berita

Keracunan plumbum kronik ialah faktor risiko yang ketara untuk penyakit kardiovaskular pada orang dewasa dan gangguan kognitif pada kanak-kanak, dan boleh menyebabkan kemudaratan walaupun pada paras plumbum yang sebelum ini dianggap selamat. Pada 2019, pendedahan plumbum bertanggungjawab untuk 5.5 juta kematian akibat penyakit kardiovaskular di seluruh dunia dan jumlah kehilangan 765 juta mata IQ pada kanak-kanak setiap tahun.
Pendedahan plumbum hampir di mana-mana, termasuk dalam cat berplumbum, petrol berplumbum, beberapa paip air, seramik, kosmetik, pewangi, serta peleburan, pengeluaran bateri dan industri lain, jadi strategi peringkat populasi adalah penting untuk menghapuskan keracunan plumbum.

Keracunan plumbum adalah penyakit purba. Dioscorides, seorang doktor Yunani dan ahli farmakologi di Rom kuno, menulis De
Materia Medica, kerja paling penting mengenai farmakologi selama beberapa dekad, menggambarkan gejala keracunan plumbum secara terang-terangan hampir 2,000 tahun lalu. Orang yang mengalami keracunan plumbum secara terang-terangan mengalami keletihan, sakit kepala, kerengsaan, kekejangan perut yang teruk dan sembelit. Apabila kepekatan plumbum darah melebihi 800 μg/L, keracunan plumbum akut boleh menyebabkan sawan, ensefalopati, dan kematian.
Keracunan plumbum kronik telah diiktiraf lebih seabad yang lalu sebagai punca aterosklerosis dan gout "toksik plumbum". Pada bedah siasat, 69 daripada 107 pesakit dengan gout yang disebabkan oleh plumbum mempunyai "pengerasan dinding arteri dengan perubahan atheromatous." Pada tahun 1912, William Osler (William Osler)
"Alkohol, plumbum, dan gout memainkan peranan penting dalam patogenesis arteriosklerosis, walaupun cara tindakan yang tepat tidak difahami dengan baik," tulis Osler. Garis plumbum (mendapan plumbum sulfida berwarna biru halus di sepanjang tepi gusi) adalah ciri keracunan plumbum kronik pada orang dewasa.
Pada tahun 1924, New Jersey, Philadelphia dan New York City mengharamkan penjualan petrol plumbum selepas 80 peratus pekerja yang menghasilkan plumbum tetraetil di Standard Oil di New Jersey didapati mengalami keracunan plumbum, sebahagian daripadanya meninggal dunia. Pada 20 Mei 1925, Hugh Cumming, pakar bedah am Amerika Syarikat, telah mengadakan saintis dan wakil industri untuk menentukan sama ada ia selamat untuk menambah tetraethyl lead kepada petrol. Yandell Henderson, ahli fisiologi dan pakar dalam peperangan kimia, memberi amaran bahawa "penambahan plumbum tetraetil perlahan-lahan akan mendedahkan populasi yang besar kepada keracunan plumbum dan pengerasan arteri". Robert Kehoe, ketua pegawai perubatan Ethyl Corporation, percaya agensi kerajaan tidak seharusnya melarang plumbum tetraetil daripada kereta sehingga ia terbukti toksik. "Persoalannya bukan sama ada plumbum berbahaya, tetapi sama ada kepekatan plumbum tertentu berbahaya," kata Kehoe.
Walaupun perlombongan plumbum telah berlangsung selama 6,000 tahun, pemprosesan plumbum meningkat secara mendadak pada abad ke-20. Plumbum ialah logam yang boleh ditempa dan tahan lama digunakan untuk mengelakkan bahan api daripada terbakar terlalu cepat, mengurangkan "ketukan enjin" dalam kereta, mengangkut air minuman, menyolder tin makanan, membuat cat bersinar panjang dan membunuh serangga. Malangnya, kebanyakan plumbum yang digunakan untuk tujuan ini berakhir di dalam badan manusia. Pada kemuncak wabak keracunan plumbum di Amerika Syarikat, beratus-ratus kanak-kanak dimasukkan ke hospital setiap musim panas kerana ensefalopati plumbum, dan satu perempat daripada mereka meninggal dunia.
