Біологічні і токсикологічні ефекти хрому (vi) в організмі тварин і людини

new site

Даний сайт більше не оновлюється!
Новий сайт журналу знаходиться за адресою https://visnyk.lnup.edu.ua/

 

Посилання: Агрономія 2019 №23: 268-271

Біологічні і токсикологічні ефекти хрому (vi) в організмі тварин і людини

О. Скаб, к. с.-г. н.
ORCID ID: 0000-0002-0516-5731
Львівський національний аграрний університет

https://doi.org/10.31734/agronomy2019.01.268

Анотація

Сполуки шестивалентного Хрому – широко розповсюджені забрудники техногенного походження, які часто містяться в промислових відходах. У формі Cr (VI) є майже 35 % Хрому, що вивільняється з антропогенних джерел. У багатьох дослідженнях встановлено забруднення Хромом води, повітря та ґрунту на сільськогосподарських угіддях і селітебних територіях різних країн, у тому числі України. За таких умов трапляється забруднення сполуками Cr (VI) кормів, це призводить до порушень у стані здоров’я тварин та погіршення якості продуктів харчування тваринного походження.

В організм людини і тварин Хром (VI) може надходити через травний тракт, дихальну систему, шкіру. В усіх випадках це призводить до токсичних ефектів, пов’язаних із порушенням обміну речовин та функціональної активності клітин, ушкодження структури і функцій біомолекул. Загальнотоксична дія цих сполук проявляється в ураженні печінки, нирок, шлунково-кишкового тракту, серцево-судинної, імунної та нервової систем. Особливо небезпечне інгаляційне надходження Cr (VI). За таких умов сполуки Хрому залежно від дози й тривалості надходження спричинюють місцеве подразнення слизових оболонок, розвиток алергічних реакцій, запальних процесів, утворення виразок і пухлин в органах дихання. Також шестивалентний Хром – це генотоксин, який спричинює широкий спектр порушень структури хромосом і генетичних змін. Зокрема, після надходження в організм і клітину у формі хромат- і дихромат-аніонів шестивалентний Хром зазнає поступового відновлення до Cr (III), що супроводжується утворенням реакційно активних форм цього елемента – Cr (V) і Cr (IV). Реакційно активні форми Хрому здатні спричинювати широкий спектр ушкоджень ДНК, інгібування процесів реплікації й транскрипції. Разом із тим процеси метаболічного відновлення Cr (VI) призводять до утворення токсичних метаболітів і реакційно активних форм Оксигену та Нітрогену, які зумовлюють розвиток клітинного стресу та пов’язаних із ним токсичних ефектів.

