OSN-SAbstraktOSN-E

Hliník patří mezi toxické stopové prvky. Člověk zvyšuje příjem tohoto kovu např. konzumací potravin vařených v hliníkovém nádobí nebo balených do hliníkových fólií. Medikamentózně se sloučeniny hliníku používají jako antacida, hliník je obsažen také v aloxiprinu. Antacida obsahující hliník nezpůsobují u dospělých jedinců s normální renální funkcí závažné nežádoucí účinky. U pacientů s renální insuficiencí může dlouhodobý příjem hlinitých solí vyvolat známky intoxikace. Charakteristickými příznaky jsou osteomalacie a encefalopatie. Problémem stanovení obsahu hliníku v biologických materiálech je kontaminace prostředí.

OSN-STerminologieOSN-E

Al, hliník, aluminium

OSN-SChemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha analytuOSN-E

Název: Latinsky: Anglicky: Značka: Protonové číslo: Atomová hmotnost: Skupina: Perioda: Skupenství: Oxidační číslo:

hliník Aluminium Aluminium Al 13 26,98 III.A 3 pevné III

Hliník se dříve v přírodě vyskytoval převážně ve formách pro organismy nedostupných. Kyselý déšť výrazně zvýšil množství hliníku v biologických ekosystémech (jako důsledek těchto změn byly popsány některé destruktivní účinky na ryby a rostliny). Člověk zvyšuje příjem tohoto kovu např. konzumací potravin vařených v hliníkovém nádobí nebo balených do hliníkových fólií. Medikamentózně se sloučeniny hliníku používají jako složka antacid (koloidní hydroxid hlinitý, fosforečnan hlinitý, hydroxyhlinitan hořečnatý), hliník je obsažen také v aloxiprinu (směs zásaditých hlinitých solí acetylsalicylové kyseliny). Norma obsahu Al v pitné vodě v ČR povoluje až 11,11 µmol/l (300 µg). Denní příjem Al činí asi 74-259 µmol (2-7 mg). Při používání hliníkových příborů a vaření v hliníkových nádobách dochází pouze k lehkému zvýšení obsahu Al v pokrmech. Obsah Al v půdě je obvykle vysoký, ale prvek je zde pevně vázán, takže je nedostupný pro rostliny. Působením kyselého deště se však rozpustnost hliníkových solí zvyšuje a Al se může dostávat ve větší míře do rostlin i vody. Dopad této mobilizace na zdraví populace je zatím nejistý.

OSN-SRole v metabolismuOSN-E

Hliník není počítán mezi esenciální stopové prvky. Místo deplecí, které jsou pro stopové prvky typické, hrozí spíše nadbytek Al v organismu a příznaky intoxikace. Fyziologický význam Al v lidském organismu není jasný.

Celkový obsah Al v lidském organismu je asi 1,3 mmol (35 mg) a jeho přítomnost byla prokázána ve všech orgánech. Za fyziologických podmínek je v séru 80 % Al vázáno na bílkoviny, především albumin a transferin. Al se dostává do lidského organismu trávicím traktem, při expozici v zaprášeném prostředí plícemi a vstřebáváním pokožkou. U nemocných léčených dialyzačními metodami dochází k přestupu Al z dialyzačního roztoku do krve. Průměrná absorpce z požitého Al je pouze 0,5 – 1 %, zbytek se vyloučí stolicí. Vstřebávání mohou ovlivnit kromě aktuálního pH v zažívacím traktu (klesající pH zvyšuje průnik do krve) i některé další faktory, jako je obsah citrátu v dietě, hormon příštitných tělísek, nízká zásoba železa, vitamin D či obsah fluoridů v dietě.

Sloučeniny hliníku mohou inhibovat absorpci dalších látek v GIT:

· F, Ca, Fe, P, Zn,

· cholesterolu (tvorbou Al-pektinového komplexu, který váže tuky k nestravitelné vláknině),

· tetracyklinu (tvoří s Al³⁺ nevstřebatelný komplex)

Hliník ovlivňuje motilitu gastrointestinálního traktu, a to inhibicí kontrakcí vyvolaných acetylcholinem.

