Хром как влияет на организм человека: Микроэлемент хром в организме человека

Микроэлемент хром в организме человека

Получить результаты анализов

1. Главная
2. Анализы и цены
3. Анализ крови: Хром

Подробнее о враче

Срок исполнения
(рабочие дни):
до 7 дн.

Цена:

935 ₽^*

* Взятие биоматериала оплачивается отдельно

Анализ на содержание хрома – это лабораторное исследование крови для определения содержания хрома в организме, выявления отравлений соединениями хрома. Хром является жизненно важным микроэлементом, поступающим в организм с продуктами питания, мясом, злаковыми, зеленой фасолью. В крови транспортируется белком трансферрином и с помощью диффузии попадает в ткани и органы. Хром принимает активное участие в метаболизме жиров, углеводов, белков.

Подготовка к исследованию:

• Не принимать пищу за 2-3 часа до сдачи анализа, предпочтительно сдавать утром натощак

Тип биоматериала: венозная кровь

Синонимы (rus): Микроэлемент, металл

Синонимы (eng): Мicroelement, metal

Методы исследования: атомно-адсорбционная спектрометрия

Сроки выполнения: 14 дней

Биологическая роль хрома в организме человека

Хром способен регулировать содержание глюкозы в крови, облегчает взаимодействие рецепторов тканей с гормоном, тем самым уменьшает потребность в нем. Микроэлемент оказывает влияние на механизмы кроветворения, работу щитовидной железы, структуру нуклеиновых кислот, энергетические процессы в организме. Принимает участие в проведении нервных импульсов, липидном обмене, предотвращает развитие атеросклероза.

Микроэлемент хром обладает ранозаживляющими свойствами, благоприятно воздействует на деятельность миокарда, улучшает половые функции. Основная часть хрома в организме содержится в костной ткани, ногтях и волосах. Способен накапливаться в селезенке и печени. Выводится преимущественно с мочой.

Нормы потребления хрома

Суточная доза хрома для нормального функционирования организма младенцев до 6 месяцев составляет 0,2 мкг, 6-12 месяев – 5,5 мкг, 1-8 лет – 11-15 мкг, 1-8 лет – 11-15 мкг, 9-18 лет – 21-25 мкг, взрослым – 25-35 мкг.

Недостаток хрома в организме возникает при несбалансированном питании, при синдроме мальабсорбции, после операций по уменьшению желудка. Главным признаком является снижение толерантности к глюкозе. Избыток может возникнуть при неблагоприятной экологической обстановке, злоупотреблении пищевыми добавками. Также он может наблюдаться у людей, работающих на предприятиях кожевенной, текстильной, металлургической и химической промышленности, использующих соединения хрома в производстве.  Основными признаками токсического влияния хрома на организм являются язвенные поражения кожи, гастрит и язва желудка, двенадцатиперстной кишки, нарушения деятельности сердца.

Заболевания, вызываемые дисбалансом хрома в организме

Недостаток хрома приводит к серьезным нарушениям деятельности поджелудочной железы, вплоть до сахарного диабета. Способствует нарушению обмена липидов, отложению атеросклеротических бляшек на стенках сосудов, повышению риска возникновения инсульта и инфаркта, проявлению периферической нейропатии.

Токсическое действие хрома зависит от валентности, чем она выше, тем опаснее соединения микроэлемента. Шестивалентный хром признан канцерогеном и мутагеном клеток.

Избыток хрома провоцирует кожные язвы, поражения двенадцатиперстной кишки и желудка, вызывает хромовый гепатоз. Приводит к развитию острой печеночной и почечной недостаточности, дисфункций сердца, аллергических реакций. Повышенное содержание хрома может вызывать тошноту, головокружения, судороги, кому.

Негативное воздействие хрома на организм человека (заболевания и мутации)

Фазлутдинов К.К.

01.06.2018 (обновленно 11.11.2020)

50464 просмотров

Содержание:

1. Общие сведения о хроме

2. Физиологическая роль хрома

3. Негативное влияние хрома на организм человека

1. Общие сведения о хроме.

Хром элемент VI группы периодической системы, имеет голубовато-белый оттенок, свое название получил от греческого слова «chroma», что означает цвет благодаря тому, что его соединения отличаются широким спектром оттенков. В соединениях хром проявляет степень окисления 2+, 3+, 6+ (наиболее характерные) среди которых наиболее устойчивые соединения хрома со степенью окисления 3+. Так же существуют соединения в которых хром проявляет степень окисления 1+, 4+, 5+.

Впервые этот металл был открыт в 1797 году французским исследователем Л.Н. Вокленом, который обнаружил его в минерале крокоите, однако его влияние на живые организмы начали изучать только после 1950х годов, когда два ученых Уолтер Мерц и Кеннет Шварц в результате опытов над крысами обнаружили у животных возрастающую непереносимость сахара при кормлении крыс продуктами с низким содержанием хрома.

Среднесуточная норма хрома для взрослого человека составляет 200-300 мкг, и человек едва ли может восполнить ее употребляя в пищу такие продукты как: рыба, говядина, дрожжи, ржаной хлеб, орехи, печень и пр. Это связано с низкой концентрацией хрома в перечисленных продуктах и низкой усвояемостью микроэлемента. Однако, на данный момент разработано множество добавок (самые эффективные из них на основе пиколината хрома и гистидина хрома) которые позволяют решать эти проблемы.

В организм человека хром может попадать через кожу, слизистые оболочки, легкие и вместе с пищей и водой (желудочно-кишечный тракт), однако некоторые его соединения всасываются легче и быстрее (это связано с их растворимостью и валентностью металла в них). Так Cr (VI) всасывается организмом лучше и быстрее, чем Cr (III), что связано с его высокой растворимостью при физиологических значениях pH.