Manusia pada masa ini terdedah kepada plumbum pada tahap yang jauh melebihi tahap latar belakang semula jadi. Pada tahun 1960-an, ahli geokimia Clair Patterson, yang menggunakan isotop plumbum untuk menganggarkan umur Bumi pada 4.5 bilion tahun
Patterson mendapati bahawa perlombongan, peleburan dan pelepasan kenderaan mengakibatkan mendapan plumbum atmosfera 1,000 kali lebih tinggi daripada paras latar belakang semula jadi dalam sampel teras glasier. Patterson juga mendapati bahawa kepekatan plumbum dalam tulang orang di negara perindustrian adalah 1,000 kali lebih tinggi daripada orang yang hidup pada zaman pra-industri.
Pendedahan plumbum telah menurun lebih daripada 95% sejak tahun 1970-an, tetapi generasi semasa masih membawa 10-100 kali lebih banyak plumbum berbanding orang yang hidup pada zaman pra-industri.
Dengan beberapa pengecualian, seperti plumbum dalam bahan api penerbangan dan peluru serta bateri asid plumbum untuk kenderaan bermotor, plumbum tidak lagi digunakan di Amerika Syarikat dan Eropah. Ramai doktor percaya masalah keracunan plumbum sudah lama berlalu. Walau bagaimanapun, cat plumbum di rumah lama, petrol berplumbum dimendapkan di dalam tanah, plumbum terlarut daripada paip air, dan pelepasan daripada loji industri dan insinerator semuanya menyumbang kepada pendedahan plumbum. Di banyak negara, plumbum dikeluarkan daripada peleburan, pengeluaran bateri dan sisa elektronik, dan sering ditemui dalam cat, seramik, kosmetik dan pewangi. Penyelidikan mengesahkan bahawa keracunan plumbum tahap rendah kronik adalah faktor risiko penyakit kardiovaskular pada orang dewasa dan gangguan kognitif pada kanak-kanak, walaupun pada tahap yang sebelum ini dianggap selamat atau tidak berbahaya. Artikel ini akan meringkaskan kesan keracunan plumbum tahap rendah kronik

Pendedahan, penyerapan dan beban dalaman
Pengingesan dan penyedutan lisan adalah laluan utama pendedahan plumbum. Bayi dengan pertumbuhan dan perkembangan pesat boleh menyerap plumbum dengan mudah, dan kekurangan zat besi atau kekurangan kalsium boleh menggalakkan penyerapan plumbum. Plumbum meniru kalsium, besi dan zink memasuki sel melalui saluran kalsium dan pengangkut logam seperti pengangkut logam divalen 1[DMT1]. Orang yang mempunyai polimorfisme genetik yang menggalakkan penyerapan zat besi atau kalsium, seperti yang menyebabkan hemochromatosis, telah meningkatkan penyerapan plumbum.
Setelah diserap, 95% daripada sisa plumbum dalam badan orang dewasa disimpan di dalam tulang; 70% sisa plumbum dalam badan kanak-kanak disimpan di dalam tulang. Kira-kira 1% daripada jumlah muatan plumbum dalam tubuh manusia beredar di dalam darah. 99% plumbum dalam darah adalah dalam sel darah merah. Kepekatan plumbum darah keseluruhan (plumbum yang baru diserap dan plumbum yang digerakkan semula daripada tulang) ialah penanda bio tahap pendedahan yang paling banyak digunakan. Faktor yang mengubah metabolisme tulang, seperti menopaus dan hipertiroidisme, boleh membebaskan plumbum yang diasingkan dalam tulang, menyebabkan paras plumbum darah meningkat.
Pada tahun 1975, apabila plumbum masih ditambah kepada petrol, Pat Barry menjalankan kajian bedah siasat terhadap 129 orang British dan mengukur jumlah muatan plumbum mereka. Purata jumlah beban dalam badan lelaki ialah 165 mg, bersamaan dengan berat klip kertas. Beban badan lelaki dengan keracunan plumbum ialah 566 mg, hanya tiga kali ganda purata beban keseluruhan sampel lelaki. Sebagai perbandingan, purata jumlah beban dalam badan wanita ialah 104 mg. Dalam kedua-dua lelaki dan wanita, kepekatan tertinggi plumbum dalam tisu lembut adalah dalam aorta, manakala pada lelaki kepekatan lebih tinggi dalam plak aterosklerotik.
