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Approach to the problem of heavy metal poisoning: effects and analysis methods
Abordaje de la problemática de intoxicación por metales pesados: efectos y métodos de análisis
DOI:
https://doi.org/10.15446/revfacmed.v72n2.108958Palabras clave:
Heavy Metals, Toxicology, Poisoning, Analytical Chemistry Methods, Body Fluids (en)Metales pesados, Toxicología, Intoxicación, Técnicas de química analítica, Líquidos corporales (es)
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Toxic metals, also known as heavy metals, are environmental pollutants and a risk factor for human health worldwide. Therefore, it is necessary to look into the effects of the exposure to these metals, as well as into the proper analytical chemistry methods for their detection in different biological samples.
Based on the above, the objective of this reflection paper is to describe some of the possible health harms related to the presence of some toxic metals such as lead, mercury, and cadmium in humans following their exposure to contaminated environments, and to raise awareness on the importance of using appropriate analytical chemistry methods for their detection and adequately choosing the analysis sample.
Bearing this in mind, a systematic search of information was conducted in Pubmed, Scopus, ScienceDirect and Scielo by means of the following search equations: "poisoning" AND "metals AND analytical chemistry methods", "Body fluids" AND "Toxic metals", "Toxicology" AND "Heavy metals" e "inequality" AND "toxic metals". It was found that there are several analysis methods for detecting toxic metals in humans, mainly atomic absorption spectroscopy, and that their results depend on the appropriate selection of the sample according to the type of exposure. In addition, emphasis was placed on the relationship between the presence of metals in biological fluids and different social factors such as poverty and labor informality, among others, since they can increase exposure to heavy metals and the resulting deterioration of health.
Los metales tóxicos, también llamados metales pesados, son sustancias contaminantes del medio ambiente y representan un factor de riesgo para la salud humana a nivel mundial, por lo que es necesario indagar sobre los efectos de la exposición a estos, así como sobre las técnicas de química analítica para su detección en diversas muestras biológicas.
Teniendo en cuenta lo anterior, los objetivos de esta reflexión fueron describir algunas de las afectaciones en la salud relacionadas con la presencia de metales tóxicos como plomo, mercurio y cadmio en el ser humano tras la exposición a ambientes contaminados, y dar a conocer la importancia de usar técnicas de química analítica apropiadas para su detección y de seleccionar adecuadamente la muestra de análisis.
Con este propósito en mente, se realizó una búsqueda sistemática de información en Pubmed, Scopus, ScienceDirect y Scielo utilizando las siguientes ecuaciones de búsqueda: "poisoning" AND "metals", "Body fluids" AND "Toxic metals", "Toxicology" AND "Heavy metals" e "inequality" AND "toxic metals". Se encontró que existen varios métodos de análisis para la detección de metales tóxicos en humanos, principalmente la espectroscopía de absorción atómica, y que sus resultados dependen de la adecuada selección de la muestra de acuerdo con el tipo de exposición. Además, enfatizamos la relación entre la presencia de metales en fluidos biológicos y distintos factores sociales como la pobreza, la informalidad laboral, entre otros, ya que estos pueden aumentar la exposición a metales pesados y el consecuente deterioro de la salud.
Referencias
1.Rahman Z, Singh VP. The relative impact of toxic heavy metals (THMs) (arsenic (As), cadmium (Cd), chromium (Cr)(VI), mercury (Hg), and lead (Pb)) on the total environment: an overview. Environ Monit Assess. 2019;191(419):1-21. https://doi.org/gmwdsd.
2.Aziz S, Ahmed S, Karim SA, Tayyab S, Shirazi A. Toxic metals in maternal blood, cord blood and meconium of newborn infants in Pakistan. East Mediterr Health J. 2017;23(10):678-87. https://doi.org/m8cf.
3.Organización Mundial de la Salud (OMS). Intoxicación por plomo y salud. Ginebra: OMS; 2022 [cited 2022 Nov 16]. Available from: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/lead-poisoning-and-health.
4.Rakib MRJ, Sarker A, Mejjad N, Islam ARMT, Kumar R, Sharma P, et al. Spatiotemporal distribution, trophic transfer, and research uncertainty of heavy metals in a subtropical highly polluted Buriganga River: A critical review. Regional Studies in Marine Science. 2024;69:103327. https://doi.org/m8cg.
