اندازه گیری فلزات سنگین کادمیوم ؛ تنش های محیطی مانند خشکی، دما، فلزات سنگین و شوری به میزان زیادی رشد و نمو گیاه را کاهش می دهند، در میان تنش های غیر بیولوژیکی، تنش خشکی یکی از عوامل محیطی است که تولید محصول را محدود می کند و متوسط عملکرد را تا 50 درصد یا بیشتر کاهش می دهد. فلزات سنگین یکی دیگر از استرس های زیست محیطی است که در سال های اخیر به یکی از بزرگترین مشکلات بخش کشاورزی تبدیل شده است. با توجه به محدودیت‌های فنی و اقتصادی روش‌های حذف فلزات سنگین، جستجوی روش‌های جدید بسیار مورد توجه قرار گرفته است و در این راستا جذب بیولوژیکی به عنوان یک روش جدید مورد توجه ویژه قرار گرفته است.

آلودگی فلزات سنگین و خطرات مرتبط با آن برای محیط زیست و سلامت انسان موضوعاتی هستند که نگران کننده هستند. فلزات سنگین می توانند با تأثیر بر ساختار بیولوژیکی حتی در غلظت های بسیار کم، مشکلات سلامتی ایجاد کنند. مسمومیت بدون علامت با فلزات سنگین باعث بروز علائم غیر اختصاصی مانند اختلالات رفتاری، مشکل در یادگیری و رفتارهای پرخاشگرانه می شود. همچنین نگرانی زیادی در مورد بروز رفتار پرخاشگرانه در بین نوجوانان وجود دارد. چند مطالعه تحقیقاتی به این نتیجه رسیده اند که یک تعامل پیچیده یا ترکیبی از عوامل منجر به افزایش خطر رفتار پرخاشگرانه در نوجوانان می شود. این مطالعه با هدف تعیین ارتباط بین سطوح فلزات سنگین در خون، پلاسما و ادرار و سطح پرخاشگری در نوجوانان انجام شد.

 

کادمیوم

کادمیوم (Cd) یک فلز سنگین است که به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. در حال حاضر هیچ نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد. مصرف حاد نمک های کادمیوم می تواند باعث تهوع و استفراغ شود و استنشاق دود کادمیوم باعث ایجاد "تب بخار فلز" می شود. یک پنومونیت همراه با سرفه، تنگی نفس و همچنین میالژی. کادمیوم توسط پروتئین های پلاسما به کبد منتقل می شود و در آنجا به متالوتیونین متصل می شود. این کمپلکس سپس به کلیه‌ها منتقل می‌شود، جایی که کمپلکس کادیم- متالوتیونئین جدا می‌شود که منجر به آسیب لوله‌های کلیوی پروگزیمال می‌شود. تنباکو حاوی غلظت قابل توجهی از کادمیوم است، به طوری که در افراد سیگاری ممکن است غلظت کادمیوم خون 4 تا 5 برابر بیشتر از افراد غیر سیگاری باشد. نمونه ارجح برای اندازه گیری کادمیوم خون کامل است. کادمیوم را می‌توان در ادرار نیز اندازه‌گیری کرد، اما تنها زمانی باید آن را اندازه‌گیری کرد که کادمیوم خون نشان‌دهنده قرار گرفتن در معرض قابل توجه باشد.

فلزات سنگین مانند کادمیوم، کروم و سرب اجزای طبیعی پوسته زمین هستند و معمولاً در محیط ما در سطوح مختلف غلظت وجود دارند. آنها از طریق غذا، نوشیدنی و هوا وارد بدن انسان می شوند. برخی از این فلزات سنگین، به‌اصطلاح عناصر کمیاب مانند کروم، آهن، کبالت، مس، منگنز، روی و قلع در غلظت‌های پایین برای بدن انسان ضروری هستند، زیرا برای متابولیسم مهم هستند. اما در غلظت‌های بالاتر، برای انسان سمی و مضر هستند. مسمومیت با فلزات سنگین ممکن است در اثر آلودگی آب آشامیدنی از لوله‌های انتقال سرب، آلودگی هوا ناشی از انتشارات صنعتی یا بلعیدن از طریق زنجیره غذایی به شکل سبزیجات، گوشت و ماهی آلوده رخ دهد. آب آشامیدنی که به عنوان مهمترین "غذا" شناخته می شود، طبق مقررات آب آشامیدنی اروپا به طور مداوم نظارت می شود. تعیین فلزات سنگین با استفاده از روش جذب اتمی (AAS)، انتشار نوری پلاسمای جفت القایی (ICP-OES) و طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت القایی (ICP-MS) انجام می شود. ISO 17294-2:2016 روشی را برای تعیین 62 عنصر در آب آشامیدنی، آب های سطحی، آب های زیرزمینی، فاضلاب و شستشو با استفاده از طیف سنجی ICP-MS مشخص می کند.