Sesetengah populasi menghadapi peningkatan risiko keracunan plumbum berbanding populasi umum. Bayi dan kanak-kanak lebih berisiko untuk menelan plumbum kerana tingkah laku oral mereka yang tidak makan, dan mereka lebih cenderung untuk menyerap plumbum berbanding kanak-kanak yang lebih tua dan orang dewasa. Kanak-kanak kecil yang tinggal di rumah yang tidak diselenggara dengan baik yang dibina sebelum tahun 1960 berisiko untuk keracunan plumbum akibat termakan serpihan cat dan habuk rumah yang tercemar plumbum. Orang yang minum air paip daripada paip tercemar plumbum atau tinggal berhampiran lapangan terbang atau tapak tercemar plumbum lain juga berisiko tinggi untuk mengalami keracunan plumbum tahap rendah. Di Amerika Syarikat, kepekatan plumbum di udara jauh lebih tinggi dalam komuniti terasing berbanding komuniti bersepadu. Pekerja dalam industri peleburan, kitar semula bateri dan pembinaan, serta mereka yang menggunakan senjata api atau mempunyai serpihan peluru di dalam badan mereka, juga berisiko tinggi untuk keracunan plumbum.
Plumbum ialah bahan kimia toksik pertama yang diukur dalam Tinjauan Pemeriksaan Kesihatan dan Pemakanan Kebangsaan (NHANES). Pada permulaan fasa keluar petrol plumbum, paras plumbum darah menjunam daripada 150 μg/L pada tahun 1976 kepada 90 pada tahun 1980
μg/L, nombor simbolik. Paras plumbum darah yang dianggap berpotensi berbahaya telah diturunkan beberapa kali. Pada tahun 2012, Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit (CDC) mengumumkan bahawa tahap plumbum yang selamat dalam darah kanak-kanak belum ditentukan. CDC menurunkan piawaian untuk paras plumbum darah yang berlebihan pada kanak-kanak – selalunya digunakan untuk menunjukkan bahawa tindakan perlu diambil untuk mengurangkan pendedahan plumbum – daripada 100 μg/L kepada 50 μg/L pada tahun 2012, dan kepada 35 μg/L pada tahun 2021. Penurunan piawaian untuk paras plumbum darah berlebihan mempengaruhi keputusan kami bahawa kertas ini akan menggunakan lebih banyak μg/L dalam sukatan darah berbanding unit plumbum yang biasa digunakan. μg/dL, yang mencerminkan bukti luas ketoksikan plumbum pada tahap yang lebih rendah.

Kematian, sakit dan hilang upaya
"Plumbum berpotensi toksik di mana-mana, dan plumbum ada di mana-mana," tulis Paul Mushak dan Annemarie F. Crocetti, kedua-dua ahli Lembaga Kualiti Udara Kebangsaan yang dilantik oleh Presiden Jimmy Carter, dalam laporan kepada Kongres pada tahun 1988. Keupayaan untuk mengukur paras plumbum dalam darah, gigi dan tulang mendedahkan pelbagai masalah perubatan yang berkaitan dengan keracunan plumbum tahap rendah kronik pada tahap yang biasa ditemui dalam badan manusia. Tahap keracunan plumbum yang rendah adalah faktor risiko kelahiran pramatang, serta gangguan kognitif dan gangguan hiperaktif kekurangan perhatian (ADHD), peningkatan tekanan darah dan pengurangan kebolehubahan kadar jantung pada kanak-kanak. Pada orang dewasa, tahap keracunan plumbum yang rendah adalah faktor risiko kegagalan buah pinggang kronik, hipertensi dan penyakit kardiovaskular

Pertumbuhan dan perkembangan saraf
Pada kepekatan plumbum yang biasa ditemui pada wanita hamil, pendedahan plumbum adalah faktor risiko kelahiran pramatang. Dalam kohort kelahiran Kanada yang berpotensi, peningkatan 10 μg/L dalam paras plumbum darah ibu dikaitkan dengan peningkatan risiko kelahiran pramatang spontan sebanyak 70%. Bagi wanita hamil dengan paras vitamin D serum di bawah 50 mmol/L dan paras plumbum darah meningkat sebanyak 10 μg/L, risiko kelahiran pramatang spontan meningkat kepada tiga kali ganda.