5.Sevak P, Pushkar B. Arsenic pollution cycle, toxicity and sustainable remediation technologies: A comprehensive review and bibliometric analysis. J Environ Manage. 2024;349:119504. https://doi.org/m8ch.
6.Briffa J, Sinagra E, Blundell R. Heavy metal pollution in the environment and their toxicological effects on humans. Heliyon. 2020;6(9);e04691. https://doi.org/gj7tnk.
7.Octavio-Aguilar P, Olmos-Palma DA. Efectos sobre la salud del agua contaminada por metales pesados. Herreriana. 2022;4(1):43-47. https://doi.org/m8cj.
8.Tchounwou PB, Yedjou CG, Patlolla AK, Sutton DJ. Heavy Metals Toxicity and the Environment. Exp Suppl. 2012;101:133-64. https://doi.org/gcsgpd.
9.Filipoiu D, Bungau SG, Endres L, Negru PA, Bangau AF, Pasca B, et al. Characterization of the Toxicological Impact of Heavy Metals on Human Health in Conjunction with Modern Analytical Methods. Toxics. 2022;10(12):716. https://doi.org/m8ck.
10. Duffus JH. “Heavy Metals”- A Meaningless Term. Chemistry International. 2001 [cited 2022 Nov 16];23(6). Available from: https://publications.iupac.org/ci/2001/november/heavymetals.html.
11. Rico-Fragozo KM. Evaluación de rasgos fitotóxicos y bioacumulación de plomo en acelgas (Beta vulgaris) y lechugas (Lactuca sativa L.) y su efecto generado en la interacción plantas-microorganismos rizosféricos [Thesis]. Bogotá D.C.: Facultad de Medicina, Universidad Nacional de Colombia; 2017.
12. Balali-Mood M, Naseri K, Tahergorabi Z, Khazdair MR, Sadeghi M. Toxic Mechanisms of Five Heavy Metals: Mercury, Lead, Chromium, Cadmium, and Arsenic. Front Pharmacol. 2021;12:643972. https://doi.org/gjt855.
13. Mendiola J, Moreno JM, Roca M, Vergara-Juárez N, Martínez-García MJ, García-Sánchez A, et al. Relationships between heavy metal concentrations in three different body fluids and male reproductive parameters: a pilot study. Environ Health. 2011;10(1):6. https://doi.org/c779kn.
14. Jaishankar M, Tseten T, Anbalagan N, Mathew BB, Beeregowda KN. Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdiscip Toxicol. 2014;7(2):60-72. https://doi.org/gcsgpf.
15. Hegazy AA, Zaher MM, Abd El-Hafez MA, Morsy AA, Saleh RA. Relation between anemia and blood levels of lead, copper, zinc and iron among children. BMC Res Notes. 2010;3:133. https://doi.org/cv363f.
16. Witkowska D, Słowik J, Chilicka K. Review heavy metals and human health: Possible exposure pathways and the competition for protein binding sites. Molecules. 2021;26(19):6060. https://doi.org/m8cr.
17. Fatima G, Raza AM, Hadi N, Nigam N, Mahdi AA. Cadmium in Human Diseases: It’s More than Just a Mere Metal. Indian J Clin Biochem. 2019;34(4):371-8. https://doi.org/gjt87d.
18. Bhasin T, Lamture Y, Kumar M, Dhamecha R. Unveiling the Health Ramifications of Lead Poisoning: A Narrative Review. 2023;15(10):e46727. https://doi.org/nfs4.
19. Rana MN, Tangpong J, Rahman MM. Toxicodynamics of Lead, Cadmium, Mercury and Arsenic- induced kidney toxicity and treatment strategy: A mini review. Toxicol Rep. 2018;5;704-13. https://doi.org/gdvc8q.
20. Park JD. Zheng W. Human exposure and health effects of inorganic and elemental mercury. J Prev Med Public Health. 2012;45(6):344-52. https://doi.org/gfb238.
21. PubChem. Mercury. Rockville: National Library of Medicine; 2022 [cited 2022 Oct 27]. Available from: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/element/Mercury.
22. Abass K, Huusko A, Knutsen HK, Nieminen P, Myllynen P, Meltzer HM, et al. Quantitative estimation of mercury intake by toxicokinetic modelling based on total mercury levels in humans. Environ Int. 2018;114;1-11. https://doi.org/gdfw2g.
