| В В | В |
Моят SciELO
Персонализирани услуги
Списание
- SciELO Analytics
- Google Scholar H5M5 ()
Член
- Испански (pdf)
- Статия в XML
- Препратки към статии
Как да цитирам тази статия - SciELO Analytics
- Автоматичен превод
- Изпратете статия по имейл
Индикатори
- Цитирано от SciELO
- Достъп
Свързани връзки
- Цитирано от Google
- Подобно в SciELO
- Подобно в Google
Дял
Нефрология (Мадрид)
версия В он-лайн версия ISSN 1989-2284 версия В отпечатана версия ISSN 0211-6995
Нефрология (Madr.) В том 32В №3В КантабрияВ В 2012
КРАТКИ ПРЕГЛЕДИ
Околна среда и бъбреци: Нефротоксичност на тежки метали
Бъбречно здраве и околна среда: нефротоксичност на тежки метали
Ернесто Сабат 1, М. Лудивина Роблес-Осорио 2
Понастоящем признаваме, че токсините от околната среда като кадмий, олово и арсен играят важна роля в развитието на хронична бъбречна недостатъчност. Епидемиологичните проучвания показват силна връзка между излагането на тези метали и наличието на хронично увреждане на бъбреците. Физиопатологичните механизми зад металумицираното увреждане на бъбреците са сложни и някои аспекти на техния метаболизъм и механизми на увреждане остават неизвестни. Този преглед има за цел да анализира физиопатологичните механизми на бъбречно увреждане, дължащо се на кадмий, олово и арсен.
Ключови думи: Кадмий, олово, арсен.
Въведение
Целта на този преглед е да анализира епидемиологията, физиопатологията и клиничните прояви на нефротоксичност, свързани с тези метали.
Абсорбция и метаболизъм на двувалентни метали
Тежките метали се метаболизират в черния дроб, където се свързват с протеини с ниско молекулно тегло (
Нефротоксичност на кадмий
Епидемиология
J¤¤rup et al. 11 са изследвали 1021 души и са показали, че разпространението на намирането на маркера на тубуларно увреждане α1-микроглобулин е значително по-високо при тези с екскреция на Cd с урината във високи нормални граници (отношение на шансовете [ИЛИ]: 6, 95% доверителен интервал [CI]: 1,6-22). Noonan et al. 12 демонстрира същата връзка между високите нормални нива на Cd в урината и наличието на тубуларни маркери за увреждане NAG (N-ацетил-β-D-глюкозаминидаза) и аланин аминопептидаза. Досега в литературата няма съобщения за ефектите на Cd върху прогресията на хроничното увреждане на бъбреците, въпреки че Hellstrom et al. 13 в проучване, проведено в Швеция, демонстрира по-висока честота на пациенти на диализа (OR: 18, 95% CI: 1,3-2,3) при хора с излагане на Cd спрямо тези, които не са изложени.
Патофизиология
Cd в храната се намира свързан с металотионин и фитохелатинови протеини (фитохелатините се намесват във вакуолното задържане на тежки метали в зеленчуците), които се разграждат от стомашните сокове, освобождавайки Cd за чревна абсорбция от DMT-транспортери. 1 и ZIP-8 17,18 .
В обращение той се свързва с албумин и се транспортира до черния дроб, където се свързва с глутатион (GSH) и металотиоин-1 (MT1). Комплексът Cd-MT1 се секретира в жлъчката и впоследствие се реабсорбира в кръвта чрез ентерохепаталната циркулация. Cd-MT1 е комплекс с ниско молекулно тегло (19 .
Само 10% от филтрирания Cd се реабсорбира в дисталните нефронови сегменти и е възможно хиперкалциуричният ефект на Cd да е следствие от инхибирането на активността на калциевите канали в дисталния канал 23 .
Фигура 1. Физиопатологични механизми на кадмиево нараняване на бъбреците
DMT-1: двувалентен метален транспортер-1; MT: металотионеин.
