Czynniki biologiczne a koncentracja „trójki metali śmierci”

statystycznie. Odwrotną sytuację odnotowali Bem i in. [1993b] w badaniach dotyczących mieszkańców Polski centralnej - w korze nerkowej kobiet średnie stężenie Cd było ponad 27% mniejsze w porównaniu do mężczyzn, a odpowiednie wartości przedstawiały się następująco: 197,5 oraz 239,5 mg/kg sm (Tabela 21).

Badania dotyczące stężeń ołowiu i rtęci w częściach korowej i rdzeniowej nerki na świecie prowadzone są rzadko i danych na ten temat jest bardzo mało.

Szacuje się, że stężenie ołowiu w nerkach osób starszych jest nieco większe niż młodszych, ale na ogół nie są to różnice istotne statystycznie, podobnie jak między kobietami a mężczyznami [Barregard i in. 2010] (Tabela 21). Różnica dotycząca średnich stężeń ołowiu między pacjentami poniżej i powyżej 60. roku życia pochodzącymi pacjentów ze Szczecina i okolic została potwierdzona statystycznie w przypadku kory nerki (a odpowiednie wartości przedstawiają się następująco: 0,40 i 0,76 mg/kg sm). Zanotowano także istotną różnicę między koncentracjami ołowiu określanymi dla kobiet i mężczyzn z tej części Polski i w ich rdzeniu nerkowym wynosiły one odpowiednio u kobiet i mężczyzn 0,65 i 1,16 mgPb/kg sm.

Barregard i in. [1999, 2010] wykazali, że większe stężenie Hg jest w nerkach kobiet niż mężczyzn, a ponadto jej koncentracja spada wraz z wiekiem, co potwierdziły również badania przeprowadzone w Szczecinie.

5.2.2. Stężenie kadmu, ołowiu i rtęci w nerkach ze schorzeniami o różnej etiologii

Na świecie, w tym w Polsce, od pewnego czasu prowadzi się badania porównawcze dotyczące stężenia metali ciężkich (głównie Cd, Pb, Hg) w częściach korowej i rdzeniowej nerek z uwzględnieniem w nich schorzeń nowotworowych [Dobrowolski i in. 2002; Kwiatek i in. 2002; Calvo i in. 2009].

Ich celem jest poznanie udziału niektórych metali w procesie kancerogenezy oraz zmian proporcji i wzajemnych relacji między nefrotoksycznymi pierwiastkami występującymi w nerkach. Przypuszcza się, że nerki z nowotworami gromadzą mniej Cd, ale w większym stopniu kumulują Pb [Dobrowolski i in. 2002; Nordberg 2008; Calvo i in. 2009].

W badaniach własnych dotyczących pacjentów ze szczecińskiej kliniki, podobnie jak w pracach Calvo i in. [2009] oraz Dobrowolskiego i in. [2002] do analizy chemicznej przeznaczono fragmenty nerek nie objęte zmianami nowotworowymi. W nerkach Brazylijczyków [Calvo i in. 2010] oznaczono stężenia 13 pierwiastków (w tym Cd i Pb) w korze nerek z ze zmianami nowotworowymi i bez takich zmian. W korze nerek nowotworowych wykryli oni sześciokrotnie mniejsze stężenie Cd w stosunku do grupy kontrolno- porównawczej. Również w Polsce badano pochodzące z nefrektomii nerki ze zmianami nowotworowymi oraz nerki uzyskane z autopsji bez takich zmian.

Dobrowolski i in. [2002] oznaczyli w nich 19 pierwiastków w tym Cd i Pb.

Stężenie kadmu u osób ze stwierdzonym rakiem tego narządu było o 80%

mniejsze niż u osób zdrowych, a różnica ta była istotna statystycznie (p<0,001) (Tabela 21). Wyniki przedstawione w niniejszej pracy doktorskiej są analogiczne do uzyskanych przez Calvo i in. [2009] oraz Dobrowolskiego i in.