Způsoby ovlivnění lidského zdraví hliníkem:

1. Al se dostává ve zvýšené míře do organismu zdravých osob nejčastěji během jejich pracovní činnosti, osoby mají neporušené vylučování Al. Jedná se o profesionální expozici.

2. Al je ve zvýšené míře v organismu nemocných osob zadržován, nebo je podáván z léčebných důvodů. Tyto osoby mají obvykle sníženou schopnost Al z těla eliminovat (např. nemocí s ledvinovým selháním). U jiných se uplatňuje podávání léků obsahujících Al, příp. přestup Al z dialyzačního roztoku do krve. Jde o neprofesionální expozici.

Projevy působení Al na nervový systém dialyzovaných:

· Akutní projevy - náhlé křeče, neklid, myoklonické záškuby, kóma až smrt. Přímo v průběhu hemodialýzy se mohou objevit křeče typu "grand mal", podobné příznaky mohou nastat i během několika dní po zahájení terapie deferoxaminem, když dojde k vyplavení velkého množství Al do krve.

· Chronické projevy - poruchy řeči (koktání, zadrhávání), změny osobnosti, poruchy prostorové orientace, zrakové a sluchové halucinace, později myoklonické křeče. Za 7 až 9 měsíců od prvních projevů nemocný ztrácí schopnost komunikace a aktivního pohybu, následuje smrt. Obtíže vznikají při mnohaměsíční expozici dialyzačnímu roztoku s vyšším obsahem Al, méně často při dlouhodobém léčení aluminiovými važači fosfátů.

OSN-SZdroj (syntéza, příjem)OSN-E

Průměrný denní příjem dietou kolísá okolo 10 mg. Kationty hlinité se špatně vstřebávají (asi 0,1 %), u dětí je absorpce vyšší. Dlouhodobé používání antacid s Al³⁺ může vést k zdvojnásobení průměrných koncentrací hliníku v plazmě, při renálním poškození plazmatické hladiny rostou s rizikem rozvoje toxicity. Při příjmu vyšším než 1000 mg Al/den se objevuje retence. Kumuluje se hlavně v kostech a plicích.

OSN-SDistribuce v organismu, obsah ve tkáníchOSN-E

Al proniká hematoencefalickou bariérou, koncentrace Al v mozkomíšním moku se fyziologicky pohybuje mezi 0,08-0,42 µmol/l (2,3-11,3 µg).

OSN-SZpůsob vylučování a metabolismusOSN-E

Hliník se vylučuje ledvinami, část profiltrovaného množství je resorbována v proximálním tubulu. Vylučování u zdravého člověka již bylo uvedeno, v případě potřeby se může vylučování zvýšit až na 5,5 µmol/den (150 µg).

OSN-SReferenční intervalyOSN-E

Plazma 0,11-0,33 µmol/l, moč 0,55-1,85 µmol/den.

Deficit:

· Příčiny nejsou známy. Al není úmyslně suplementován, u nemocných zcela závislých na parenterální výživě se dostává do organismu z kontaminovaných roztoků.

· Příznaky nejsou popisovány.

Terapie:

V léčení intoxikace Al u nemocných s ledvinovým selháním se používá deferoxamin, který tvoří s Al komplex. Chelatace může zpomalit nebo zastavit progresi dialyzační demence. Obvykle je podáván v infúzi (40 mg/kg). Dochází tak k vyplavení Al do krve. Následně je tento komplex při hemodialýze přes dialyzační membránu vylučován z organismu.

Toxicita:

Existují podrobné studie nežádoucích a toxických účinků jak na zvířatech, tak i v humánní medicíně.

· Intoxikace Al u profesionálně exponovaných osob se projevuje jako horečka z kovů a chronická aluminióza. U pracovníků pohybujících se v provozech výroby výbušnin bylo prokázáno poškození plic. Nebyla prokázána souvislost se zvýšeným výskytem nádorů dýchacího ústrojí ani vliv na rozvoj chronické obstrukční choroby plicní. Opakovaně byla popsána plicní fibróza a intersticiální pneumonie u svářečů. Není jasné, zda Al může přímo vyvolat astma, nebo je pouze manifestovat. Výjimečně byly popsány příznaky encefalopatie. Také Alzheimerova choroba je potencionálně spojována s toxicitou Al.