Рассмотрим подробнее путь попадания этого микроэлемента в кровь. Попадание металла в кровь связано с белками-переносчиками, находящимися в эпителии тонкого кишечника и осуществляющими активный (энергозатратный) транспорт элемента. Если частицы хрома попадают в организм через легкие, то при выдыхании с потоком воздуха они попадают в ротовую полость, оттуда в желудочно-кишечный тракт и процесс происходит по вышеописанной схеме.

Попадая в кровь часть Cr (VI) связывается с эритроцитами, а также лейкоцитами и тромбоцитами и восстанавливается до Cr (III), Cr (III) в свою очередь образует прочный комплекс с гемоглобином (расположенном на поверхности клеток крови) и таким образом перемещается по организму. Оставшаяся (не связавшаяся) часть шестивалентного хрома выводится из организма через почки.

Cr (III) при попадании в кровь связывается с белком трансферрином (находящимся в свободном состоянии в плазме крови). Если Cr (III) поступает в организме в большом количестве он может связываться с белком альбумином, глобулином и аминокислотами, находящимися в плазме крови. Таким образом осуществляется транспорт этого элемента в крови. Важно знать, что белок трансферрин осуществляет транспорт железа в крови и микроэлемент хром конкурирует с этим элементом за участки связывания.

Мигрируя по организму в связанном состоянии хром откладывается в таких органах как: легкие, печень, поджелудочной железе и костном мозге т.к. обладает высоким сродством к этим тканям. 

2. Физиологическая роль хрома.

а. Активирует некоторые ферменты нашего организма.

Хром является активатором фермента трипсина, позволяющего расщеплять пептиды и белки на их составляющие – аминокислоты. Так же (в небольших количествах) способен активировать ферменты участвующие в метаболизме глюкозы такие как: цитохромоксидаза, сукцинатдегидрогеназа и фосфоглюкомутаза. Путь метаболизма глюкозы состоит из множества стадий и задействует большое количество ферментов, но он жизненно необходим нам т. к. конечным итогом превращения глюкозы является энергия, запасаемая в форме АТФ.

б. Участвует в поддержании нормального баланса сахара в крови.

После употребления пищи, уровень глюкозы в крови начинает возрастать, а наша поджелудочная железа начинает выделять в кровь гормон-инсулин. Инсулин в свою очередь переводит глюкозу в клетки, где она используется для получения энергии, тем самым снижая уровень глюкозы в крови. Но чтобы достичь этого эффекта инсулин должен быть в состоянии присоединится к рецепторам на поверхности клетки, что невозможно без вмешательства пищевого фактора – «фактора толерантности к глюкозе».   Данный фактор является инициатором присоединения гормона (инсулина) к рецептору, расположенному на поверхности клеточной мембраны и по некоторым данным в его состав входит трехвалентный хром, никотиновая кислота, аминокислоты (глицин, цистеин) и глютаминовая кислота. Поэтому людям страдающим сахарным диабетом необходимо следить за концентрацией хрома в организме.

в. Участвует в синтезе и поддержании конформации молекул ДНК и РНК.

Хром может образовывать ковалентные связи между пуриновыми и пиримидировыми основаниями, тем самым обеспечивая их соединения в молекулах ДНК и РНК. Так же в этих молекулах он необходим для поддержания нужной конформации (пространственном расположении атомов в молекуле).

г. Участвует в метаболизме липидов.

Одной из самых важных функций хрома в организме наряду с поддержанием баланса сахара в крови является способность влиять на выработку вредного холестерина. Такой холестерин образует бляшки на стенках сосудов и препятствует циркуляции крови по нашему телу, в результате чего человек страдает различными сердечно-сосудистыми заболеваниями. Вредный холестерин образуется в печени, и субстратом для его образования служит глюкоза. Усиливая влияние инсулина на утилизацию глюкозы, хром одновременно выполняет две функции: регулирует содержание сахара в крови и снижает уровень холестерина.

д. Участвует в выработке гормонов.

Среди прочего хром влияет на выработку стероидного гормона дегидроэпиандростерона (ДГЭА), который способствует укреплению костей. Поэтому препараты хрома (пиколинат хрома) часто используют при лечении остеопароза.

е. Помогает регулировать внутриглазное давление.

Хром в сочетании с аскорбиновой кислотой, стимулирует поступление глюкозы к хрусталику, тем самым регулируя давление внутри глаза, поэтому людям страдающим такими заболеваниями как катаракта и глаукома назначают препарат хрома в качестве комплексной терапии.

3. Негативное влияние хрома на организм.

В тот момент, когда хром в организме появляется в избытке (это может быть связано с повышением его концентрации в окружающей среде, работа на вредных производствах, нарушении обменных процессов в организме, неправильное использование лекарственных средств и биологически активных добавок в состав которых входит хром, недостаток цинка и железа в организме) наблюдается противоположный эффект. Разберем какие негативные последствия могут нести высокие концентрации хрома поступающие в тело человека.

а. Угнетение активности или полная инактивация ферментов.
В высоких концентрациях хром может образовывать ковалентные связи с широким спектром молекул. Так, например, с белками хром может связываться с помощью гидрокси-, амино-, карбокси-, сульфгидрильных и других групп. В результате чего в молекулах белков (ферментов) происходят разрывы водородных связей, замещение металлов в лигандах, изменение конформации молекул что приводит к частичной или полной потере активности молекулы. Если такой белок находится на поверхности клеточной мембраны и выполняет транспортную функцию (регулирует поступление в клетку одних веществ и выведение из нее других), то включение в молекулу хрома может привести к нарушению процесса транспорта.