Клинични проявления
Основните ефекти на хроничното отравяне с Cd са увреждане на бъбреците, деминерализация на костите, артериална хипертония, промени в белодробната функция главно от обструктивен тип и различни видове рак (пикочен мехур, бял дроб).
Измерването на Cd в кръвта отразява остра експозиция, докато измерването на урината отразява бъбречната концентрация на това съединение и е полезно за оценка на хроничната експозиция 29 .
Превенцията е най-важният фактор за управление на експозицията на този метал, тъй като няма ефективно лечение за тази токсичност.
Нефротоксичност на оловото
Епидемиология
Първият докладван случай на нефротоксичност, свързан с Pb, е описан през 19 век и оттогава излагането на високи концентрации на Pb се счита за рисков фактор за развитието на артериална хипертония и бъбречно увреждане. Въпреки това, едва при последните проучвания беше признато, че излагането на дози, считани дори за „нормални“, има пряк ефект върху бъбречната функция и повишен риск от сърдечно-съдова заболеваемост 31 .
Menke и сътр. 32, въз основа на резултатите, получени от NHANES III и с 12-годишно проследяване на популацията, те показват, че колкото по-висока е концентрацията на Pb, толкова по-висока е смъртността, главно от сърдечно-съдовата етиология.
Има противоречия относно това кои трябва да се разглеждат като максимални нетоксични нива на Pb в кръвта и урината, тъй като има все повече доказателства, че нивата, считани преди за нетоксични, са свързани с по-висока заболеваемост и смъртност сред общата популация .
Патофизиология
Фигура 2. Патофизиологични механизми на бъбречно оловно нараняване
cGMP: цикличен гуанозин монофосфат; NFκβ: ядрен транскрипционен фактор-kβ.
Pb индуцира активиране на ядрения транскрипционен фактор-кβ, активирането на интрареналната ренин-ангиотензинова система и привличането на макрофаги, което генерира възпалителен процес в бъбречния интерстициум, който може да участва в развитието на увреждане на тубулоинтерстициума и в артериалното хипертония 39 .
Клинични проявления
Острото излагане на високи дози Pb може да причини увреждане на TCP, което клинично се проявява като аминоацидурия, глюкозурия и хиперфосфатурия. Други клинични прояви са хемолитична анемия, остри пристъпи на подагра, силна коремна болка («отравяне с олово») и енцефалопатия 43 .
Няма адекватно лечение за намаляване на повишените нива на Pb в кръвта, но хелатиращото лечение с EDTA (1 g в 200 ml 0,9% физиологичен разтвор, прилаган седмично в продължение на три месеца) помага за намаляване на токсичността от това съединение. Превенцията чрез намаляване на излагането на този метал е най-добрият начин да се избегнат високи нива в кръвта 35 .
Епидемиология
Причинната връзка на Ace и образуването на тумори в кожата, белия дроб, пикочния мехур, черния дроб и бъбреците е широко описана; някои епидемиологични проучвания показват връзка на излагането на високи нива на As с повишен сърдечно-съдов риск и захарен диабет. Проучванията, проведени в райони с ниска до умерена експозиция, не показват категорично тази връзка.
Досега в литературата има малко съобщения за ефектите на As върху бъбречната функция при отворената популация. Hsueh и сътр. 47 проучени 125 души с GFR 2 = 0,04, p ≤ 0,001); Meliker et al. 48 показват, че при пациенти с нарушена бъбречна функция по-високите концентрации на As са свързани с по-висока смъртност (OR: 1.11, 95% CI: 1.09-1.13).
Патофизиология
Засега в литературата няма достатъчно информация за клиничните прояви на отравяне с As в бъбреците, но вероятно е да се прояви чрез доказателства за тубулни увреждания, като нискомолекулна протеинурия, аминоацидурия, глюкозурия и фосфатурия, както и като прогресивно влошаване на бъбречната функция 52 .
