ştiri

Intoxicația cronică cu plumb este un factor de risc semnificativ pentru bolile cardiovasculare la adulți și pentru deficiențele cognitive la copii și poate provoca daune chiar și la niveluri de plumb considerate anterior sigure. În 2019, expunerea la plumb a fost responsabilă pentru 5,5 milioane de decese cauzate de boli cardiovasculare la nivel mondial și o pierdere totală de 765 de milioane de puncte de IQ la copii în fiecare an.
Expunerea la plumb este aproape peste tot, inclusiv în vopseaua cu plumb, benzina cu plumb, unele conducte de apă, ceramică, cosmetice, parfumuri, precum și în topitorii, producția de baterii și alte industrii, așa că strategiile la nivel de populație sunt importante pentru a elimina intoxicația cu plumb.

Intoxicația cu plumb este o boală străveche. Dioscoride, un medic și farmacolog grec din Roma antică, a scris De
Materia Medica, cea mai importantă lucrare de farmacologie din ultimele decenii, a descris simptomele intoxicației evidente cu plumb în urmă cu aproape 2.000 de ani. Persoanele cu intoxicație evidentă cu plumb prezintă oboseală, dureri de cap, iritabilitate, crampe abdominale severe și constipație. Când concentrația de plumb din sânge depășește 800 μg/l, intoxicația acută cu plumb poate provoca convulsii, encefalopatie și moarte.
Intoxicația cronică cu plumb a fost recunoscută în urmă cu mai bine de un secol ca o cauză a aterosclerozei și a gutei „toxice cu plumb”. La autopsie, 69 din 107 pacienți cu gută indusă de plumb au prezentat „întărirea peretelui arterial cu modificări ateromatoase”. În 1912, William Osler (William Osler)
„Alcoolul, plumbul și guta joacă roluri importante în patogeneza arteriosclerozei, deși modurile exacte de acțiune nu sunt bine înțelese”, a scris Osler. Linia de plumb (un depozit fin albastru de sulfură de plumb de-a lungul marginii gingiilor) este caracteristică intoxicației cronice cu plumb la adulți.
În 1924, New Jersey, Philadelphia și New York City au interzis vânzarea de benzină cu plumb după ce 80% dintre muncitorii care produceau tetraetil de plumb la Standard Oil din New Jersey au fost descoperiți ca fiind intoxicați cu plumb, dintre care unii au murit. Pe 20 mai 1925, Hugh Cumming, chirurgul general al Statelor Unite, a convocat oameni de știință și reprezentanți ai industriei pentru a stabili dacă este sigur să se adauge tetraetil de plumb la benzină. Yandell Henderson, fiziolog și expert în război chimic, a avertizat că „adăugarea de tetraetil de plumb va expune treptat o populație numeroasă la intoxicația cu plumb și la întărirea arterelor”. Robert Kehoe, director medical al Ethyl Corporation, consideră că agențiile guvernamentale nu ar trebui să interzică tetraetilul de plumb din mașini până când nu s-a dovedit a fi toxic. „Întrebarea nu este dacă plumbul este periculos, ci dacă o anumită concentrație de plumb este periculoasă”, a spus Kehoe.
Deși extracția plumbului există de 6.000 de ani, prelucrarea acestuia a crescut dramatic în secolul al XX-lea. Plumbul este un metal maleabil și durabil, folosit pentru a preveni arderea prea rapidă a combustibilului, pentru a reduce „bătaia motorului” la mașini, pentru a transporta apa potabilă, pentru a lipi conservele de alimente, pentru a face vopseaua să strălucească mult timp și pentru a ucide insectele. Din păcate, cea mai mare parte a plumbului folosit în aceste scopuri ajunge în organismul oamenilor. În punctul culminant al epidemiei de intoxicație cu plumb din Statele Unite, sute de copii erau spitalizați în fiecare vară pentru encefalopatie cu plumb, iar un sfert dintre ei mureau.
Oamenii sunt expuși în prezent la plumb la niveluri mult peste nivelurile naturale de fond. În anii 1960, geochimistul Clair Patterson, care a folosit izotopii plumbului pentru a estima vârsta Pământului la 4,5 miliarde de ani
Patterson a descoperit că mineritul, topirea și emisiile vehiculelor au dus la depozite atmosferice de plumb de 1.000 de ori mai mari decât nivelurile naturale de fond din probele de miez de ghețari. Patterson a descoperit, de asemenea, că concentrația de plumb din oasele oamenilor din țările industrializate era de 1.000 de ori mai mare decât cea a oamenilor care trăiau în epoca preindustrială.
Expunerea la plumb a scăzut cu peste 95% din anii 1970, dar generația actuală încă are de 10-100 de ori mai mult plumb decât oamenii care trăiau în epoca preindustrială.
Cu câteva excepții, cum ar fi plumbul din combustibilul pentru aviație și muniție și bateriile cu plumb pentru autovehicule, plumbul nu mai este utilizat în Statele Unite și Europa. Mulți medici cred că problema intoxicației cu plumb este de domeniul trecutului. Cu toate acestea, vopseaua cu plumb din casele mai vechi, benzina cu plumb depusă în sol, plumbul levigat din conductele de apă și emisiile provenite de la instalațiile industriale și incineratoare contribuie la expunerea la plumb. În multe țări, plumbul este emis din topitorii, producția de baterii și deșeuri electronice și se găsește adesea în vopsele, ceramică, produse cosmetice și parfumuri. Cercetările confirmă faptul că intoxicația cronică cu plumb la nivel scăzut este un factor de risc pentru bolile cardiovasculare la adulți și pentru deficiențe cognitive la copii, chiar și la niveluri considerate anterior sigure sau inofensive. Acest articol va rezuma efectele intoxicației cronice cu plumb la nivel scăzut.