Dalam kajian mercu tanda awal kanak-kanak dengan tanda-tanda klinikal keracunan plumbum, Needleman et al. mendapati bahawa kanak-kanak yang mempunyai tahap plumbum yang lebih tinggi lebih berkemungkinan mengalami defisit neuropsikologi berbanding kanak-kanak yang mempunyai tahap plumbum yang lebih rendah, Dan lebih berkemungkinan dinilai sebagai miskin oleh guru dalam bidang seperti gangguan, kemahiran organisasi, impulsif dan ciri tingkah laku yang lain. Sepuluh tahun kemudian, kanak-kanak dalam kumpulan yang mempunyai tahap plumbum dentin yang lebih tinggi adalah 5.8 kali lebih berkemungkinan menghidap disleksia dan 7.4 kali lebih berkemungkinan untuk berhenti sekolah daripada kanak-kanak dalam kumpulan yang mempunyai tahap plumbum yang lebih rendah.
Nisbah penurunan kognitif kepada peningkatan paras plumbum adalah lebih besar pada kanak-kanak dengan paras plumbum yang rendah. Dalam analisis terkumpul tujuh kohort prospektif, peningkatan paras plumbum darah daripada 10 μg/L kepada 300 μg/L dikaitkan dengan penurunan 9 mata dalam IQ kanak-kanak, tetapi penurunan terbesar (penurunan 6 mata) berlaku apabila paras plumbum darah mula-mula meningkat sebanyak 100 μg/L. Keluk tindak balas dos adalah serupa untuk penurunan kognitif yang dikaitkan dengan tahap plumbum yang diukur dalam tulang dan plasma.

Pendedahan plumbum adalah faktor risiko untuk gangguan tingkah laku seperti ADHD. Dalam kajian AS yang mewakili negara terhadap kanak-kanak berumur 8 hingga 15 tahun, kanak-kanak yang mempunyai paras plumbum darah yang lebih besar daripada 13 μg/L adalah dua kali lebih berkemungkinan menghidap ADHD berbanding mereka yang mempunyai paras plumbum darah dalam kuintil terendah. Dalam kanak-kanak ini, kira-kira 1 dalam 5 kes ADHD boleh dikaitkan dengan pendedahan plumbum.

Pendedahan utama kanak-kanak adalah faktor risiko untuk tingkah laku antisosial, termasuk tingkah laku yang dikaitkan dengan kecelaruan tingkah laku, kenakalan dan tingkah laku jenayah. Dalam meta-analisis 16 kajian, paras plumbum darah yang tinggi secara konsisten dikaitkan dengan gangguan tingkah laku pada kanak-kanak. Dalam dua kajian kohort prospektif, paras plumbum darah atau dentin yang lebih tinggi pada zaman kanak-kanak dikaitkan dengan kadar kenakalan dan penangkapan yang lebih tinggi pada masa dewasa muda.
Pendedahan plumbum yang lebih tinggi pada zaman kanak-kanak dikaitkan dengan pengurangan jumlah otak (mungkin disebabkan saiz neuron yang berkurangan dan percabangan dendrit), dan jumlah otak yang berkurangan berterusan sehingga dewasa. Dalam kajian yang melibatkan orang dewasa yang lebih tua, paras plumbum darah atau tulang yang lebih tinggi secara prospektif dikaitkan dengan penurunan kognitif yang dipercepatkan, terutamanya pada mereka yang membawa alel APOE4. Pendedahan awal kanak-kanak mungkin menjadi faktor risiko untuk membangunkan penyakit Alzheimer yang lewat, tetapi buktinya tidak jelas.

Nefropati
Pendedahan plumbum adalah faktor risiko untuk membangunkan penyakit buah pinggang kronik. Kesan nefrotoksik plumbum ditunjukkan dalam badan kemasukan intranuklear tubul renal proksimal, fibrosis interstisial tubul dan kegagalan buah pinggang kronik. Antara mereka yang mengambil bahagian dalam tinjauan NHANES antara 1999 dan 2006, orang dewasa dengan paras plumbum darah melebihi 24 μg/L adalah 56% lebih berkemungkinan mengalami kadar penapisan glomerular yang berkurangan (<60 mL/[min·1.73 m2]) berbanding mereka yang mempunyai paras plumbum darah di bawah 11 μg/L. Dalam kajian kohort prospektif, orang yang mempunyai paras plumbum darah melebihi 33 μg/L mempunyai risiko 49 peratus lebih tinggi untuk mendapat penyakit buah pinggang kronik berbanding mereka yang mempunyai paras plumbum darah yang lebih rendah.