23. Wani AL, Ara A, Usmani JA. Lead toxicity: A review. Interdiscip Toxicol. 2015;8(2):55-64. https://doi.org/gf2t73.
24. Davis AC, Wu P, Zhang X, Hou X, Jones BT. Determination of cadmium in biological samples. Appl Spectrosc Rev. 2006;41(1):35-75. https://doi.org/b95g3x.
25. Organización Mundial de la Salud (OMS). Guía breve de métodos analíticos para determinar las concentraciones de plomo en la sangre. Ginebra: OMS; 2013 [cited 2023 Oct 9]. Available from: https://iris.who.int/bitstream/10665/77917/1/9789243502137_spa.pdf.
26. Silver MK, Arain AL, Shao J, Chen M, Xia Y, Lozoff B, et al. Distribution and predictors of 20 toxic and essential metals in the umbilical cord blood of Chinese newborns. Chemosphere. 2018;210:1167-75. https://doi.org/gfg4vv.
27. Klotz K, Weistenhöfer W, Drexler H. Determination of Cadmium in Biological Samples. Met Ions Life Sci. 2013;11:85-98. https://doi.org/m8cs.
28. Romero-Bonilla HI, Vera-Infante TG, Redrovan-Pesantez FF, Jumbo-Sari JC, Pesantez FF. Aplicación de voltamperometría de redisolución anódica para la determinación de antimonio. Rev. Soc. Quím. Perú. 2019;85(3):293-304.
29. Urbina M, Biester H, Higueras PL, Lorenzo S. Utilización de la técnica de descomposición térmica de muestras con contenidos de mercurio para la identificación de problemas medioambientales producidos por este elemento. Datos preliminares referidos al distrito de Almadén. Cad. Lab. Xeol. Laxe. 2000;25:365-7.
30. Ortuño-García N. Descomposición térmica de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos: Estudio cinético y formación de contaminantes [dissertation]. Alicante: Universidad de Alicante; 2014.
31. Ruiz-Chaves I. Metodologías analíticas utilizadas actualmente para la determinación de mercurio en músculo de pescado. Revista Pensamiento Actual. 2016;16(26):113-22. https://doi.org/m8cv.
32. Skoog DA, Holler FJ, Crouch SR. Principios de análisis instrumental. 6th ed. México; Cengage Learning Editores; 2008.
33. Zeng X, Xu X, Zheng X, Reponen T, Chen A, Huo X. Heavy metals in PM2.5 and in blood, and children’s respiratory symptoms and asthma from an e-waste recycling area. Environ Pollut. 2016;210:346-53. https://doi.org/f8p63c.
34. Vogel N, Murawski A, Schmied-Tobies MIH, Rucic E, Doyle U, Kämpfe A, et al. Lead, cadmium, mercury, and chromium in urine and blood of children and adolescents in Germany - Human biomonitoring results of the German Environmental Survey 2014-2017 (GerES V). Int J Hyg Environ Health. 2021;237:113822. https://doi.org/m8cx.
35. Jones DH, Yu X, Guo Q, Duan X, Jia C. Racial Disparities in the Heavy Metal Contamination of Urban Soil in the Southeastern United States. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(3):1105. https://doi.org/m8dq.
36. Vargas M, Hernandez E. Los determinantes sociales de la desnutrición infantil en Colombia vistos desde la medicina familiar. Medwave. 2020;20(2):e7839. https://doi.org/m8ds.
37. Colombia. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MinAmbiente). Diagnóstico Nacional de Salud Ambiental. Bogotá D.C.: MinAmbiente; 2012.
38. Figueroa R, Caicedo D, Echeverry G, Peña M, Méndez F. Condición socioeconómica, patrones de alimentación y exposición a metales pesados en mujeres en edad fértil de Cali, Colombia. Biomédica. 2017;37(3):341-52.
39. Kodros JK, Bell ML, Dominici F, L’Orange C, Godri Pollitt KJ, Weichenthal S, et al. Unequal airborne exposure to toxic metals associated with race, ethnicity, and segregation in the USA. Nat Commun. 2022;13(1):6329. https://doi.org/gq535b.
40. Colombia. Instituto Nacional de Salud (INS). Manual de referencia para la Vigilancia de las Intoxicaciones por Sustancias Químicas. Bogotá D.C.: INS; 2018.
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