Нейротоксичность смесей металлов

Металлы относятся к древнейшим токсикантам, известным человеку. Они отличаются от других токсичных веществ тем, что люди не могут ни создать их, ни уничтожить (Casarett and Doull's, Toxicology: the basic science of poisons, 8th edn. McGraw-Hill, London, 2013). Металлы широко используются в повседневной жизни, поэтому повсеместно присутствуют в окружающей среде и постоянно служат источником воздействия на человека. Такие металлы, как мышьяк [As], свинец [Pb], ртуть [Hg], алюминий [Al] и кадмий [Cd], не выполняют в организме специфических функций и могут быть токсичными даже в малых количествах. Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) ранжировало вещества в Перечне приоритетных веществ с учётом частоты их присутствия, токсичности и вероятности воздействия на человека. В этом перечне мышьяк, свинец, ртуть и кадмий занимают соответственно первое, второе, третье и седьмое места (ATSDR, Priority list of hazardous substances. U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Atlanta, 2016). Эти металлы встречаются не только по отдельности, но и (возможно, преимущественно) в виде смесей в различных компонентах экосистемы (Cobbina SJ, Chen Y, Zhou Z, Wub X, Feng W, Wang W, Mao G, Xu H, Zhang Z, Wua X, Yang L, Chemosphere 132:79-86, 2015). Взаимодействие компонентов смеси может менять токсикокинетику и токсикодинамику (Spurgeon DJ, Jones OAH, Dorne J-L, Svendsen C, Swain S, Stürzenbaum SR, Sci Total Environ 408:3725-3734, 2010) и усиливать токсическое действие (синергизм) (Lister LJ, Svendsen C, Wright J, Hooper HL, Spurgeon DJ, Environ Int 37:663-670, 2011). Особенно опасно, если отдельные компоненты смеси поражают одни и те же органы. В то же время такие необходимые организму металлы, как марганец [Mn], железо [Fe], медь [Cu] и цинк [Zn], также могут приводить к развитию заболеваний, если их содержание в организме ниже или выше гомеостатического уровня (Annangi B, Bonassi S, Marcos R, Hernández A, Mutat Res 770(Pt A):140-161, 2016). Свинец, мышьяк, кадмий и ртуть могут нарушать гомеостаз железа, меди и цинка, потенциально способствуя развитию нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Кроме того, изменения синтеза гема связаны с нейродегенерацией; это подтверждается данными о том, что снижение уровня гема может объяснять возрастное нарушение гомеостаза железа (Atamna H, Killile DK, Killile NB, Ames BN, Proc Natl Acad Sci U S A 99(23):14807-14812, 2002). В главе описаны источники поступления каждого из этих металлов, их распределение в организме и транспорт в мозг, механизмы токсического действия, а также эффекты в центральной нервной и кроветворной системах. Более подробные сведения о свинце, марганце, алюминии, ртути, меди и цинке приведены в других главах. Основное внимание уделено токсическому действию свинца и его взаимодействию с другими металлами.