б. Мутации в генетическом материале.

Хром может взаимодействовать с лигандами нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот и в результате чего влиять на процесс транскрипции (считывания информации с имеющейся последовательности ДНК) и трансляции (синтез белка на имеющейся матрице РНК). В результате чего в клетках происходят мутации, что и объясняет канцерогенное действие хрома и возникновение различного рода новообразований.

в. Дерматиты, экземы, аллергические реакции.

Сам по себе хром не способен вызвать сильного иммунного ответа (он слишком мал), но образуя связи с другими макромолекулами (например, белками) он способен вызвать бурную иммунную реакцию. 

Важно отметить, что при попадании на кожу белками эпидермиса связывается только трехвалентный хром, шестивалентный хром проникает через слой эпидермиса и лишь небольшая его часть окисляется до Cr(III) и связывается с белками рогового слоя кожи. В результате чего на поверхности кожного покрова образуются дерматиты, экземы, язвы и пр.

г. Ухудшение общего состояния микрофлоры в организме.
Микрофлора, находящаяся в симбиозе с человеческим организмом, активно участвует в процессе синтеза и распада как собственных, так и чужеродных соединений. И поступление высоких концентраций хрома негативно сказывается на ее состоянии в целом и может приводить к дисбиозу, диареи и прочим заболеваниям. Важно заметить, что токсический эффект шестивалентного хрома на микрофлору кишечника намного выше чем трехвалентного.

д. Заболевания печени.

Как было описано выше, Cr(VI) проникая в кровь, связывается с эритроцитами, мигрируя по всему организму. Высвобождение микроэлемента происходит в селезенке, где утилизируется гемоглобин. Образуя соединение с белком глобином, комплекс имеет свойство накапливаться в клетках печени — гепатоцитах, вызывая их повреждение, замедляя выделение желчи и вызывая патологические изменения в печени.

е. Заболевания легких.

Постоянное вдыхание соединений Cr(VI) является одной из причин рака легких. Наиболее часто заболеваниям легких, бронхиальной астмы, подвергаются работники гальванических цехов, предприятий по производству красок, строительных материалов и пр.

Конец статьи

Понравилась статья? Оцените статью. Всего 1 клик!

Нажмите на звезду

Средняя оценка:

4,49

Всего оценок: 35

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО «НПП Электрохимия». Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта. Размещение активной индексируемой ссылки на https://zctc.ru обязательно.

Токсичность хрома (Cr): каковы физиологические последствия воздействия хрома? | Медицина окружающей среды

• Цели обучения
• Введение
• Механизм токсичности хрома
• Респираторные эффекты
• Кожные эффекты
• Канцерогенные эффекты
• Почечный эффект s
• Печеночные эффекты
• Желудочно-кишечные эффекты
• Сердечно-сосудистые эффекты
• Гематологические эффекты
• Репродуктивные эффекты и эффекты развития
• Генотоксические и мутагенные эффекты
• Другие эффекты
• Ключевые моменты
• Проверка прогресса

связаны с воздействием хрома и

описывают канцерогенные эффекты, связанные с воздействием Cr(VI).

Основными факторами, влияющими на токсичность соединений хрома, являются степень окисления и растворимость. Соединения Cr(VI), которые являются сильными окислителями и, таким образом, имеют тенденцию вызывать раздражение и коррозию, оказываются гораздо более токсичными системно, чем соединения Cr(III), учитывая аналогичные количества и растворимость. Хотя механизмы биологического взаимодействия неизвестны, такое изменение токсичности может быть связано с легкостью, с которой Cr(VI) может проходить через клеточные мембраны, и его последующим внутриклеточным восстановлением до реакционноспособных промежуточных соединений.

Top of Page

Поскольку Cr(III) плохо всасывается любым путем, токсичность хрома в основном связана с формой Cr(VI). Он может всасываться через легкие и желудочно-кишечный тракт и даже в некоторой степени через неповрежденную кожу.

Восстановление Cr(VI) считается процессом детоксикации, когда оно происходит на расстоянии от места-мишени токсического или генотоксического действия, в то время как восстановление Cr(VI) может служить для активации хромовой токсичности, если оно происходит в или вблизи клеточного ядра органов-мишеней [Dayan and Paine 2001]. Если Cr(VI) восстанавливается до Cr(III) внеклеточно, эта форма металла плохо транспортируется в клетки, поэтому токсичности не наблюдается. Баланс, существующий между внеклеточным Cr(VI) и внутриклеточным Cr(III), в конечном итоге определяет количества и скорости, с которыми Cr(VI) может проникать в клетки и оказывать токсическое действие [Cohen, Kargacin и др.

 1993].

Cr(VI) проникает во многие типы клеток и в физиологических условиях может восстанавливаться перекисью водорода (h3O2), глутатионредуктазой (GSH), аскорбиновой кислотой и GSH с образованием реакционноспособных промежуточных соединений, включая Cr(V), Cr(IV) ), тиильные радикалы, гидроксильные радикалы и, наконец, Cr (III). Любой из этих видов может атаковать ДНК, белки и липиды мембран, тем самым нарушая целостность и функции клеток [De Mattia, Bravi et al. 2004].

К началу страницы

Профессиональные воздействия часто включают смешанное воздействие как Cr(III), так и Cr(VI) [EPA 1998].

Профессиональный опыт человека ясно показывает, что при вдыхании соединения хрома раздражают дыхательные пути, вызывая раздражение дыхательных путей, обструкцию дыхательных путей и рак легких, носа или придаточных пазух носа. Доза, продолжительность воздействия и конкретное соединение могут определять неблагоприятное воздействие хрома на здоровье.