Ключові слова

Хром, метаболізм, абсорбція, мутагенез, канцерогенез, тератогенез

Повний текст

pdf

Посилання

  1. Водяницкий Ю.Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах. Москва: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2009. 95 с.
  2. Палапа Н., Сігалова І., Сенчук С., Крикунова О. Екологічні аспекти оцінки стану ґрунтів сільських селітебних територій. Техніка і технології АПК: науково - виробничий журнал. 2011. № 5 (20). С. 34–36.
  3. Ричак Н. Л. Поведінка важких металів у ґрунтових покривах міських ландшафтів. Вісник Сумського державного університету. 2006. № 5 (89). С. 145–148.
  4. Сологуб Л. І., Антоняк Г. Л., Бабич Н. О. Хром в організмі людини і тварин. Львів: Євросвіт, 2007. 127 с.
  5. Assessment of Cr(VI)-induced cytotoxicity and genotoxicity using high content analysis / Thompson C.M., Fedorov Y., Brown D.D. et al. PLoS One. 2012. Vol. 7, N 8. P. е42720.
  6. Assessment of the mode of action for hexavalent chromium-induced lung cancer following inhalation exposures / D.M. Proctor, M. Suh, S.L. Campleman, C.M. Thompson. Toxicology. 2014. Vol. 325. P. 160–179.
  7. Assessment of the mode of action underlying development of rodent small intestinal tumors following oral exposure to hexavalent chromium and relevance to humans / C. M. Thompson, D. M. Proctor, M. Suh et al. Crit. Rev. Toxicol. 2013. Vol. 43, N 3. P. 244–274.
  8. ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry). Toxicological Profile for Chromium. U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service (Ed.). 2012. 592 p.
  9. ATSDR. Chromium (TP-7). Toxicological Profile. US Department of Health and Human Services, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2008. 610 р.
  10. Bagchi D., Bagchi M., Stohl S. J. Chromium (VI)-induced oxidative stress, apoptotic cell death and modulation of p53 tumor suppressor gene. Mol. Cell Biochem. 2001. Vol. 222. P. 149–158.
  11. Barceloux D.G. Chromium. Clin. Toxicology. 1999. Vol. 37, N 2. P. 173–194.
  12. Blasiak J., Kowalik J. A comparison of the in vitro genotoxicity of tri- and hexavalent chromium. Mutat. Res. 2000. Vol. 469, N 1. Р. 135–145.
  13. Chromium oxide nanoparticle-induced genotoxicity and p53-dependent apoptosis in human lung alveolar cells / Senapati V. A., Jain A. K., Gupta G. S. et al. J. Appl. Toxicol. 2015. Vol. 35, N 10. P. 1179–1188.
  14. Costa M. Toxicity and carcinogenicity of Cr(VI) in animal models and humans. Crit. Rev. Toxicol. 1997. Vol. 27, N 5. P. 431–442.
  15. Elevated levels of DNA-protein crosslinks and micronuclei in peripheral lymphocytes of tannery workers exposed to trivalent chromium / Medeiros M.G., Rodrigues A.S., Batoréu M.C. et al. Mutagenesis. 2003. Vol. 18, 1. P. 19–24.
  16. Embryotoxicity and fetotoxicity of orally administered hexavalent chromium in mice. B. Trivedi, D. K. Saxena, R. C. Murthy, S. V. Chandra. Reprod. Toxicol. 1989. Vol. 3, N 4. P. 275–278.
  17. EPA (Environmental Protection Agency). National Air Pollution Emission Trends 1900–1998, 1998 Emissions, United States Environmental Protection Agency. URL: http://www.epa.gov/ttnchie1/trends/trends98/trends98. pdf (last accessed 24.04.2019).
  18. Estimates of the chromium (VI) reducing capacity in human body compartments as a mechanism for attenuating its potential toxicity and carcinogenicity / De Flora S. et al. Carcinogenesis. 1997. Vol. 18, N 3. P. 531–537.
  19. Genotoxicity of chromium compounds. A review. Flora S. De, Bagnasco M., Serra D., Zanacchi P. Mutat. Res. 1990. Vol. 238. Р. 99–172.
  20. Genotoxicity of tri- and hexavalent chromium compounds in vivo and their modes of action on DNA damage in vitro. Z. Fang, M. Zhao, H. Zhen et al. PLoS One. 2014. Vol. 9, N 8. P. e103194.
  21. Groundwater contaminated with hexavalent chromium [Cr (VI)]: a health survey and clinical examination of community inhabitants (Kanpur, India). Sharma P., Bihari V., Agarwal S.K. et al. PLoS One. 2012. Vol. 7, N 10. P. e47877.
  22. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Chromium, nickel and welding. Lyons, France: International Agency for Research on Cancer, World Health Organization, 1990. Vol. 49. Р. 49–256.
  23. IARC monographs on the evaluation of the carcinogenic risks to humans: a review of human carcinogens: arsenic, metals, fibres, and dusts. Lyon, France: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer, 2012. Vol. 100C. Р. 147–168.
  24. Investigations on the nephrotoxicity and hepatotoxicity of trivalent and hexavalent chromium compounds. Dartsch P.C., Hildenbrand S., Kimmel R., Schmahl F.W. Int. Arch. Occup. Environ. Health. 1998. Vol. 71, Suppl. Р. 40–45.
  25. Kanojia R.K. et al. Embryo and fetotoxicity of hexavalent chromium: a long-term study. Toxicol. Lett. 1998. Vol. 95, N 3. P. 165–172.
  26. Meluzzi A. et al. Feeding hens diets supplemented with heavy metals (chromium, nickel, and lead). Arch. fur Geflugelkunde. 1996. Vol. 60. P. 119–125.
  27. Review of the evidence regarding the carcinogenicity of hexavalent chromium in drinking water / Sedman R. M., Beaumont J., McDonald T. A. et al. J. Environ. Sci. Health. C. Environ. Carcinog. Ecotoxicol. Rev. 2006. Vol. 24. P. 155–182.
  28. Sasso A. F., Schlosser P. M. An evaluation of in vivo models for toxicokinetics of hexavalent chromium in the stomach. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2015. Vol. 287, N 3. P. 293–298.
  29. Snow E. T. Effects of chromium on DNA replication in vitro. Environ. Health Perspect. 2004. Vol. 102 (Suppl 3). P. 41–44.
  30. Toxicological assessment of heavy metals accumulated in vegetables and fruits grown in Ginfel river near Sheba Tannery, Tigray, Northern Ethiopia / Gebrekidan A., Weldegebriel Y., Hadera A., Van der Bruggen B. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2013. Vol. 95. P. 171–178.
  31. Weldegebriel Y., Chandravanshi B. S., Wondimu T. Concentration levels of metals in vegetables grown in soils irrigated with river water in Addis Ababa, Ethiopia. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2012. Vol. 77. P. 57–63.
  32. Zhitkovich A. Chromium in drinking water: Sources, metabolism, and cancer risks. Chem. Res. Toxicol. 2011. Vol. 24. P. 1617–1629.
титулка Агро