Penyakit kardiovaskular
Perubahan sel yang disebabkan oleh plumbum adalah ciri tekanan darah tinggi dan aterosklerosis. Dalam kajian makmal, tahap pendedahan plumbum yang rendah secara kronik meningkatkan tekanan oksidatif, mengurangkan tahap oksida nitrik bioaktif, dan mendorong vasokonstriksi dengan mengaktifkan protein kinase C, yang membawa kepada hipertensi yang berterusan. Pendedahan plumbum menyahaktifkan nitrik oksida, meningkatkan pembentukan hidrogen peroksida, menghalang pembaikan endothelial, menjejaskan angiogenesis, menggalakkan trombosis, dan membawa kepada aterosklerosis (Rajah 2).
Kajian in vitro menunjukkan bahawa sel-sel endothelial yang dibiakkan dalam persekitaran dengan kepekatan plumbum 0.14 hingga 8.2 μg/L selama 72 jam menyebabkan kerosakan membran sel (koyak kecil atau perforasi diperhatikan dengan mengimbas mikroskop elektron). Kajian ini memberikan bukti ultrastruktur bahawa plumbum atau plumbum yang baru diserap memasuki semula darah dari tulang boleh menyebabkan disfungsi endothelial, yang merupakan perubahan terawal yang boleh dikesan dalam sejarah semula jadi lesi aterosklerotik. Dalam analisis keratan rentas sampel wakil orang dewasa dengan purata paras plumbum darah 27 μg/L dan tiada sejarah penyakit kardiovaskular, paras plumbum darah meningkat sebanyak 10%
Pada μg, nisbah kemungkinan untuk kalsifikasi arteri koronari yang teruk (iaitu, skor Agatston >400 dengan julat skor 0[0 menunjukkan tiada kalsifikasi] dan skor yang lebih tinggi menunjukkan julat kalsifikasi yang lebih besar) ialah 1.24 (95% selang keyakinan 1.01 hingga 1.53).
Pendedahan plumbum adalah faktor risiko utama kematian akibat penyakit kardiovaskular. Antara 1988 dan 1994, 14,000 orang dewasa Amerika mengambil bahagian dalam tinjauan NHANES dan diikuti selama 19 tahun, di mana 4,422 meninggal dunia. Satu daripada lima orang mati akibat penyakit jantung koronari. Selepas melaraskan faktor risiko lain, peningkatan paras plumbum darah daripada persentil ke-10 kepada persentil ke-90 dikaitkan dengan dua kali ganda risiko kematian akibat penyakit jantung koronari. Risiko penyakit kardiovaskular dan kematian penyakit jantung koronari meningkat dengan mendadak apabila paras plumbum berada di bawah 50 μg/L, tanpa ambang yang jelas (Rajah 3B dan 3C). Penyelidik percaya bahawa satu perempat daripada satu juta kematian kardiovaskular pramatang setiap tahun adalah disebabkan oleh keracunan plumbum tahap rendah yang kronik. Daripada jumlah ini, 185,000 meninggal dunia akibat penyakit jantung koronari.
Pendedahan plumbum mungkin salah satu sebab kematian penyakit jantung koronari mula-mula meningkat dan kemudian jatuh pada abad yang lalu. Di Amerika Syarikat, kadar kematian penyakit jantung koronari meningkat dengan mendadak pada separuh pertama abad ke-20, memuncak pada tahun 1968, dan kemudian menurun secara berterusan. Ia kini 70 peratus di bawah kemuncaknya pada 1968. Pendedahan plumbum kepada petrol berplumbum dikaitkan dengan penurunan kematian akibat penyakit jantung koronari (Rajah 4). Antara mereka yang mengambil bahagian dalam tinjauan NHANES, yang diikuti sehingga lapan tahun antara 1988-1994 dan 1999-2004, 25% daripada jumlah pengurangan kejadian penyakit jantung koronari adalah disebabkan oleh pengurangan paras plumbum darah.

