Nikiel – niezbędny pierwiastek śladowy o dwóch obliczach

Spis treści

1. Pokarmowe i środowiskowe źródła niklu
2. Objawy zatrucia niklem
3. Toksyczne działanie niklu na organizm człowieka
4. Badania laboratoryjne wskazujące na zwiększoną zawartość niklu w organizmie człowieka
5. Badania alergii na nikiel

Pokarmowe i środowiskowe źródła niklu

Nikiel to pierwiastek należący do grupy metali ciężkich, który występuje powszechnie w skorupie ziemskiej, w ilościach śladowych. Jest również niezbędny dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka, chociaż jego rola nie jest do końca wyjaśniona. Niestety – w wyniku działalności człowieka – nikiel stał się jednym z tych metali, których nadmierna obecność może zagrażać naszemu zdrowiu. W przeszłości na toksyczne działanie niklu narażone były osoby pracujące w określonych gałęziach przemysłu i było to narażenie zawodowe. Obecnie, z powodu zmian w środowisku, urbanizacji oraz produkcji żywności w sposób przemysłowy (z wykorzystaniem nawozów sztucznych i chemikaliów na niespotykaną do tej pory skalę), zagrożenie toksycznym oddziaływaniem niektórych metali śladowych rozszerza się również na osoby, które nie są narażone na takie działanie ze względu na swoją pracę.

Źródłem niklu w organizmie człowieka jest dieta, najwięcej tego pierwiastka zawierają warzywa oraz kakao i wyroby czekoladowe. Poziom niklu w warzywach zależny jest od jego zawartości w środowisku, co z kolei zależne jest od zanieczyszczenia powstającego na skutek produkcji niklu.

>> Przeczytaj też: Nikiel – źródła w diecie, znaczenie dla organizmu, wchłanianie, metabolizm

Innym źródłem nadmiernej ilości tego pierwiastka jest woda pitna lub kwaśne napoje, które mogą powodować wypłukiwanie się niklu z rur lub naczyń, w których są przechowywane. Nikiel uwalniany w procesie ługowania lub korozji może znacząco wpływać na ilość niklu, jaka dostaje się do organizmu drogą pokarmową, może to być nawet 1 mg tego pierwiastka dziennie.

Środowiskowe źródła niklu dla osoby nienarażonej zawodowo na ekspozycję na ten pierwiastek to:

• tytoń (badania wskazują, iż papieros zawiera od 1,1-3,1 μg niklu, zawartość tego metalu jest podobna w tytoniu do fajek),
• implanty (dentystyczne, ortopedyczne),
• naczynia i przybory kuchenne ze stali nierdzewnej,
• biżuteria.

Efekty działania niklu w organizmie zależą od drogi narażenia oraz okresu jego oddziaływania. Jedną z najczęstszych dróg narażenia na ten pierwiastek jest skóra, nikiel wywołuje reakcje alergiczne.

Objawy zatrucia niklem

Objawy zatrucia niklem mogą być:

• ostre – okres narażenia to jeden dzień,
• podostre – gdy pacjent jest narażony na działanie niklu od 10 do 100 dni,
• przewlekłe – okres narażenia jest dłuższy niż 100 dni.

Zatrucie ostre występuje w wyniku przedostania się niklu przez przewód pokarmowy (np. przypadkowe spożycie) lub inhalacji przez płuca. Początkowe objawy to nudności, wymioty, zawroty głowy. Mogą trwać kilka godzin do kilku dni. Po fazie ostrej następuje faza opóźniona, objawiająca się kaszlem, dusznością, tachykardią, kołataniem serca, potami, trudnościami w oddychaniu, zaburzeniami widzenia, osłabieniem. Opisywano przypadki zgonów po przypadkowym spożyciu niklu.

Zatrucie podostre występuje w wyniku narażenia na działanie niklu trwającego od 10 do 100 dni. Występuje u osób narażonych zawodowo (np. wdychanie oparów niklu przez spawaczy). U takich pacjentów obserwuje się przyspieszenie oddechu, zaburzenia widzenia, zmęczenie.

Obserwowano podwyższenie stężenia białka w moczu, β2 mikroglobuliny, N-acetyloglukozaminidazy. Podwyższone stężenie tych biomarkerów świadczy o dysfunkcji kanalików nerkowych.

Zatrucie przewlekłe, powstające w wyniki narażenia na działanie niklu powyżej 100 dni, występuje najczęściej u pracowników zawodowo narażonych na wdychanie pyłu i oparów niklu. Wywołuje objawy ze strony układu oddechowego, może skutkować astmą i przewlekłym zapaleniem oskrzeli.

Drugi rodzaj objawów występujący u osób narażonych na przewlekłe działanie niklu to problemy skórne. Mogą być wynikiem obecności niklu w wodzie, glebie oraz przedmiotach codziennego użytku (biżuteria, naczynia i przybory kuchenne, itp.).

Przewlekłe działanie niklu na organizm człowieka może objawiać się obecnością glukozy w moczu, utratą wapnia, fosforanów i cynku z moczem.

Toksyczne działanie niklu na organizm człowieka

Jakie mogą być toksyczne działania niklu na organizm człowieka?