[2002]. U pacjentów ze szczecińskiego szpitala w korze ich nerek (bez zmian nowotworowych) wykryto ponad dwukrotnie większe stężenie kadmu niż w nerkach nowotworowych, a ich wartości wynosiły odpowiednio 19,5 i 8,9 mg/kg sm. Jeszcze większe zróżnicowanie między koncentracjami Cd zaznaczyło się w rdzeniu nerkowym, ponieważ u osób, u których nie zdiagnozowano zmian nowotworowych jego stężenie było niemal czterokrotnie większe niż w nerkach z takimi zmianami (~19 i 4,5 mgCd/kg sm). Być może jest to spowodowane zmniejszaniem się liczby czynnych, zdrowych nefronów w nerkach, które są stopniowo niszczone przez komórki nowotworowe. Następstwem tego procesu jest prawdopodobnie upośledzenie wiązania Cd w nabłonku kanalików nerkowych i w konsekwencji mniejsze stężenie tego metalu w chorym narządzie.

W przypadku Pb nowotworowo zmienione nerki Brazylijczyków zawierały ponad 30 razy więcej tego metalu niż nerki zdrowe, przy czym średnia koncentracja Pb w żadnej z tych grup nie przekraczała 1,74 mgPb/kg sm [Calvo i in. 2009] (Tabela 21). Analogiczną tendencję odnotowano w przypadku badań nerek przeprowadzonych w Szczecinie. Różnice nie zostały potwierdzone statystycznie i nie były aż tak wyraźne jak w studiach Calvo i in. [2009], ale także większe stężenia ołowiu (zarówno w korze, jak w rdzeniu) stwierdzono w nerkach nowotworowych niż nerkach bez takich zmian (kora: 0,71 i 0,69

mgPb/kg sm; rdzeń: 1,26 i 0,94 mgPb/kg sm) (Tabele 10 i 11). W stosunku do analiz Calvo i in. [2009] przeprowadzonych w Brazylii i przeze mnie w Szczecinie odmienne wyniki uzyskali Dobrowolski i in. [2002]. Badane przez nich nerki mieszkańców Małopolski, u których nie stwierdzono zmian nowotworowych, miały większe koncentracje Pb w porównaniu do nerek ze zdiagnozowanym nowotworem, odpowiednie wartości wynosiły 1,5 i 1,0 mg/kg sm (Tabela 21).

W dostępnym piśmiennictwie naukowym nie znaleziono publikacji na temat stężeń rtęci w nerkach osób z rozpoznanym nowotworem tego narządu.

Z niniejszych badań wynika, że większe koncentracje tego metalu występują w nerkach ze zmianami nowotworowymi niż w nerkach bez takich zmian. Takie różnice uwidoczniły się zarówno w części korowej i rdzeniowej, przy czym w nerkach zmienionych nowotworowo było około dwukrotnie większe stężenie rtęci niż nerkach bez takich zmian (Tabela 10). Jednak zaobserwowane różnice nie zostały potwierdzone statystycznie (Tabela 12).

W badaniach osób ze zmianami nowotworowymi w nerkach, które przeprowadzili Calvo i in. [2009], uwzględniono analizę dotyczącą stężeń metali ciężkich i stadia nowotworu nerki. Stwierdzono, że w nerkach pacjentów z rozpoznanym pierwszym (T1) i trzecim (T3) stadium jest większe stężenie kadmu niż w nerkach pacjentów w drugim (T2) i czwartym (T4) stadium. W niniejszej pracy doktorskiej dokonano podziału nerek na dwie grupy – pierwsza obejmowała nerki z nowotworami z dwóch początkowych stadiów (T1+T2), a druga nerki z nowotworami będącymi w stadiach bardziej zaawansowanych (T3+T4). Części korowe nerek pierwszej grupy zawierały więcej kadmu niż nerki z grupy drugiej. Różnice te nie zostały jednak potwierdzone statystycznie.

Nerki Brazylijczyków badane przez Calvo i in. [2009] zawierały ponad 200 razy więcej ołowiu w stadium T4 niż w stadium T1. Wyniki przedstawione w niniejszej rozprawie są zbieżne z cytowaną pracą w przypadku ołowiu, ale tylko w odniesieniu do części korowej nerki. U pacjentów ze szczecińskiego szpitala większe stężenie Hg wykryto w nerkach osób z wczesnymi stadiami nowotworowymi (T1+T2) w porównaniu do stadiów późniejszych (T3+T4) (Tabela 10). Przeprowadzone testy statystyczne dotyczące różnic między stężeniami badanych metali w nerkach ze zdiagnozowanymi stadiami T1+T2 a stadiami T3+T4 nie potwierdziły istotności różnic w omawianym zakresie.

