başlar, böylece bulunduğu koşullara bağlı olarak kompleks bir bileşik karışımı oluşturur. Endüstriyel süreçler, gıdalar, tütün ürünleri, içme suyu ve evsel kaynaklar başlıca kurşuna maruz kalma kaynaklarıdır. Çevremizdeki kurşun kaynakları, benzin ve ev boyasından, kurşun mermileri, sıhhi tesisat boruları, kalaylı sürahiler, akümülatörler, oyuncaklar ve musluklara kadar uzanır. ABD'de, araç egzozlarından yılda 100 ila 200.000 tondan fazla kurşun salınmaktadır. Bazıları bitkiler tarafından alınır, toprağa sabitlenir ve su kaynaklarına karışır, dolayısıyla genel popülasyonda insanların kurşuna maruz kalması ya yiyecek ya da içme suyuna bağlıdır.

Kurşun, çeşitli fizyolojik süreçlerini bozan son derece toksik bir ağır metaldir ve çinko, bakır ve manganez gibi diğer metallerin aksine herhangi bir biyolojik işlevi yoktur. Yüksek kurşun konsantrasyonuna sahip bir bitki, reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretimini hızlandırarak, lipid membran hasarına neden olur. Sonuçta klorofil ve fotosentetik süreçlerin zarar görmesine ve bitkinin genel büyümesinin baskılanmasına yol açar. Bazı araştırmalar kurşunun biyokütleyi azaltarak çay bitkisinin büyümesini engelleyebildiğini ve bileşenlerinin kalitesini değiştirerek çay kalitesini düşürdüğünü ortaya koydu. Düşük konsantrasyonlarda bile, kurşun maruziyetinin bitkiler tarafından iyon alımında büyük kararsızlığa neden olduğu ve bunun da fotosentetik kapasitede önemli metabolik değişikliklere ve nihayetinde bitki büyümesinin güçlü bir şekilde engellenmesine yol açtığı bulunmuştur.

Kurşun toksisitesinin mekanizmaları

Kurşun, iyon mekanizması ve oksidatif stresle canlı hücrelerde toksisiteye neden olur. Birçok araştırmacı, canlı hücrelerde oksidatif stresin, serbest radikallerin üretimi ile reaktif ara maddeleri detoksifiye etmek veya ortaya çıkan hasarı onarmak için antioksidanların üretimi arasındaki dengesizlikten kaynaklandığını göstermiştir. Hücrede bulunan glutatyon gibi antioksidanlar hücreyi H2O2 gibi serbest radikallerden korur. Ancak kurşunun etkisi altında ROS seviyesi artar ve antioksidanların seviyesi azalır. Glutatyonun hem indirgenmiş (GSH) hem de oksitlenmiş (GSSH) formu bulunduğundan glutatyonun indirgenmiş formu, kendi sisteininin tiyol gruplarından indirgenmiş eşdeğerlerini (H + + e -) ROS’a vererek daha stabil hale getirir. Glutatyon peroksidaz enziminin varlığında, indirgenmiş glutatyon, elektronu verdikten sonra başka bir glutatyon molekülüne kolayca bağlanır ve glutatyon disülfid (GSSG) oluşturur. Normal koşullar altında glutatyonun indirgenmiş formu (GSH) toplam glutatyon içeriğinin %90'ını ve oksitlenmiş formu (GSSG) %10'unu oluşturur. Yine de oksidatif stres koşulu altında, GSSG konsantrasyonu, GSH konsantrasyonunu aşar. Oksidatif stres için başka bir biyobelirteç, lipit peroksidasyonudur. Çünkü serbest radikal, hücre zarı içinde bulunan lipit moleküllerinden elektron toplar ve bu da sonunda lipit peroksidasyonuna neden olur. Çok yüksek konsantrasyonlarda ROS, proteinlere, nükleik asitlere, zarlara ve lipidlere yapısal hasar vererek hücresel düzeyde stresli bir duruma neden olabilir.