Легочные раздражающие эффекты после вдыхания хромовой пыли могут включать

• астма,
• хронический бронхит,
• хроническое раздражение,
• хронический фарингит,
• хронический ринит,
• гиперемия и гиперемия,
• полипы верхних дыхательных путей,
• трахеобронхит и
• изъязвление слизистой оболочки носа с возможной перфорацией перегородки [Lindberg and Hedenstierna 1983; Даян и Пейн, 2001].

Рентгенологический анализ из нескольких отчетов выявил увеличение прикорневой области и лимфатических узлов [PHS 1953; Слюис-Кремер и дю Туа, 1968]. Были обнаружены устойчивые связи между занятостью в хромовой промышленности и значительным риском развития рака органов дыхания (см. Канцерогенные эффекты).

Сообщалось об отсроченной анафилактоидной реакции у рабочего-мужчины, подвергавшегося профессиональному воздействию паров хрома из ванн с триоксидом Cr(VI) и паров хрома при сварке нержавеющей стали. Последующая ингаляционная стимуляция хроматом натрия привела к реакции, включающей крапивницу с поздним началом, ангионевротический отек и бронхоспазм, сопровождающийся утроением уровня гистамина в плазме [Moller, Brooks и др.  1986].

Сообщалось о многих случаях повреждения слизистой оболочки носа (воспаление слизистой оболочки, изъязвление перегородки и перфорация перегородки) у рабочих, подвергшихся воздействию Cr(VI) на хромовых и кожевенных заводах [ATSDR 2000]. Исследование, проведенное в 1983 г. на 43 хромовых заводах в Швеции, где рабочие подвергались воздействию почти исключительно Cr(VI) кислоты, показало, что все рабочие с изъязвлениями или перфорациями слизистой оболочки носа периодически подвергались воздействию не менее 20 микрограммов на кубический метр (мкг/м³). ) при работе рядом с гальваническими ваннами (последний допустимый уровень воздействия на рабочем месте в США для хроматов и хромовой кислоты составляет 5 мкг/м³ в качестве потолка). Период воздействия на рабочих с изъязвлением слизистой оболочки носа варьировался от 5 месяцев до 10 лет [Lindberg and Hedenstierna 19].83]. Недавнее эпидемиологическое исследование рабочих в США показало, что среднее время от даты первого приема на работу до даты первого диагноза язвы носа составляло менее месяца; средняя концентрация Cr(VI) была аналогична концентрациям, указанным в шведском исследовании [Gibb, Lees et al.  2000].

Профессиональное воздействие Cr(III) также связано с респираторными эффектами. У одного мужчины развился кашель, свистящее дыхание и снижение форсированного объема после ингаляционного воздействия образца сульфата Cr(III) [Novey, Habib и др.  1983]. При обследовании 60 работников феррохромовой промышленности, подвергшихся воздействию Cr(III) и Cr(VI) (0,02-0,19 мг общего хрома/м³), проведенном в 1975 г. , было зарегистрировано значительно более частое появление субъективных симптомов кашля, свистящего дыхания и одышки по сравнению с с элементами управления. Однако из-за курения табака, которое нельзя исключить как мешающий фактор, усиление субъективных респираторных симптомов и снижение параметров легочной функции нельзя однозначно отнести к воздействию хрома [Langard S 1980].

Дыхательная система животных также является основной мишенью для ингаляционного воздействия хрома. Гистологическое исследование легочной ткани выявило изменения, представляющие собой легкое неспецифическое раздражение после воздействия 0,9 или 25 мг трихлорида Cr(III) в течение 30 минут [Henderson, Rebar et al.  1979].

Было проведено обширное эпидемиологическое обследование домохозяек, проживающих в районе Токио, Япония, где в 1919 году было обнаружено загрязнение хромовым шлаком на строительной площадке.73. Группа, подвергшаяся воздействию, сообщила о более высокой частоте субъективных жалоб на раздражение носа, чем контрольная группа, в первые годы исследования, но в последующие годы разница между двумя группами постепенно уменьшалась [ATSDR 2000].

Начало страницы

Было показано, что воздействие хрома на кожу вызывает раздражающий и аллергический контактный дерматит [Polak 1983; Брюнзел, Хеннипман и др.  1988]. Первичный раздражающий дерматит связан с прямыми цитотоксическими свойствами хрома, в то время как аллергический контактный дерматит представляет собой воспалительную реакцию, опосредованную иммунной системой. Аллергический контактный дерматит представляет собой клеточно-опосредованный иммунный ответ, который протекает в два этапа. На первом этапе (индукция) хром впитывается в кожу и запускает следующий этап – иммунный ответ (сенсибилизация). Сенсибилизированные люди будут проявлять реакцию аллергического дерматита при воздействии хрома выше порогового уровня [Polak 1983]. Локализованные эритематозные или везикулярные поражения в точках контакта или генерализованный экзематозный дерматит должны свидетельствовать о сенсибилизации [Lewis 2004].

Хромовый аллергический дерматит характеризуется симптомами

• сухости,
• эритема,
• трещины,
• папулы,
• масштабирование,
• мелких пузырька и
• опухоль [MacKie 1981; Адамс 1990].

Растворимость и рН, по-видимому, являются основными факторами, определяющими способность отдельных соединений хрома вызывать аллергическую реакцию [Polak, Turk и др.  1973; Фрегерт и Фрегерт, 1981]. Соединения Cr(III) с низкой растворимостью являются гораздо менее эффективными контактными аллергенами, чем Cr(VI) [Spruit, van Neer et al.  1966].