Заключение
Библиографски справки
1. Edwards JR, Prozialeck. Кадмий, диабет и хронични бъбречни заболявания. Toxicol Appl Pharmacol 2009; 238: 289-93. [Връзки]
2. MD Garrick, Dolan KG, Horbinsky C, Ghio AJ, Higgins D, Porubcin M, et al. DMT1: Транспортер за бозайници за множество метали. Биометали 2003; 16: 41-54. [Връзки]
3. Bradmann A, Eskenazi B, Sutton P. Недостигът на желязо, свързан с по-високо олово в кръвта при деца, живеещи в замърсена среда. Environment Health Perspect 2001; 109: 1079-84. [Връзки]
4. Bannon DI, Abounader R, Lees PS, Bressler JP. Ефект от нокдаун на DMT1 върху усвояването на желязо, кадмий и олово в клетките Caco-2. Am J Physiol Cell Physiol 2003; 284: C44-50. [Връзки]
5. Sabolic I, Breljak D, Karica MS, Herak-Kramberger. Роля на металотионеин в кадмиевия трафик и токсичност в бъбреците и други органи на бозайници. Биометали 2010; 23: 897-926. [Връзки]
6. Liu Y, Liu J, CD от Klaassen. Мишките с нулеви металотиоин и див тип показват подобна абсорбция и разпределение на кадмий след перорално приложение на кадмий. Toxicol Appl Pharmacol 2001; 175: 253-9. [Връзки]
7. Тъкър П. Агенция за токсични вещества и регистър на болестите (ATSDR). Казуси в медицината на околната среда: кадмиева токсичност 2008: 10-44. Достъпно на: www.atsdr.cdc.gov/csem/cadmium/ [Достъп: 25 юни 2010 г.] [Връзки]
8. Emmerson BT. Болест "Ouch-Ouch": остеомалация на кадмиевата нефропатия. Ann Intern Med 1970; 73: 854-5. [Връзки]
9. Adams RG, Harrison JF, Scott P. Развитието на индуцирана от кадмий протеинурия, нарушена бъбречна функция и остеомалация при работници с алкални батерии. Q J Med 1969; 38: 425-43. [Връзки]
10. Lauwerys RR, Bernard AM, Buchet JP, Roels HA. Оценка на въздействието върху здравето на излагането на кадмий върху околната среда: принос на епидемиологичните проучвания, проведени в Белгия. Environment Res 1993; 62: 200-6. [Връзки]
12. Noonan C, Sarasua S, Campagna D, Kathman SJ, Lybarger JA, Mueller PW. Ефекти от излагането на ниски нива на кадмий в околната среда върху бъбречните биомаркери. Environment Health Perspect 2002; 110: 151-5. [Връзки]
13. Hellstr¶m L, Elinder CG, Dahlberg B, Lundberg M, J¤¤rup L, Persson B, et al. Излагане на кадмий и краен стадий на бъбречно заболяване. Am J Kidney Dis 2001; 38: 1001-8. [Връзки]
14. Schwartz GG, Yasova DI, Ivanova A. Кадмий в урината, нарушена глюкоза на гладно и диабет в NHANES III. Диабетна грижа 2003; 26: 468-470. [Връзки]
15. Menke A, Muntner P, Silbergeld E, Platz E, Guallar E. Нива на кадмий в урината и смъртност сред САЩ възрастни. Environment Health Perspect 2009; 117: 190-6. [Връзки]
16. Gallagher CM, Meliker JR. Кръв и урина кадмий, кръвно налягане и хипертония: систематичен преглед и мата-анализ. Environment Health Perspect 2010; 118: 1676-84. [Връзки]
17. Fujishiro H, Okugaki S, Kubota K, Fujiyama T, Himeno S. Ролята на ZIP8 регулирането надолу в устойчиви на кадмий металотиоин-нулеви клетки. J Appl Toxicol 2009; 29: 367-73. [Връзки]
19. Klassen RB, Crenshaw K, Kozyraki R, Verroust PJ, Tio L, Atrian S, et al. Мегалинът медиира бъбречното поемане на тежки метални металотиоинови комплекси. Am J Physiol Renal Physiol 2004; 287: F393-403. [Връзки]