Pada tahun-tahun awal menghentikan petrol berplumbum secara berperingkat, kejadian tekanan darah tinggi di Amerika Syarikat menurun secara mendadak. Antara 1976 dan 1980, 32 peratus orang dewasa Amerika mempunyai tekanan darah tinggi. Pada tahun 1988-1992, bahagiannya hanya 20%. Faktor biasa (merokok, ubat tekanan darah, obesiti, dan juga saiz manset yang lebih besar yang digunakan untuk mengukur tekanan darah pada orang gemuk) tidak menjelaskan penurunan tekanan darah. Walau bagaimanapun, paras plumbum darah median di Amerika Syarikat menurun daripada 130 μg/L pada tahun 1976 kepada 30 μg/L pada tahun 1994, menunjukkan bahawa penurunan pendedahan plumbum adalah salah satu sebab penurunan tekanan darah. Dalam Kajian Keluarga Jantung Kuat, yang termasuk kohort India Amerika, paras plumbum darah menurun sebanyak ≥9 μg/L dan tekanan darah sistolik menurun sebanyak purata 7.1 mm Hg (nilai terlaras).
Banyak soalan masih tidak terjawab tentang kesan pendedahan plumbum terhadap penyakit kardiovaskular. Tempoh pendedahan yang diperlukan untuk menyebabkan hipertensi atau penyakit kardiovaskular tidak difahami sepenuhnya, tetapi pendedahan plumbum kumulatif jangka panjang yang diukur dalam tulang nampaknya mempunyai kuasa ramalan yang lebih kuat daripada pendedahan jangka pendek yang diukur dalam darah. Walau bagaimanapun, mengurangkan pendedahan plumbum nampaknya mengurangkan tekanan darah dan risiko kematian akibat penyakit kardiovaskular dalam tempoh 1 hingga 2 tahun. Setahun selepas mengharamkan bahan api plumbum daripada perlumbaan NASCAR, komuniti berhampiran trek mempunyai kadar kematian penyakit jantung koronari yang jauh lebih rendah berbanding dengan lebih banyak komuniti pinggiran. Akhir sekali, terdapat keperluan untuk mengkaji kesan kardiovaskular jangka panjang pada orang yang terdedah kepada paras plumbum di bawah 10 μg/L.
Pendedahan yang berkurangan kepada bahan kimia toksik lain juga menyumbang kepada penurunan penyakit jantung koronari. Menghapuskan petrol berplumbum secara berperingkat dari 1980 hingga 2000 mengurangkan zarah di 51 kawasan metropolitan, menyebabkan peningkatan 15 peratus dalam jangka hayat. Lebih sedikit orang yang merokok. Pada tahun 1970, kira-kira 37 peratus orang dewasa Amerika merokok; Menjelang tahun 1990, hanya 25 peratus rakyat Amerika yang merokok. Perokok mempunyai paras plumbum darah yang jauh lebih tinggi daripada bukan perokok. Sukar untuk mengusik kesan sejarah dan semasa pencemaran udara, asap tembakau dan plumbum terhadap penyakit jantung koronari.
Penyakit jantung koronari adalah punca utama kematian di seluruh dunia. Lebih daripada sedozen kajian telah menunjukkan bahawa pendedahan plumbum adalah faktor risiko utama dan sering diabaikan untuk kematian akibat penyakit jantung koronari. Dalam meta-analisis, Chowdhury et al mendapati bahawa paras plumbum darah yang tinggi adalah faktor risiko penting untuk penyakit jantung koronari. Dalam lapan kajian prospektif (dengan jumlah 91,779 peserta), orang yang mempunyai kepekatan plumbum darah dalam kuintil tertinggi mempunyai risiko 85% lebih tinggi untuk infarksi miokardium tidak maut, pembedahan pintasan, atau kematian akibat penyakit jantung koronari berbanding mereka yang berada dalam kuintil terendah. Pada tahun 2013, Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA)
Agensi Perlindungan membuat kesimpulan bahawa pendedahan plumbum adalah faktor risiko penyakit jantung koronari; Sedekad kemudian, Persatuan Jantung Amerika mengesahkan kesimpulan itu.