Проникновение под кожу вызывает безболезненные эрозивные изъязвления («хромовые отверстия») с замедленным заживлением. Они обычно возникают на пальцах, суставах и предплечьях. Характерная хромовая язва начинается в виде папулы, образуя язву с приподнятыми твердыми краями. Язвы могут проникать глубоко в мягкие ткани или становиться местом вторичной инфекции, но не известно, что они приводят к малигнизации [Deng, Fleeger и др.  1990; Геллер 2001; Льюис 2004; Медитекст 2005].

Кроме того, воздействие соединений Cr(VI) на рабочем месте связано с воздействием на кожу, носовую перегородку и барабанную перепонку [Gibb, Lees  et al.  2000].

Хром является одним из наиболее распространенных сенсибилизаторов кожи и часто оказывает сенсибилизирующее действие на кожу у населения. Возможным источником воздействия хрома являются свалки заводов по производству хрома, вызывающие местное загрязнение воздуха или воды.

Top of Page

Профессиональное воздействие соединений Cr(VI) в ряде отраслей связано с повышенным риском развития рака дыхательной системы [ATSDR 2000].

Baetjer был одним из первых, кто сделал обзор литературы, представленной до 1950 года, о возникновении рака у рабочих, подвергшихся воздействию хроматов [Baetjer 1950].

Первое эпидемиологическое исследование рабочих хроматного производства в США, которое продемонстрировало связь с раком легких, было проведено с участием 1445 рабочих семи заводов, занятых извлечением хроматов из руды 1930 по 1947 г. Процент смертности от рака органов дыхания составил 21,8%; ожидаемый процент составил 1,4% [Machle and Gregorius, 1948].

В другом ключевом эпидемиологическом исследовании с участием рабочих завода по производству хроматов, проработавших на заводе более 1 года с 1931 по 1949 год, процент смертей от рака легких составил 18,2%; ожидаемый процент составлял 1,2%. Для 332 рабочих, впервые принятых на работу с 1931 по 1937 год, процент смертей от рака легких был близок к 60% всех смертей от рака с латентным периодом примерно 30 лет [Mancuso 19].51; Манкузо 1975].

Исследования рабочих предприятий по производству хромовых пигментов, хромирования и феррохрома показали статистически значимую связь между воздействием Cr(VI) на рабочих и раком легких [Langard and Norseth 1975; Шеффет, Тинд и др.  1982; Френтцель-Бейме 1983; Лангард и Вигандер, 1983 г.; Дэвис 1984; АТСДР 2000].

В дополнение к раку легких ряд эпидемиологических исследований рабочих хроматных производств также показал значительно повышенный риск рака носа и придаточных пазух носа [ATSDR 2000].

На основании этих и других исследований Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировали вдыхаемый Cr(VI) как известный канцероген для человека [IARC 1990; АООС, 1998]. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определила, что Cr(VI) является канцерогеном для человека. Министерство здравоохранения и социальных служб (DHHS) установило, что соединения Cr(VI) вызывают рак у людей [ATSDR 2000].

Риск рака легких по отношению к уровням Cr(VI) в воздухе был проанализирован для работников химического производства хрома, и была обнаружена зависимость доза-реакция в том, что долгосрочные работники имели более высокий риск рака легких, чем краткосрочные работники [Hayes, Лилиенфельд и др.  1979]. Анализ риска рака легких предполагает потенциальный избыточный риск смерти от рака легких среди рабочих в США, подвергшихся ранее допустимому пределу воздействия (ПДК) для Cr(VI) в 52 мкг/м³ [Braver, Infante et al.  1985]. Более поздние исследования также выявили повышенный риск смерти от рака легких в результате профессионального воздействия соединений Cr(VI) [Gibb, Lees et al.  2000; Парк, Бена и др.  2004].

Стратифицированный анализ смертности от рака легких показал тенденцию к увеличению смертности при более высоких кумулятивных уровнях воздействия. Анализы, стратифицированные по продолжительности работы и времени, прошедшему с момента первого воздействия, указывают на согласованность результатов среди тех, кто работал дольше всего и с наибольшим временем, прошедшим с момента первого воздействия. Последнее предполагает латентный период примерно 20-35 лет, что согласуется с другими исследованиями [Luippold, Mundt и др.  2003].

Канцерогенность, по-видимому, связана с вдыханием менее растворимых/нерастворимых соединений Cr(VI). Токсикология Cr(VI) не связана с элементарной формой. Он сильно различается среди самых разных соединений Cr(VI) [Katz and Salem 1993].

Эпидемиологические данные убедительно указывают на Cr(VI) как агент канцерогенеза. Растворимость и другие характеристики хрома, такие как размер, кристаллическая модификация, поверхностный заряд и способность к фагоцитированию, соединения могут иметь важное значение для определения риска развития рака [Norseth 19].81; Лангард 1983; Гад 1989].

В дополнение к профессиональным исследованиям было проведено ретроспективное экологическое эпидемиологическое исследование среди жителей округа в Швеции, где расположены два предприятия по производству феррохромовых сплавов. Не было обнаружено никаких указаний на то, что проживание рядом с этими предприятиями связано с повышенным риском рака легких [Axelsson, Rylander et al.  1980].

Ряд исследований хронического вдыхания свидетельствует о том, что Cr(VI) является канцерогенным для животных [ATSDR 2000].

Не существует доказательств того, что Cr(III) может вызывать рак у животных или людей [IARC 1990; АООС, 1998].