Kurşun toksisitesinin iyonik mekanizması, esas olarak kurşun iyonlarının Ca2+ , Mg2+ , Fe2+ gibi diğer iki değerlikli katyonları, hücrenin biyolojik metabolizmasını bozan Na+ gibi tek değerlikli katyonlarla değiştirme yeteneğinden kaynaklanır. Kurşun toksisitesinin iyonik mekanizması, hücre adezyonu, hücre içi ve hücreler arası sinyalleşme, protein katlanması, olgunlaşma, apoptoz, iyonik taşıma, enzim regülasyonu ve nörotransmiterlerin salınımı gibi çeşitli biyolojik süreçlerde önemli değişikliklere neden olur. Kurşun, pikomolar konsantrasyonda bile kalsiyumun yerini alarak, sinirsel uyarımı ve hafıza depolamayı düzenleyen protein kinaz C'yi etkileyebilir.

Kurşunun insanlar üzerindeki etkileri

Madencilik, imalat ve fosil yakıt yakma gibi insan faaliyetleri, hava, su ve toprak dahil olmak üzere çevrede kurşun ve bileşiklerinin birikmesine neden olmuştur. Kurşun; pil, kozmetik ve askeri mühimmat, lehim, boru gibi metal ürünlerin üretiminde vb. kullanılmaktadır. Kurşun oldukça zehirlidir ve bu nedenle boya, benzin vb. gibi çeşitli ürünlerde kullanımı günümüzde önemli ölçüde azaltılmıştır. Kurşuna maruz kalmanın ana kaynakları; kurşun bazlı boyalar, benzin, kozmetikler, oyuncaklar, ev tozu, kirlenmiş toprak, endüstriyel emisyonlardır.

Kurşun zehirlenmesi, çocuklarda ve yetişkinlerde esas olarak merkezi sinir sistemi ve gastrointestinal sistemle ilgili belirtiler gösteren klasik bir hastalık olarak kabul edildi. Kurşun zehirlenmesi içme suyundan da olabilir. Suyu taşıyan borular, suyu kirletebilecek kurşun ve bileşiklerinden yapılmış olabilir. Çevre Koruma Ajansı'na (EPA) göre kurşun kanserojen olarak kabul edilir. Kurşunun, vücudun farklı bölgelerinde önemli etkileri vardır. Vücuttaki kurşun dağılımı kan akışına bağlı çeşitli dokulara olmakla birlikte, yaklaşık %95'i iskelet kemiklerinde çözünmeyen fosfat formunda birikmektedir. Kurşun zehirlenmesi olarak da adlandırılan kurşun toksisitesi, akut veya kronik olabilir. Akut maruziyet iştahsızlık, baş ağrısı, hipertansiyon, karın ağrısı, böbrek fonksiyon bozukluğu, yorgunluk, uykusuzluk, artrit, halüsinasyonlar ve vertigoya neden olabilir. Akut maruziyet esas olarak, iş yerinde kurşun kullanan bazı imalat sanayilerinde meydana gelir. Kurşuna kronik maruziyet zeka geriliği, doğum kusurları, psikoz, otizm, alerji, disleksi, kilo kaybı, hiperaktivite, felç, kas zayıflığı, beyin hasarı, böbrek hasarına neden olabilir ve hatta ölüm ile sonuçlanabilir.


Bir kişinin IQ'sunu etkileyen kan kurşun konsantrasyonundaki artış (Taylor ve diğerleri , 2012'den uyarlanmıştır ).

Kurşun zehirlenmesi önlenebilir olmasına rağmen, organların çoğunu etkileyebilen tehlikeli bir hastalık olmaya devam etmektedir. Kan beyin bariyeri yüksek seviyelerde kurşun konsantrasyonuna maruz kaldığında, plazma beynin interstisyel boşluklarına hareket eder ve ödem adı verilen bir duruma neden olur. Hücre içi ikinci haberci sistemleri bozar ve korunması son derece önemli olan merkezi sinir sisteminin işleyişini değiştirir. Çevresel kurşun iyon kaynakları hastalığın ana nedenidir, ancak uygun önlemlerle kurşun toksisitesi ile ilişkili riski azaltmak mümkündür.


Kandaki artan kurşun seviyesinin etkileri (Brochin ve diğerleri, 2008'den uyarlanmıştır ).
Toksikoloji
Üst