Expunere, absorbție și sarcină internă
Ingerarea orală și inhalarea sunt principalele căi de expunere la plumb. Sugarii cu creștere și dezvoltare rapidă pot absorbi cu ușurință plumbul, iar deficitul de fier sau de calciu poate promova absorbția plumbului. Plumbul care imită calciul, fierul și zincul intră în celulă prin canalele de calciu și transportorii de metale, cum ar fi transportorul de metale divalente 1 [DMT1]. Persoanele cu polimorfisme genetice care promovează absorbția fierului sau calciului, cum ar fi cele care cauzează hemocromatoză, au o absorbție crescută a plumbului.
Odată absorbit, 95% din plumbul rezidual din corpul unui adult este stocat în oase; 70% din plumbul rezidual din corpul unui copil este stocat în oase. Aproximativ 1% din încărcătura totală de plumb din corpul uman circulă în sânge. 99% din plumbul din sânge se află în globulele roșii. Concentrația de plumb din sângele integral (plumbul nou absorbit și plumbul remobilizat din os) este cel mai utilizat biomarker al nivelului de expunere. Factorii care modifică metabolismul osos, cum ar fi menopauza și hipertiroidismul, pot elibera plumbul sechestrat în oase, provocând creșteri bruște ale nivelului de plumb din sânge.
În 1975, când plumbul se mai adăuga încă în benzină, Pat Barry a efectuat un studiu de autopsie pe 129 de britanici și a cuantificat încărcătura totală de plumb din corpul unui bărbat. Încărcarea totală medie în corpul unui bărbat este de 165 mg, echivalentul greutății unei agrafe de hârtie. Încărcarea corporală a bărbaților cu intoxicație cu plumb a fost de 566 mg, doar de trei ori mai mare decât încărcătura medie a întregului eșantion masculin. Prin comparație, încărcătura totală medie în corpul unei femei este de 104 mg. Atât la bărbați, cât și la femei, cea mai mare concentrație de plumb în țesuturile moi a fost în aortă, în timp ce la bărbați concentrația a fost mai mare în plăcile aterosclerotice.
Unele populații prezintă un risc crescut de intoxicație cu plumb în comparație cu populația generală. Sugarii și copiii mici prezintă un risc mai mare de a ingera plumb din cauza comportamentului lor oral de nealimentare și sunt mai predispuși să absoarbă plumb decât copiii mai mari și adulții. Copiii mici care locuiesc în case prost întreținute, construite înainte de 1960, prezintă un risc de intoxicație cu plumb din cauza ingerării de așchii de vopsea și praf de casă contaminat cu plumb. Persoanele care beau apă de la robinet din țevi contaminate cu plumb sau locuiesc în apropierea aeroporturilor sau a altor situri contaminate cu plumb prezintă, de asemenea, un risc crescut de a dezvolta intoxicație cu plumb de nivel scăzut. În Statele Unite, concentrațiile de plumb din aer sunt semnificativ mai mari în comunitățile segregate decât în ​​comunitățile integrate. Lucrătorii din industria topirii, a reciclării bateriilor și a construcțiilor, precum și cei care folosesc arme de foc sau au fragmente de gloanțe în corp, prezintă, de asemenea, un risc crescut de intoxicație cu plumb.
Plumbul este prima substanță chimică toxică măsurată în cadrul Sondajului Național privind Sănătatea și Nutriția (NHANES). La începutul eliminării treptate a benzinei cu plumb, nivelurile de plumb din sânge au scăzut de la 150 μg/l în 1976 la 90 în 1980.
μg/L, un număr simbolic. Nivelurile de plumb din sânge considerate potențial dăunătoare au fost reduse de mai multe ori. În 2012, Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC) au anunțat că nu a fost determinat un nivel sigur de plumb în sângele copiilor. CDC a redus standardul pentru nivelurile excesive de plumb din sânge la copii – adesea folosit pentru a indica faptul că trebuie luate măsuri pentru a reduce expunerea la plumb – de la 100 μg/L la 50 μg/L în 2012 și la 35 μg/L în 2021. Reducerea standardului pentru excesul de plumb din sânge a influențat decizia noastră ca această lucrare să utilizeze μg/L ca unitate de măsură pentru nivelurile de plumb din sânge, mai degrabă decât μg/dL, mai frecvent utilizat, ceea ce reflectă dovezile extinse de toxicitate a plumbului la niveluri mai scăzute.