سلول های انسانی از فلزاتی مانند روی، مس و آهن برای کنترل متابولیسم و عملکردهای علامت گذاری استفاده می کنند که آنها را برای زندگی ضروری می کند. بسیاری از فلزات سنگین نقش بیولوژیکی مهمی ایفا می کنند، اهمیت ویژه یون های آهن و مس در فرآیندهای بیولوژیکی . فلزات فعال ردوکس مانند آهن، مس و کروم برای تولید رادیکال های آزاد تحت بازیافت ردوکس قرار می گیرند. در مقابل کادیمیم و جیوه فلزات غیرفعال ردوکس هستند که با اتصال به تیول‌ها در سلول، دفاع آنتی‌اکسیدانی را به چالش می‌کشند. سیستم های آبزی طبیعی ممکن است به طور گسترده ای با فلزات سنگین آزاد شده از فعالیت های صنعتی داخلی و سایر فعالیت های ساخته شده توسط انسان آلوده شوند. اثر سمی فلزات سنگین معمولاً شامل برهمکنش بین یون فلز سنگین و پروتئین هدف خاص است که منجر به تغییر در ساختار و عملکرد پروتئین می شود. کروم به شکل شش ظرفیتی خود که سمی ترین گونه کروم است در برخی از صنایع مانند فرآوری چرم کاربرد فراوانی دارد. سمیت کروم از تمایل آن به خورندگی و ایجاد واکنش های آلرژیک ناشی می شود. کروم یک ماده سرطان زا به ویژه ریه از طریق استنشاق است. سمیت سلولی ناشی از یون های فلزات سنگین به استرس اکسیداتیو و نیترو ساتیوا نسبت داده می شود که به عنوان یک اکسیدان نسبت به آنتی اکسیدان ها تعریف می شود. مولکول‌های ماکرو در سلول توسط اکسیژن تولیدی ناشی از فلزات و رادیکال‌های آزاد حاوی نیتروژن (اکسیدان‌ها) آسیب می‌بینند و/یا کاهش سلول‌ها ناشی از دفاع آنتی‌اکسیدانی مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده یا مرگ سلولی نکروزه عواقب معمول هستند. استرس اکسیداتیو به عنوان مکانیسم زمینه ای در سمیت مرتبط با فلزات متعدد شناخته شده است. فلزات یا تحت چرخه ردوکس (Fe، Cr و Cu) قرار می گیرند یا مخزن آنتی اکسیدان سلولی (Cd، Pb و Ni) را تخلیه می کنند و استرس اکسیداتیو را القاء می کنند.

 

مسمومیت با فلزات سنگین چیست؟

مسمومیت با فلزات سنگین زمانی اتفاق می‌افتد که مولکول‌های میکروسکوپی فلزات پس از قرار گرفتن در معرض در بدن شما جمع می‌شوند. فلزات سنگین به سلول‌های شما می‌چسبند و از انجام وظایفشان جلوگیری می‌کنند، که باعث ایجاد علائمی می‌شود که بدون درمان می‌تواند تهدیدکننده زندگی باشد.

 

چگونه فردی مسمومیت با فلزات سنگین می گیرد؟

شما می توانید با قرار گرفتن در معرض فلزات سنگین دچار مسمومیت شوید. فلزات سنگین به طور طبیعی در پوسته زمین تشکیل می شوند. ما هر روز با مقادیر کمی از فلزات سنگین تعامل داریم، مانند زمانی که دمای دماسنج خود را که از جیوه استفاده می کند، بررسی می کنید. مسمومیت با فلزات سنگین زمانی رخ می دهد که فلزات وارد بدن شما شوند. اگر در معرض مقدار زیادی فلز قرار بگیرید، این اتفاق می‌افتد، از جمله:

خوردن زیاد مواد غذایی حاوی فلزات (ماهی).

آب آشامیدنی از سیستم های آبرسانی قدیمی.

کار با فلزات در محل کار

مصرف داروها یا مکمل های حاوی مقادیر بالای عناصر فلزی.

کار با فلزات یا محصولات ساخته شده با مقدار زیادی فلز (مانند رنگ یا آفت کش ها) بدون استفاده از تجهیزات حفاظت فردی.

بیشتر فلزاتی که باعث مسمومیت می شوند، وقتی وارد بدن شما می شوند به شکل میکروسکوپی (مولکولی) هستند. آنها بسیار کوچک هستند، شما نمی توانید آنها را ببینید. فلزات سنگین می توانند از طریق موارد زیر وارد بدن شما شوند:

در پوست شما جذب می شود.

تنفس یا استنشاق مولکول های فلزی ریز.

خوردن یا نوشیدن (بلع) فلز از غذا یا آب.

 

مسمومیت با فلزات سنگین چه کسانی را تحت تاثیر قرار می دهد؟

مسمومیت با فلزات سنگین می تواند هر فردی را که در معرض فلزات سنگین قرار دارد تحت تاثیر قرار دهد. این اغلب بر افرادی تأثیر می گذارد که:

از لوله های ساخته شده از فلزات قدیمی (سرب) آب بنوشید.

با فلزات کار کنید.

بیش از دوز تجویز شده دارو یا مکمل های حاوی فلز مصرف کنید.

در محیطی با آلودگی هوا یا آب زیاد زندگی کنید.

غذاهای حاوی فلز زیاد بخورید.

یک محصول غیر خوراکی ساخته شده با فلز (رنگ) مصرف کنید.