· Antacida obsahující hliník nezpůsobují u dospělých jedinců s normální renální funkcí závažné nežádoucí účinky. U pacientů s renální insuficiencí dlouhodobý příjem Al³⁺ (v potravě, lécích, dialyzační tekutině) může vyvolat známky intoxikace. Charakteristickými příznaky jsou osteomalacie a encefalopatie (demence, křeče). Zvýšená hladina hliníku v lidském mozku je spojována s některými syndromy demence.

· Pacienti s chronickým renálním postižením jsou potenciálně ohroženi toxicitou hliníku. Jde např. o tzv. dialyzační demenci u dlouhodobě hemodialyzovaných. Preventivní opatření v tomto případě zahrnují:

· zákaz používání léčiv obsahujících hliník (používají antacidy s Al(OH)₃ na snížení absorpce fosfátů),

· monitorování obsahu hliníku v dialyzátu. Hydrolyzáty kaseinu bývají kontaminovány Al, proto jsou v parenterální a enterální výživě nahrazovány jinými přípravky.

· Manifestace toxických účinků byla pozorována u osob s těžkým selháním ledvin nebo ve stáří, kdy dochází k poklesu glomerulární filtrace. Při chronickém selhání ledvin se hovoří o hliníkové intoxikaci. Za příčinu se považuje omezení vylučování Al, zvýšení příjmu a zvýšení absorpce z trávicího ústrojí.

· Nemocným se často podávají antacida při léčení uremické gastritidy a vazače fosfátu na bázi Al. Množství takto podaného Al může být 18,5-129,6 mmol/den (0,5-3,5 g).

· Diabetes mellitus a deficit železa u nemocných se selháním ledvin zvyšují vštřebávání a toxicitu Al.

· U dialyzovaných přistupuje možnost přestupu Al z dialyzačního roztoku membránou do krve. Podle tíže expozice se intoxikace Al u dialyzovaných projevuje encefalopatií, osteopatií rezistentní na vitamin D, mikrocytární anémií a kožními projevy typu porfyria cutanea tarda.

· U anémie se za příčinu považuje toxické působení Al na enzymy, podílející se na syntéze krevního barviva. Hliníková osteopatie se projevuje svalovou slabostí, bolestmi v kostech a patologickými frakturami.

· U nemocných s poškozenou funkcí ledvin bylo popsáno zvýšené ukládání Al do nervové tkáně. Stejné ukládání Al bylo pozorováno i u nemocných s Alzheimerovou chorobou. Účast Al na neurologickém postižení je v těchto případech nejistá. U Alzheimerovy choroby existuje i jiné vysvětlení hromadění hliníku v mozkové tkáni - předpokládá se sekundární ukládání Al do degenerovaných neuronů. Tento názor je podporován nízkými koncentracemi Al v séru a cerebrospinálním moku.

OSN-SOmezení stanoveníOSN-E

Problémem stanovení obsahu hliníku v biologických matricích je kontaminace prostředí. Sérové koncentrace neodrážejí množství Al v kostech, játrech a mozku. Bolest v kostech může indikovat stupeň toxického postižení.

OSN-SLiteraturaOSN-E

· World Health Organization 1996: Trace elements in human nutrition and health., 343 s.

· Lentner, C. 1981: Geigy Scientific Tables, Volume 1. CIBA-GEIGY Limited, Basle, 295 s.

· Zadák, Z.: Výživa v intenzivní péči. Grada Publishing a.s., 2002, 488 s.

· Shils M. E., Olson, J. A., Shike, M., Ross, A. C. 1999: Modern Nutrition in Health and Disease. 9^th edition, Williams & Wilkins, s.

· Biesalski, H. K. , Grimm, P. 1999: Taschenatlas der Ernahrung. Georg Thieme Verlag Stuttgart, 314 s.

· Uderwood, E. J., Suttle, N. F. 1999: The mineral nutrition of livestock. 3^rd edition, CABI Publishing, 642 s.

Další informace

· Stopové prvky

· Stopové prvky - biochemické funkce

· Stopové prvky - efekt neadekvátního příjmu

· Stopové prvky - přepočty

· Stopové prvky a volné radikály

· Analýzy stopových prvků

· Antidota specifická - přehled

OSN-SAutorské poznámkyOSN-E

Jaroslava Vávrová, Antonín Kazda