Deces, boală și invaliditate
„Plumbul este potențial toxic oriunde, iar plumbul este peste tot”, au scris Paul Mushak și Annemarie F. Crocetti, ambii membri ai Consiliului Național pentru Calitatea Aerului numiți de președintele Jimmy Carter, într-un raport adresat Congresului în 1988. Capacitatea de a măsura nivelurile de plumb din sânge, dinți și oase dezvăluie o serie de probleme medicale asociate cu intoxicația cronică cu plumb la niveluri scăzute, la nivelurile întâlnite în mod obișnuit în corpul uman. Nivelurile scăzute de intoxicație cu plumb reprezintă un factor de risc pentru nașterea prematură, precum și pentru deficiențe cognitive și tulburare de deficit de atenție cu hiperactivitate (ADHD), creșterea tensiunii arteriale și reducerea variabilității ritmului cardiac la copii. La adulți, nivelurile scăzute de intoxicație cu plumb reprezintă un factor de risc pentru insuficiența renală cronică, hipertensiune arterială și boli cardiovasculare.

Creștere și neurodezvoltare
La concentrațiile de plumb întâlnite frecvent la femeile însărcinate, expunerea la plumb este un factor de risc pentru nașterea prematură. Într-o cohortă prospectivă de nașteri din Canada, o creștere cu 10 μg/l a nivelului de plumb din sângele matern a fost asociată cu un risc crescut cu 70% de naștere prematură spontană. Pentru femeile însărcinate cu niveluri serice de vitamina D sub 50 mmol/l și niveluri de plumb din sânge crescute cu 10 μg/l, riscul de naștere prematură spontană a crescut de până la trei ori.
Într-un studiu anterior de referință efectuat pe copii cu semne clinice de intoxicație cu plumb, Needleman și colab. au descoperit că acei copii cu niveluri mai ridicate de plumb erau mai predispuși să dezvolte deficite neuropsihologice decât copiii cu niveluri mai scăzute de plumb și erau mai predispuși să fie evaluați ca fiind slabi de către profesori în domenii precum distragerea atenției, abilitățile organizatorice, impulsivitatea și alte trăsături comportamentale. Zece ani mai târziu, copiii din grupul cu niveluri mai ridicate de plumb în dentină aveau o probabilitate de 5,8 ori mai mare de a avea dislexie și de 7,4 ori mai mare de a abandona școala decât copiii din grupul cu niveluri mai scăzute de plumb.
Raportul dintre declinul cognitiv și creșterea nivelului de plumb a fost mai mare la copiii cu niveluri scăzute de plumb. Într-o analiză cumulată a șapte cohorte prospective, o creștere a nivelului de plumb din sânge de la 10 μg/L la 300 μg/L a fost asociată cu o scădere cu 9 puncte a IQ-ului copiilor, dar cea mai mare scădere (o scădere cu 6 puncte) a avut loc atunci când nivelurile de plumb din sânge au crescut inițial cu 100 μg/L. Curbele doză-răspuns au fost similare pentru declinul cognitiv asociat cu nivelurile de plumb măsurate în oase și plasmă.

Expunerea la plumb este un factor de risc pentru tulburări de comportament precum ADHD. Într-un studiu american reprezentativ la nivel național, efectuat pe copii cu vârste cuprinse între 8 și 15 ani, copiii cu niveluri de plumb în sânge mai mari de 13 μg/l au avut o probabilitate de două ori mai mare de a avea ADHD decât cei cu niveluri de plumb în sânge în cvintila inferioară. La acești copii, aproximativ 1 din 5 cazuri de ADHD poate fi atribuit expunerii la plumb.