کودکان در معرض خطر بیشتری برای مسمومیت با فلزات سنگین هستند زیرا بدن آنها هنوز در حال رشد است و نسبت به اثرات مضر فلزات سنگین حساس تر هستند.

 بیشتربدانید: پانسمان اولیه ی زخم - روش مستقیم برای آزمایش بار زیستی -اجزا دستگاه جذب اتمی

مسمومیت با فلزات سنگین چقدر شایع است؟

میزان دقیق وقوع ناشناخته است، اما در ایالات متحده، مسمومیت با فلزات سنگین نادر است، زیرا فقط افرادی را تحت تاثیر قرار می دهد که در معرض فلزات سنگین قرار دارند. تعداد افراد مبتلا به مسمومیت با فلزات سنگین طی 20 سال گذشته به دلیل آگاهی و اقدامات پیشگیرانه برای حذف فلزات سنگین از خانه ها به طور قابل توجهی کاهش یافته است.

 

مسمومیت با فلزات سنگین با بدن من چه می کند؟

قرار گرفتن در معرض فلزات سنگین می تواند برای سلامتی شما خطرناک باشد. در حالی که ما هر روز از فلزات استفاده می کنیم و با آنها تعامل می کنیم، برخی از فلزات سنگین سمی هستند، زیرا مولکول هایی که فلز را تشکیل می دهند آسیب می رسانند یا با سلول های بدن شما که برای حفظ عملکرد اندام شما ضروری هستند، تعامل منفی دارند.

بدن شما در حال حاضر مقادیر کمی از فلزات مانند آهن، مس و روی در خود دارد. این فلزات برای حفظ عملکرد اندام های شما مهم هستند. اگر مقدار زیادی فلز در بدن شما انباشته شده باشد، می تواند به اندام های حیاتی شما مانند مغز و کبد آسیب برساند.

 

علت مسمومیت با فلزات سنگین چیست؟

تجمع فلزات سنگین در بدن شما باعث مسمومیت با فلزات سنگین می شود. این تجمع پس از قرار گرفتن در معرض فلزات سنگین اتفاق می افتد. هنگامی که فلزات وارد بدن شما می شوند، در خون یا بافت های شما قرار می گیرند که از سر تا انگشتان پا پخش می شوند.

فلزات سنگین با اجزای موجود در سلول های شما مانند آنزیم ها و پروتئین ها مبارزه می کنند. این اجزا برای کمک به عملکرد اندام های شما مهم هستند. اگر اندام‌های شما به دلیل اینکه توسط فلزات سنگین مورد آزار و اذیت قرار می‌گیرند نتوانند کار خود را انجام دهند.

 

مسمومیت با فلزات سنگین چگونه درمان می شود؟

درمان مسمومیت با فلزات سنگین بر اساس نوع فلز انباشته شده در بدن شما متفاوت است. هدف از درمان حذف فلز از بدن شماست. درمان شامل موارد زیر است :

مصرف عوامل کیلیت برای حذف فلزات سمی از بدن از طریق ادرار.

پمپاژ معده (شستشوی معده).

همودیالیز برای نارسایی کلیه

داروهایی برای درمان علائم

برخی از فلزات، مانند کادمیوم، درمان موثری برای حذف آن از بدن شما ندارند. مطالعات برای یافتن درمانی برای مسمومیت با کادمیوم ادامه دارد.

 

چه چیزی را نمی توانم با مسمومیت با فلزات سنگین بخورم یا بنوشم؟

اگر مسمومیت با فلزات سنگین دارید، باید از خوردن و آشامیدن مواد غذایی حاوی فلزات بخصوص غذاهای دریایی مانند ماهی خودداری کنید. اگر در محیطی زندگی می کنید که ممکن است آب شما به فلزات سنگین آلوده شده باشد، از شیر آب ننوشید. در عوض، آب تصفیه شده یا بطری شده بنوشید.

 

 بیشتربدانید:تاثیر فلزات سنگین بر بدن انسان-محدودیت های دستگاه جذب اتمی-روش کار دستگاه جذب اتمی

چه داروهایی مسمومیت با فلزات سنگین را درمان می کنند؟

داروهای مختلفی برای حذف فلزات سنگین از بدن شما وجود دارد. این داروها عوامل کیلاتور هستند که فلز را به اجزای دارو جذب می کنند، سپس فلز را به عنوان زباله در ادرار از بدن شما خارج می کنند. عوامل شلات کننده رایج عبارتند از:

دیمرکاپرول

دیمرکاپتوسوکسینیک اسید (ساکسیمر).

اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA).

پنی‌سیلامین

این عوامل کیلیت معمولاً به افراد مبتلا به مسمومیت شدید با فلزات سنگین از طریق IV داده می شود که یک سوزن کوچک در رگ شما قرار می دهد تا دارو را به آرامی در بدن شما توزیع کند. عوامل کیلیت همچنین می توانند به فلزات و مواد معدنی سالم در بدن شما بچسبند، بنابراین ارائه دهنده شما از نزدیک نحوه پاسخ بدن شما به درمان را زیر نظر خواهد گرفت.