Механизм канцерогенности, индуцированной Cr(VI)

Механизм(ы) канцерогенности, индуцированной Cr(VI), до конца не ясен. Токсичность хрома внутри клетки может быть вызвана повреждением клеточных компонентов во время процесса восстановления шестивалентного хрома в трехвалентное образованием свободных радикалов, включая повреждение ДНК [ATSDR 2000]. Недавние исследования указывают на биологическую значимость неокислительных механизмов канцерогенеза Cr(VI) [Житкович, Песня и др. 2001].

Начало страницы

Сообщалось о воздействии на почки после вдыхания или перорального воздействия соединений Cr(VI).

Несмотря на то, что у работников, работающих с хромом, было отмечено повреждение клубочков, преобладающее повреждение почек является канальцевым, при этом низкие дозы действуют конкретно на проксимальные извитые канальцы. Повреждение мембраны щеточной каймы является признаком хроматной нефропатии [Kirschbaum, Sprinkel et al.  1981]. Тяжелое отравление может привести к острому канальцевому некрозу и острой почечной недостаточности [Sharma, Singhal и др.  1978]. Хроническое воздействие низких доз Cr(VI) обычно приводит только к преходящим почечным эффектам. Повышенные уровни β2-микроглобулина в моче (индикатор повреждения почечных канальцев) были обнаружены у пациентов с хромированными пластинами, и более высокие уровни обычно наблюдались у молодых людей, подвергшихся воздействию более высоких концентраций Cr(VI) [Lindberg and Vesterberg 1983]. Чувствительные иммунохимические методы измерения специфических белков в моче использовались для раннего выявления повреждения почек, возможный порог был указан при уровнях воздействия, дающих 15 мкг/г креатинина в моче [Franchini and Mutti 19]. 88].

Профессиональное воздействие Cr(III), по-видимому, не связано с почечными эффектами (ATSDR 2000). У 236 рабочих, занятых в производстве феррохрома, не было обнаружено нарушений функции почек, основанных на альбумине в моче, ретинол-связывающем белке и антигенах почечных канальцев. [Foa, Riboldi  et al.  1988]. Сообщалось, что

Cr(VI) вызывает тяжелые поражения печени у четырех из пяти рабочих, подвергшихся воздействию триоксида хрома в хромовой промышленности. клетки, некроз, лимфоцитарная и гистоцитарная инфильтрация и увеличение клеток Купфера [Pascale, Waldstein и др.  1952].

Также сообщалось о случаях поражения печени после перорального воздействия соединений Cr(VI). Сообщалось о повышенных уровнях печеночных ферментов при приеме внутрь 150 мл раствора, содержащего 22,5 г дихрома калия. [Kolaciski, Kostrzewski et al.  1999] Гепатомегалия [Michie, Hayhurst et al.  1991; Мирт, Эллис и др.  1994] и печеночной недостаточности [Loubieres, de Lassence et al.  1999; Штифт, Фридл и др.  2000] также отмечены при острых отравлениях.

Не было обнаружено, что воздействие Cr(III) оказывает какое-либо воздействие на печень у рабочих, занятых на двух заводах, производящих оксид Cr(III) или сульфат Cr(III) [Korallus, Ehrlicher  et al. 1974b].

Начало страницы

При обследовании 97 рабочих хромового завода, подвергшихся воздействию смеси нерастворимой хромитовой руды, содержащей Cr(III) и растворимый Cr(VI) в виде хромата и дихромата натрия, рентгенография желудочно-кишечного тракта показала, что 10 рабочих образовались язвы, из них у шести был гипертрофический гастрит. Почти все рабочие во время работы дышали через рот и проглатывали хроматную пыль, тем самым непосредственно обнажая слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта [Mancuso 19].51]. Однако в большинстве предыдущих исследований, в которых сообщалось о желудочно-кишечных эффектах, рабочих не сравнивали с соответствующими контрольными группами.

Также сообщалось о случаях желудочно-кишечных эффектов после перорального воздействия соединений Cr(VI). В одном исследовании 14-летний мальчик, который умер после приема внутрь 7,5 мг Cr(VI)/кг в виде дихромата калия, перед смертью испытал боль в животе и рвоту. Вскрытие выявило язву желудочно-кишечного тракта [Kaufman, DiNicola et al. 1970]. В другом исследовании 44-летний мужчина умер от желудочно-кишечного кровотечения после приема внутрь 4,1 мг Cr(VI)/кг в виде раствора хромовой кислоты [Saryan and Reedy 19].88].

Сообщения о случаях смерти людей после приема внутрь соединений Cr(VI) описывают сердечно-сосудистые эффекты как часть последствий, ведущих к смерти.

22-месячный мальчик, который проглотил неизвестное количество дихромата натрия, умер от остановки сердца и легких. На вскрытии выявлены ранние гипоксические изменения в миокарде [Ellis, Brouhard et al.  1982]. У 35-летней женщины развился сердечно-сосудистый коллапс и шок в течение нескольких часов после приема внутрь 50 мл хромовой кислоты [Loubieres, de Lassence и др.  1999]. Женщина проглотила 400 мл раствора для дубления кожи, содержащего 48 граммов основного сульфата хрома (CrOHSO4). Больной умер от кардиогенного шока, осложнившегося панкреатитом, некрозом слизистой оболочки кишечника и кровоизлиянием [van Heerden, Jenkins et al.  1994]. У 33-летнего мужчины развилась гипотензия, желудочковые аритмии, тяжелая дыхательная недостаточность и метаболический ацидоз после приема внутрь неизвестного количества жидкого консерванта для древесины, содержащего триоксид хрома, пятиокись мышьяка и оксид меди [Hay, Derazon и др.  2000].