Expunerea la plumb în copilărie este un factor de risc pentru comportamentul antisocial, inclusiv comportamentul asociat cu tulburări de conduită, delincvență și comportament infracțional. Într-o meta-analiză a 16 studii, nivelurile ridicate de plumb din sânge au fost asociate în mod constant cu tulburări de conduită la copii. În două studii de cohortă prospective, niveluri mai ridicate de plumb din sânge sau dentină în copilărie au fost asociate cu rate mai mari de delincvență și arestare la tineri.
Expunerea mai mare la plumb în copilărie a fost asociată cu un volum cerebral redus (posibil din cauza dimensiunii reduse a neuronilor și a ramificării dendritelor), iar volumul cerebral redus a persistat până la vârsta adultă. Într-un studiu care a inclus adulți mai în vârstă, nivelurile mai ridicate de plumb din sânge sau din oase au fost asociate prospectiv cu un declin cognitiv accelerat, în special la cei care purtau alela APOE4. Expunerea la plumb în copilăria timpurie poate fi un factor de risc pentru dezvoltarea bolii Alzheimer cu debut tardiv, dar dovezile sunt neclare.

Nefropatie
Expunerea la plumb este un factor de risc pentru dezvoltarea bolilor renale cronice. Efectele nefrotoxice ale plumbului se manifestă în corpii de incluziune intranucleari ai tubulilor renali proximali, fibroza interstițială a tubulilor și insuficiența renală cronică. Printre cei care au participat la studiul NHANES între 1999 și 2006, adulții cu niveluri de plumb în sânge peste 24 μg/L au avut o probabilitate cu 56% mai mare de a avea o rată de filtrare glomerulară redusă (<60 mL/[min·1,73 m2]) decât cei cu niveluri de plumb în sânge sub 11 μg/L. Într-un studiu de cohortă prospectiv, persoanele cu niveluri de plumb în sânge peste 33 μg/L au avut un risc cu 49% mai mare de a dezvolta boli renale cronice decât cele cu niveluri mai scăzute de plumb în sânge.

Boli cardiovasculare
Modificările celulare induse de plumb sunt caracteristice hipertensiunii arteriale și aterosclerozei. În studiile de laborator, niveluri cronic scăzute de expunere la plumb cresc stresul oxidativ, reduc nivelurile de oxid nitric bioactiv și induc vasoconstricție prin activarea proteinkinazei C, ducând la hipertensiune arterială persistentă. Expunerea la plumb inactivează oxidul nitric, crește formarea peroxidului de hidrogen, inhibă repararea endotelială, afectează angiogeneza, promovează tromboza și duce la ateroscleroză (Figura 2).
Un studiu in vitro a arătat că celulele endoteliale cultivate într-un mediu cu concentrații de plumb de 0,14 până la 8,2 μg/l timp de 72 de ore au cauzat leziuni ale membranei celulare (mici rupturi sau perforații observate prin microscopie electronică cu scanare). Acest studiu oferă dovezi ultrastructurale că plumbul nou absorbit sau plumbul care reintră în sânge din os poate provoca disfuncție endotelială, aceasta fiind cea mai timpurie modificare detectabilă în istoria naturală a leziunilor aterosclerotice. Într-o analiză transversală a unui eșantion reprezentativ de adulți cu un nivel mediu de plumb în sânge de 27 μg/l și fără antecedente de boli cardiovasculare, nivelurile de plumb din sânge au crescut cu 10%.
La μg, raportul de șanse pentru calcificarea severă a arterelor coronare (adică scorul Agatston >400 cu un interval de scor de 0 [0 indicând absența calcificării] și scoruri mai mari indicând un interval de calcificare mai mare) a fost de 1,24 (interval de încredere 95% 1,01 până la 1,53).
Expunerea la plumb este un factor major de risc pentru decesul cauzat de boli cardiovasculare. Între 1988 și 1994, 14.000 de adulți americani au participat la studiul NHANES și au fost urmăriți timp de 19 ani, dintre care 4.422 au decedat. Una din cinci persoane decedează din cauza bolilor coronariene. După ajustarea pentru alți factori de risc, creșterea nivelului de plumb din sânge de la percentila 10 la percentila 90 a fost asociată cu o dublare a riscului de deces cauzat de boli coronariene. Riscul de boli cardiovasculare și deces prin boli coronariene crește brusc atunci când nivelurile de plumb sunt sub 50 μg/L, fără un prag clar (Figurile 3B și 3C). Cercetătorii consideră că un sfert de milion de decese cardiovasculare premature în fiecare an se datorează intoxicației cronice cu plumb la nivel scăzut. Dintre acestea, 185.000 au decedat din cauza bolilor coronariene.
Expunerea la plumb ar putea fi unul dintre motivele pentru care decesele cauzate de bolile coronariene au crescut inițial, apoi au scăzut în secolul trecut. În Statele Unite, ratele deceselor cauzate de bolile coronariene au crescut brusc în prima jumătate a secolului al XX-lea, atingând un vârf în 1968 și apoi scăzând constant. Acum este cu 70% sub vârful din 1968. Expunerea la plumb la benzina cu plumb a fost asociată cu o scădere a mortalității cauzate de bolile coronariene (Figura 4). Printre cei care au participat la studiul NHANES, care a fost urmărit timp de până la opt ani între 1988-1994 și 1999-2004, 25% din reducerea totală a incidenței bolilor coronariene s-a datorat reducerii nivelului de plumb din sânge.