20. Olivi L, Sisk J, Bressler J. Участие на DMT1 в усвояването на Cd в MDCK клетки: роля на протеин киназа C. Am J Physiol Cell Physiol 2001; 281: C793-800. [Връзки]
21. Hirano S, Sun X, DeGuzman C, Ransom R, MacLeish K, Smoyer WE, et al. p38 MAPK/HSP25 сигнализирането медиира индуцирана от кадмий контракция на мезангиални клетки и бъбречни гломерули. Am J Physiol Renal Physiol 2005; 288: F1133-43. [Връзки]
22. Gunawardana CG, Martinez RE, Xiao W, Templeton DM. Кадмият инхибира както вътрешните, така и външните апоптотични пътища в бъбречните мезангиални клетки. Am J Physiol Renal Physiol 2006; 290: F1074-82. [Връзки]
23. Barbier O, Jacquillet M, Tauc M, Poujeol P, Cougnon M. Остро проучване на взаимодействието между транспорта на кадмий, калций и цинк по нефроновия плъх in vivo. Am J Physiol Renal Physiol 2004; 287: F1067-75. [Връзки]
24. CD Klaassen, Liu J, Diwan BA. Защита на металотионеин от токсичност на кадмий. Toxicol Appl Pharmacol 2009; 238: 215-20. [Връзки]
25. Jacquillet G, Barbier O, Rubera I, Tauc M, Borderie A, Namorado MC, et al. Кадмият причинява забавени ефекти върху бъбречната функция при потомството на заразени с кадмий бременни женски плъхове. Am J Physiol Renal Physiol 2007; 293: F1450-60. [Връзки]
26. Prozialeck WC, Vaidya VS, Liu J, Waalkes MP, Edwards JR, Lamar PC, et al. Молекула на увреждане на бъбреците-1 е ранен биомаркер на кадмиевата нефротоксичност. Bidney Int 2007; 72: 985-93. [Връзки]
27. Hotz P, Buchet JP, Bernard A, Lison D, Lauwerys R. Бъбречни ефекти от ниско ниво на експозиция на кадмий в околната среда: 5-годишно проследяване на подкохорта от проучването Cadmibel. Lancet 1999; 354: 1508-13. [Връзки]
28. Nordberg G, Chen L, Lei L, Jin T, Nordberg M. Плазмени металотионеинови антитела, кадмий в урината и бъбречна дисфункция при китайска диабетна популация тип 2. Диабетна грижа 2006; 29: 2682-87. [Връзки]
29. Bernard A. Кадмий и неговите неблагоприятни ефекти върху човешкото здраве. Indian J Med Res 2008; 128: 557-64. [Връзки]
30. Meyer P, Brown MJ, Falk H. Глобален подход за намаляване на експозицията на олово и отравяне. Mutat Res 2008; 659: 166-75. [Връзки]
31. Ekong EB, Jaar BG, Weaver VM. Нефротоксичност, свързана с олово: Преглед на епидемиологичните доказателства. Bidney Int 2006; 70: 2074-84. [Връзки]
32. Menke A, Muntner P, Batuman V, Sibergeld E, Guallar E. Олово в кръвта под 10 μg/dl и смъртност сред възрастни в САЩ. Тираж 2006; 114: 1388-94. [Връзки]
33. Muntner P, He J, Vupputuri S, Coresh J, Batuman V. Кръвно олово и хронично бъбречно заболяване в общото население на САЩ: резултати от NHANES III. Kidney Int 2003; 63: 1044-50. [Връзки]
34. Lin JL, Lin-Tan DT, Hsu KH, Yu CC. Излагане на олово в околната среда и прогресиране на хронични бъбречни заболявания при пациенти без диабет. N Engl J Med 2003; 348: 277-86. [Връзки]
35. Tan DT, Lin JL, Yen TH, Chen KH, Huang YL. Дългосрочен резултат от повтаряща се оловно хелатотерапия при прогресиращи недиабетни хронични бъбречни заболявания. Нефрол Dial Transplant 2007; 22: 2924-31. [Връзки]