Начало страницы

Сообщалось о случаях гематологических эффектов у людей после приема летальных или сублетальных доз соединений Cr(VI). У 18-летней женщины, принявшей несколько граммов дихромата калия, через 4 дня после приема было обнаружено снижение содержания гемоглобина и гематокрита, а также повышение общего количества лейкоцитов, количества ретикулоцитов и гемоглобина плазмы. Эти эффекты указывали на внутрисосудистый гемолиз [Sharma, Singhal et al. 1978].

Лабораторный анализ женщины 35 лет, умершей через 12 часов после приема 50 мл чистой хромовой кислоты [25 г Cr(VI)], выявил анемию (гемоглобин 56 г/л, гематокрит 17 процентов) и тромбоцитопению [ Лубьер, де Лассен и др. 1999].

Одно исследование показало, что жены сварщиков нержавеющей стали подвержены более высокому риску самопроизвольных абортов [Bonde, Olsen et al.  1992]. В более позднем исследовании [Hjollund, Bonde et al.  1995], однако эти выводы не подтвердились. Не было обнаружено никаких данных о неблагоприятном влиянии хрома на развитие человека.

Несколько исследований на животных свидетельствуют о том, что Cr(VI) после перорального воздействия оказывает токсическое воздействие на развитие крыс и мышей [ATSDR 2000]. Побочные эффекты развития у животных включают более высокую частоту постимплантационных потерь, снижение массы тела плода, уменьшение окостенения и уменьшение числа живых плодов.

К началу страницы

Механизм хром-индуцированной генотоксичности до конца не изучен.

В одном эксперименте Cr(VI) плюс глутатион индуцировали повреждение ДНК in vitro, тогда как Cr(III) с глутатионом или без него этого не делал. Хром, по-видимому, оказывает свои генетические эффекты, связываясь непосредственно с ДНК. Он может образовывать стабильные комплексы ДНК-хром, разрывы цепей ДНК, перекрестные связи ДНК-ДНК и перекрестные связи ДНК-белок. Активными частицами для связывания ДНК, по-видимому, являются трехвалентные формы [De Flora, Bagnasco и др.  1990; Коэн, Каргацин и др.  1993; Медитекст 2005].

В недавнем клиническом исследовании сообщалось о сильном окислительном повреждении ДНК в образцах мочи пациента, который проглотил от 2 до 3 граммов дихромата калия при попытке самоубийства [Hantson, Van Caenegem et al.  2005]. Другое исследование показало участие пути окислительного повреждения в механизме токсичности хрома у лиц, подвергающихся профессиональному воздействию [Goulart, Batoreu et al.  2005].

Соединения Cr(VI) явно обладают мутагенными свойствами в большинстве экспериментальных ситуаций [De Flora, Bagnasco et al.  1990; Коэн, Каргацин и др. 1993]. Это вызвало хромосомные аберрации в клетках млекопитающих и было связано с повышенной частотой хромосомных аберраций в лимфоцитах у рабочих, производящих хромат. Увеличение обмена сестринских хроматид наблюдалось в лимфоцитах рабочих, подвергшихся воздействию хромовой, кобальтовой и никелевой пыли [WHO 1990; Медитекст 2005].

На заводе по хромированию, где плохая вытяжка приводила к чрезмерно высокой концентрации паров триоксида хрома, рабочие испытывали головокружение, головную боль и слабость при работе над резервуарами для хромата [Lieberman 1941].

Эрозия и обесцвечивание зубов могут возникать при воздействии соединений Cr(VI). Кроме того, у рабочих, подвергавшихся воздействию высоких концентраций Cr(VI) в воздухе, были зарегистрированы папилломы полости рта и гортани [Hathaway, Proctor et al.  1996].

Серьезное повреждение роговицы может возникнуть в результате контакта глаз с твердыми или концентрированными растворами хромовой кислоты и других соединений Cr(VI) [Grant 1993].

К началу страницы

• При вдыхании соединения хрома раздражают дыхательные пути и могут вызывать легочную сенсибилизацию.
• Хроническое вдыхание соединений Cr(VI) увеличивает риск рака легких, носа и носовых пазух.
• В результате контакта с соединениями Cr(VI) могут возникнуть тяжелые дерматиты и, как правило, безболезненные кожные язвы.
• Соединения хрома могут быть как сенсибилизаторами, так и раздражителями.
• DHHS, EPA, ВОЗ и IARC признали Cr(VI) канцерогеном для человека.
• Профессиональное воздействие соединений Cr(VI) в ряде отраслей связано с повышенным риском развития рака органов дыхания.
• Латентный период Cr(VI)-индуцированного рака легких может превышать 20 лет.
• Некоторые исследования показали, что после хронического воздействия низких доз Cr(VI) может возникнуть обратимое повреждение почечных канальцев.
• Профессиональное воздействие Cr(III), по-видимому, не связано с почечными эффектами.
Соединения
• Cr(VI) могут вызывать нарушения функции печени от легкой до тяжелой степени.
• Некоторые соединения Cr(VI), такие как дихромат калия и триоксид хрома, являются едкими и раздражающими слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта.
• Проглатывание смертельной дозы хромата может привести к сердечно-сосудистому коллапсу.
• Пероральное воздействие соединений Cr(VI) может привести к гематологической токсичности.
• Потенциальные репродуктивные эффекты хрома у людей не были должным образом исследованы.
• Данные показывают, что соединения Cr(VI) оказывают тератогенное действие на животных.
Соединения
• Cr(VI) вызывали повреждение ДНК, мутацию генов, обмен сестринскими хроматидами, хромосомные аберрации в ряде мишеней, включая клетки животных in vivo , а также клетки животных и человека in vitro.