În primii ani de eliminare treptată a benzinei cu plumb, incidența hipertensiunii arteriale în Statele Unite a scăzut brusc. Între 1976 și 1980, 32% dintre adulții americani aveau hipertensiune arterială. În perioada 1988-1992, proporția era de doar 20%. Factorii obișnuiți (fumatul, medicamentele pentru tensiunea arterială, obezitatea și chiar dimensiunea mai mare a manșetei utilizate pentru măsurarea tensiunii arteriale la persoanele obeze) nu explică scăderea tensiunii arteriale. Cu toate acestea, nivelul median de plumb din sânge în Statele Unite a scăzut de la 130 μg/L în 1976 la 30 μg/L în 1994, ceea ce sugerează că scăderea expunerii la plumb este unul dintre motivele scăderii tensiunii arteriale. În Studiul Strong Heart Family, care a inclus o cohortă de amerindieni, nivelurile de plumb din sânge au scăzut cu ≥9 μg/L, iar tensiunea arterială sistolică a scăzut cu o medie de 7,1 mm Hg (valoare ajustată).
Multe întrebări rămân fără răspuns cu privire la efectele expunerii la plumb asupra bolilor cardiovasculare. Durata expunerii necesare pentru a provoca hipertensiune arterială sau boli cardiovasculare nu este pe deplin înțeleasă, dar expunerea cumulativă pe termen lung la plumb, măsurată în oase, pare să aibă o putere predictivă mai puternică decât expunerea pe termen scurt măsurată în sânge. Cu toate acestea, reducerea expunerii la plumb pare să reducă tensiunea arterială și riscul de deces din cauza bolilor cardiovasculare în decurs de 1 până la 2 ani. La un an după interzicerea combustibilului cu plumb din cursele NASCAR, comunitățile din apropierea pistei au avut rate semnificativ mai mici de decese cauzate de boli coronariene în comparație cu comunitățile mai periferice. În cele din urmă, este nevoie să se studieze efectele cardiovasculare pe termen lung la persoanele expuse la niveluri de plumb sub 10 μg/L.
Expunerea redusă la alte substanțe chimice toxice a contribuit, de asemenea, la scăderea incidenței bolilor coronariene. Eliminarea treptată a benzinei cu plumb între 1980 și 2000 a redus particulele în suspensie în 51 de zone metropolitane, ceea ce a dus la o creștere cu 15% a speranței de viață. Mai puțini oameni fumează. În 1970, aproximativ 37% dintre adulții americani fumau; până în 1990, doar 25% dintre americani fumau. Fumătorii au niveluri semnificativ mai mari de plumb în sânge decât nefumătorii. Este dificil de identificat efectele istorice și actuale ale poluării aerului, fumului de tutun și plumbului asupra bolilor coronariene.
Boala coronariană este principala cauză de deces la nivel mondial. Peste o duzină de studii au arătat că expunerea la plumb este un factor de risc major și adesea trecut cu vederea pentru decesul cauzat de boala coronariană. Într-o meta-analiză, Chowdhury și colab. au descoperit că nivelurile ridicate de plumb din sânge sunt un factor de risc important pentru boala coronariană. În opt studii prospective (cu un total de 91.779 de participanți), persoanele cu concentrații de plumb în sânge în cvintila superioară au avut un risc cu 85% mai mare de infarct miocardic non-fatal, intervenție chirurgicală de bypass sau deces cauzat de boala coronariană decât cele din cvintila inferioară. În 2013, Agenția pentru Protecția Mediului (EPA)
Agenția pentru Protecția Inimii a concluzionat că expunerea la plumb este un factor de risc pentru bolile coronariene; un deceniu mai târziu, Asociația Americană a Inimii a confirmat această concluzie.