W dostępnej literaturze naukowej nie znaleziono prac dotyczących stężeń metali toksycznych w graftach nerkowych. Natomiast przedmiotem badań bywają stężenia metali w nerkach pochodzących od żywych dawców [Barregard i in. 2010]. Pacjenci po przeszczepieniu nerki przez okres funkcjonowania graftu przyjmują leki immunosupresyjne. Takie postępowanie medyczne ma na celu zapobieganie odrzuceniu wszczepionego narządu. Wyszczepione grafty nerkowe od pacjentów hospitalizowanych w szczecińskiej klinice na ogół zawierały mniej kadmu, ołowiu i rtęci niż nerki nowotworowe, co zostało potwierdzone statystycznie (Tabela 12). Jedynie w części rdzeniowej znajdowało się nieco więcej kadmu niż w nerkach ze zmianami nowotworowymi. Wyniki te udokumentowały istnienie różnic w tym zakresie.

Okazało się, że grafty nerkowe kumulują najmniej metali toksycznych ze wszystkich badanych grup nerek. Na przykład w korze nerkowej graftów stężenie kadmu było czterokrotnie mniejsze niż w nerkach bez zmian nowotworowych oraz prawie dwukrotnie mniejsze w porównaniu do nerek ze stwierdzonymi takimi zmianami, co również zostało potwierdzone statystycznie (Tabela 12). Biorąc pod uwagę stężenia ołowiu i rtęci, zarówno w korze rdzeniu, odnotowano istotne różnice między graftami a nerkami nowotworowymi. Szczególnie wyraźnie zaznaczyła się różnica między koncentracjami Hg w rdzeniu nerek pochodzących od pacjentów ze zdiagnozowanym nowotworem (N1+N2) a wyszczepionymi narządami (p<0,00001). Ponadto grafty nerkowe istotnie różniły się koncentracją ołowiu w ich części rdzeniowej od nerek bez zmian nowotworowych (odpowiednio grafty i nerki bez mian nowotworowych: 0,06 i 0,90 mg/kg sm). Należy podkreślić, że spośród badanych grup nerek jedynie w graftach stężenie ołowiu było większe w korze niż w rdzeniu, a wartości te wynosiły odpowiednio ~0,60 i 0,06 mgPb/kg sm. Natomiast nerki ze zmianami i bez zmian nowotworowych miały większe koncentracje tego metalu w częściach rdzeniowych w porównaniu do korowych (Ryc. 9).

Opisane różnice stężeń metali między wyszczepionymi narządami a pozostałymi grupami nerek mogą być spowodowane przyjmowanymi przez pacjentów lekami obniżającymi odporność. Innym prawdopodobnym wyjaśnieniem tych różnic może być wiek dawców narządu, którymi na ogół są młodzi ludzie, jednakże takie dane nie są udostępniane i to przypuszczenie nie i

mogło być zweryfikowane. U młodych osób zwykle notuje się mniejsze kumulacje metali ciężkich w nerkach, a co za tym idzie również w graftach od nich pochodzących (przynajmniej przez pewien czas). Należy dodać, że średni czas funkcjonowania przeszczepionych nerek uzyskanych od badanych pacjentów wynosił 9 lat. W związku z tym, ze względu na długi okres półtrwania kadmu w nerce człowieka (nawet kilkanaście lat), wyniki dotyczące stężeń tego metalu w graftach w dużym stopniu mogą odzwierciedlać proces jego odkładania w organizmach dawców narządu, ale częściowo także kumulację podczas ich funkcjonowania u biorców.

Uzyskane rezultaty sugerują potrzebę prowadzenia dalszych badań w zakresie nefrotoksykologii, tym bardziej, że wyniki dotyczące stężeń metali ciężkich w nerkach usuniętych z różnych przyczyn bywają rozbieżne, a piśmiennictwo naukowe na ten temat jest bardzo skąpe.

5.3. Wpływ czynników środowiskowych na stężenia Cd, Pb i Hg