36. Wang L, Wang H, Hu M, Cao J, Chen D, Liu Z. Оксидативен стрес и апоптотични промени в първичните култури на проксимални тубуларни клетки на плъхове, изложени на олово. Arch Toxicol 2009; 83: 417-27. [Връзки]
37. Chiu TY, Teng HC, Huang PC, Kao FJ, Yang DM. Доминираща роля на Orai1 със STIM1 върху цитозолното навлизане и цитотоксичността на оловните йони. Toxicol Lett 2009; 110: 353-62. [Връзки]
38. Handlogten M, Shiraishi N, Awata H, Huang C, Tyler-Miller R. Извънклетъчният Ca2-сензорен рецептор е смесен двувалентен катионен сензор, който реагира на олово. Am J Physiol Renal Physiol 2000; 279: F1083-91. [Връзки]
39. Bravo Y, Quiroz Y, Ferrebuz A, Vaziri N, Rodríguez-Iturbe B. Приложението на микофенолат мофетил намалява бъбречното възпаление, оксидативния стрес и артериалното налягане при плъхове с индуцирана от олово хипертония. Am J Physiol Renal Physiol 2007; 293: F616-23. [Връзки]
40. Vaziri N. Механизми на оловно-индуцирана хипертония и сърдечно-съдови заболявания. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2008; 295: H454-65. [Връзки]
42. Ni Z, Hou S, Barton C, Vaziri N. Излагането на олово повишава супероксида и водородния пероксид в човешките ендотелни и съдови клетки на гладката мускулатура. Bidney Int 2004; 66: 2329-36. [Връзки]
43. Bennett W. Оловна нефропатия. Bidney Int 1985; 28: 212-20. [Връзки]
44. Lin JL, Yu CC, Lin-Tan D, Ho HH. Водеща хелатотерапия и екскреция на урат при пациенти с хронични бъбречни заболявания и подагра. Kidney Int 2001; 60: 266-71. [Връзки]
45. Potula V, Henderson A, Kaye W. Калциотропни хормони, костен обмен и излагане на олово сред работниците от желудото. Arch Environ Occup Health 2005; 60: 195-204. [Връзки]
46. Mahmudur-Rahman R, Ng JC, Naidu R. Хронично излагане на арсен чрез питейна вода и неговото неблагоприятно въздействие върху здравето върху хората. Environment Geochem Health 2009; 31: 189-200. [Връзки]
47. Hsueh YM, Chung CJ, Shiue HS, Chen JB, Chiang SS, Yang MH, et al. Видове арсен в урината и ХБН в тайванска популация: Проучване за контрол на случая. Am J Kidney Dis 2009; 54: 859-70. [Връзки]
48. Meliker JR, Wahl RL, Cameron LL. Арсен в питейната вода и мозъчно-съдови заболявания, захарен диабет и бъбречни заболявания в Мичиган: стандартизиран анализ на съотношението на смъртността. Environment Health 2007; 6: 4-10. [Връзки]
49. Томас Д. Разгадаване на връзките арсен-глутатион. Toxicol Sci 2009; 107: 309-11. [Връзки]
50. Carbrey JM, Song L, Zhou Y, Yoshinaga M, Rojek A. Намален клирънс на арсен и повишена токсичност при мишки с акваглицеропорин-9-нул. Proc Natl Acad Sci USA 2009; 106: 15956-60. [Връзки]
51. Lee TC, Ho IC, Lu WJ, Huang JD. Подобрена експресия на свързан с множество лекарства резистентност протеин 2 и намалена експресия на акваглицеропорин-3 в резистентна на арсен човешка клетъчна линия. J Biol Chem 2006; 281: 18401-7. [Връзки]
52. Huang M, Choiu SJ, Kim DW, Kim NY, Park CH, Yu SD, et al. Оценка на риска от ниско ниво на кадмий и арсен върху бъбреците. J Toxicol Environment Health A 2009; 72: 1493-8. [Връзки]
Изпратено за преглед: 6 април 2011 г.
Прието на: 2 януари 2012 г.
В Цялото съдържание на това списание, с изключение на случаите, когато е идентифицирано, е под лиценз Creative Commons