• działanie karcinogenne – u osób narażonych zawodowo na nadmierne dawki niklu wykazano potencjalnie rakotwórcze działanie tego pierwiastka, zwłaszcza że wraz z niklem w takich przypadkach występują również inne czynniki rakotwórcze. Mechanizm działania niklu oraz to, na rozwój jakich nowotworów u ludzi może on wpływać, jest przedmiotem badań. Jeśli chodzi o schemat, postuluje się wpływ na stres oksydacyjny oraz indukcję proliferacji komórek;
• wpływ na układ endokrynologiczny – badania na zwierzętach pokazują, iż nikiel uszkadza funkcjonowanie osi podwzgórze-przysadka-gruczoły dokrewne;
• wpływ na układ nerwowy – nadmiar niklu u zwierząt laboratoryjnych (szczurów) objawia się zaburzeniami neurologicznymi, zaburzeniami termoregulacji, ataksją móżdżkową. U ludzi obserwuje się bóle i zawroty głowy, zmęczenie;
• wpływ na układ sercowo-naczyniowy – u osób narażonych na zawodową ekspozycję niklu nie stwierdza się zwiększonej liczby zgonów z powodu chorób układu krążenia. Postuluje się, iż niskie dawki niklu dostające się do organizmu drogą oddechową nie wywołują działania toksycznego na serce i naczynia, natomiast dawki wysokie to potencjalne nieprawidłowości sercowo-naczyniowe, w których powstawaniu prawdopodobnie dużą rolę odgrywa również stres oksydacyjny, wpływ na stany zapalne oraz układ krzepnięcia;
• wpływ na układ pokarmowy – spożywanie wody z podwyższoną zawartością niklu wywołuje objawy zaburzeń żołądkowo-jelitowych, nudności, bóle brzucha, biegunkę, wymioty. U szczurów obserwowano zapalenie błony śluzowej żołądka;
• wpływ na układ immunologiczny – prace eksperymentalne wskazują, iż nikiel jest substancją immunomodulującą. Kontakt z niklem może wywoływać alergie skórne lub pokrzywkę;
• wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy – spożywanie wody ze zwiększoną zawartością niklu przez osoby zawodowo narażone na większą ekspozycję na ten metal skutkowało bólami mięśni. Nie stwierdzono jednak żadnych nieprawidłowości w strukturze tkanek w badaniach histopatologicznych;
• wpływ na skórę – narażenie skóry na działanie niklu powoduje kontaktowe zapalenie skóry, wykazano również takie działanie u osób, które spożywały wielokrotnie zwiększone dawki tego pierwiastka w sposób przypadkowy. W badaniu dodatkowo wykazano rumień ciała i dłoni, zaostrzenie w miejscu testu płatkowego. Próby prowokacyjne z niklem (doustnie podanie 0,014 mg/kg masy ciała) skutkowały objawami zapalenia skóry o tych pacjentów, którzy około miesiąc przed próbą mieli wykonywane testy płatkowe w kierunku uczulenia na nikiel;
• wpływ na stres oksydacyjny odbywa się poprzez zwiększenie peroksydacji lipidów. Ocenia się, iż wpływ na stres oksydacyjny nie jest nasilony, jednak obserwuje się wyczerpywanie zasobów glutationu.

Badania laboratoryjne wskazujące na zwiększoną zawartość niklu w organizmie człowieka

Badania wskazujące na zatrucie niklem to oznaczanie jego poziomu we krwi oraz w moczu. Nikiel jest transportowany do tkanek i narządów przez krew, nie odnotowuje się, by kumulował się w wybranych tkankach. Badanie poziomu niklu we krwi w ALAB laboratoria wykonuje się nowoczesną metodą spektrometrii mas sprzężoną z plazmą wzbudzaną indukcyjnie. Wartość powyżej 3,3 μg/l świadczy o zbyt wysokim jego stężeniu w organizmie. Badanie nie musi być wykonywane na czczo.

Badanie niklu w moczu jest odzwierciedleniem jego podaży i wchłaniania w przewodzie pokarmowym. Nikiel wchłania się z przewodu pokarmowego w ograniczonym zakresie, ocenia się, iż jest to nie więcej niż 10%. Pierwiastek, który nie zdołał się wchłonąć, jest wydalany z kałem, natomiast większość wchłoniętego niklu wydalana jest z moczem. Badanie poziomu niklu w moczu w ALAB laboratoria również jest wykonywane nowoczesną metodą spektrometrii mas sprzężoną z plazmą wzbudzaną indukcyjnie. Zawartość niklu w moczu u dzieci nie powinna być większa niż 4,5 μg/l, natomiast u dorosłych < 3 nmol/l.

Badania alergii na nikiel

Alergia na nikiel jest alergią kontaktową, dlatego metodą diagnozowania tego schorzenia są skórne testy płatkowe. Nie wykonuje się badań z krwi.

Piśmiennictwo

1. Kusal K. Das*, R. Chandramouli Reddy, Ishwar B. Bagoji, Swastika Das, Shrilaxmi Bagali, Lata Mullur, Jyoti P. Khodnapur and M.S. Biradar. Primary concept of nickel toxicity – an overview. J Basic Clin Physiol Pharmacol 2018