К началу страницы

Шестивалентный хром – воздействие на здоровье

1. Вопросы безопасности и охраны здоровья
2. Шестивалентный хром

Шестивалентный хром

Воздействие на здоровье

Неблагоприятные последствия для здоровья, связанные с воздействием Cr(VI), включают профессиональную астму, раздражение и повреждение глаз, перфорацию барабанных перепонок, раздражение дыхательных путей, повреждение почек, повреждение печени, застой и отек легких, боль в верхней части живота, боль в носу раздражение и повреждение, рак дыхательных путей, раздражение кожи, эрозия и обесцвечивание зубов. У некоторых рабочих также может развиться кожная аллергическая реакция, называемая аллергическим контактным дерматитом. Это происходит при работе с жидкостями или твердыми веществами, содержащими Cr(VI), такими как портландцемент. Аллергический контактный дерматит является длительным и более тяжелым при повторном воздействии на кожу. Кроме того, контакт с неповрежденной кожей может привести к изъязвлению кожи, иногда называемому хромовыми язвами. Хромовые язвы представляют собой покрытые коркой безболезненные поражения, представляющие собой ямчатые язвы, покрытые жидкостью.

Общий

• Воздействие шестивалентного хрома на здоровье. Информационный бюллетень OSHA (июль 2006 г.). Предоставляет краткий список промышленных источников, симптомов и последствий для здоровья от воздействия шестивалентного хрома, а также требования OSHA по защите сотрудников.
• ToxFAQ для Chromium. Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) (сентябрь 2008 г.). Отвечает на наиболее часто задаваемые вопросы о здоровье о хроме.
• Токсикологический профиль хрома. Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) (сентябрь 2008 г.). Характеризует информацию о токсикологическом и неблагоприятном воздействии на здоровье хрома и соединений хрома.
• Заявление общественного здравоохранения о хроме. Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) (сентябрь 2000 г.). Описывает хром и его воздействие на человека.
• Хром (VI) (CASRN 18540-29-9). Агентство по охране окружающей среды (EPA), Интегрированная система информации о рисках (IRIS) (сентябрь 1998 г.). Перечисляет последствия для здоровья человека, которые могут возникнуть в результате воздействия различных веществ, находящихся в окружающей среде.
• Токсикологический обзор шестивалентного хрома. Агентство по охране окружающей среды (EPA), Химическая реферативная служба (CAS) № 18540-29-9 (август 1998 г.). Обеспечивает научную поддержку и обоснование идентификации опасностей и оценки зависимости доза-реакция в интегрированной системе информации о рисках (IRIS) в отношении хронического воздействия шестивалентного хрома.

Рак

Все соединения шестивалентного хрома считаются канцерогенными для рабочих. Риск развития рака легких, носа и носовых пазух увеличивается с увеличением количества вдыхаемого шестивалентного хрома и продолжительностью воздействия на работника. Исследования рабочих в производстве хроматов, хроматных пигментов и хромовых гальванопокрытий, работавших до XIX в.80-е годы показывают повышенный уровень смертности от рака легких. Некоторые соединения шестивалентного хрома вызывали рак легких у животных, которым эти соединения помещали непосредственно в легкие.

• Гибб Х.Дж. и др. «Рак легких у рабочих хромохимического производства». Американский журнал промышленной медицины ( AJIM ) 38.2 (7 июля 2000 г.): 115-126. Описано исследование заболеваемости раком легких среди рабочих хромохимического производства.
• Отчет о канцерогенах (RoC). Министерство здравоохранения и социальных служб США (DHHS), Национальная программа по токсикологии (NTP). Выявляет и обсуждает агенты, вещества, смеси или обстоятельства воздействия, которые могут представлять опасность для здоровья из-за их канцерогенности. Перечень веществ в RoC указывает только на потенциальную опасность и не устанавливает условия воздействия, которые могут представлять риск рака для людей .
  • Соединения шестивалентного хрома. Объясняет канцерогенность, свойства, использование, производство, воздействие и правила, касающиеся соединений шестивалентного хрома.

Глаза

Прямой контакт с хромовой кислотой или хроматной пылью может привести к необратимому повреждению глаз. Избегайте попадания в глаза пыли, паров, дыма, жидкостей, туманов и аэрозолей, содержащих шестивалентный хром.

Дыхательные пути

Шестивалентный хром может раздражать нос, горло и легкие. Повторяющееся или продолжительное воздействие может повредить слизистые оболочки носовых ходов и привести к язвам. В тяжелых случаях воздействие вызывает перфорацию перегородки (стенки, разделяющей носовые ходы). У некоторых сотрудников возникает аллергия на шестивалентный хром, так что вдыхание хроматных соединений может вызвать симптомы астмы, такие как свистящее дыхание и одышка.

Кожа

Длительный контакт с кожей может привести к дерматиту и кожным язвам. У некоторых рабочих развивается аллергическая сенсибилизация к хрому. У сенсибилизированных рабочих контакт даже с небольшими количествами может вызвать серьезную кожную сыпь.

• Предотвращение проблем с кожей при работе с портландцементом. Руководство OSHA (февраль 2008 г.). Предоставляет информацию о стойкой кожной сыпи, вызванной следовыми количествами шестивалентного хрома, присутствующего в портландцементе. Сообщалось, что контакт кожи при работе с влажным портландцементом может привести к аллергическим и раздражающим формам дерматита.
• Практическое руководство по защите кожи. Электронная библиотека по охране труда в строительстве (elcosh), (2000). Включает иллюстрации сухой кожи, раздражающего контактного дерматита (ICD), аллергического контактного дерматита (ACD) и цементных ожогов.