RESEARCH PAPER
Effects of lead exposure on the concentration of cadmium, selenium and values of morphology in the blood
 
More details
Hide details
1
Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego w Sosnowcu, Zakład Szkodliwości Chemicznych i Toksykologii Genetycznej, Kierownik Zakładu: prof. dr hab. n. med. A. Sobczak
2
Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego w Sosnowcu, Zakład Szkodliwości Fizycznych Fizjologii Pracy i Ergonomii, Kierownik Zakładu: dr n. przyr. S. Marzec
3
Śląski Uniwersytet Medyczny, Wydział Lekarski z Oddziałem Lekarsko-Dentystycznym w Zabrzu, Katedra Biochemii, Zakład Biochemii Ogólnej. Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. n. med. E. Birkner
CORRESPONDING AUTHOR
Agnieszka Kozłowska   

Zakład Szkodliwości Chemicznych i Toksykologii Genetycznej Pracownia Toksykologii Genetycznej Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego ul. Kościelna 13, 41-200 Sosnowiec tel. 32 6341194; fax. 32 266 11 24
 
Med Srod. 2015;18(2):17–25
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Introduction:
Heavy metals, including cadmium and lead are both environmental and industrial toxins which cause metabolic disorders. Effects of these elements are long lasting and usually take a long time to show themselves. Also of importance is the active and passive exposure to tobacco smoke, which is also a source of heavy metals. Heavy metals exhibit nephrotoxic activity, hepatotoxic and neurotoxic, and mutagenic and carcinogenic activity. This study aimed to determine the relationship between occupational exposure to lead (Pb), cadmium (Cd) and the level of selenium (Se), and values of morphology of employees of zinc and lead smelter.

Material and Methods:
334 occupationally exposed males (tested group) and 60 males not exposed (control group) were involved in the study. The men were between 19 and 62 years of age. The study population lived and/or worked in the industrial region of Upper Silesia. Blood cadmium concentration (Cd-B), blood lead concentration (Pb-B) and serum concentrations of Se (Se-S) were studied.The level of elements was determined by flameless atomic absorption spectrometry.

Results:
The average concentration of each metal in the exposed group was 2.42±2.20 µg/l (Cd-B), 33±9.6 µg/dl (Pb-B) and 73.99±20.44 µg/l (Se-S). In the entire study population (exposed and control), a statistically significant negative linear relationship was found between Pb-B and Se-S (r=– 0.16, p<0.05). There was no correlation between Cd-B and Se-S, whereas a statistically significant positive correlation was observed between Pb-B and Cd-B (r=0.48, p<0.05). Spearman Rank Correlation analysis showed that in the study population there was observed statistically significant (p<0.05) negative correlation between Se-S in smokers group.

Conclusions:
Higher concentrations of Cd and Pb were observed in the exposed group compared to the control group. Occupational exposure to cadmium and lead may be a factor lowering the blood Se in the tested group.The most significant statistical correlation was observed between smoking and the concentration of metals and smoking and values morphology.

 
REFERENCES (50)
1.
International Agency for Research on Cancer (IARC): Beryllium, cadmium, mercury, and exposure in the glass manufacturing industry. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risks to Humans. IARC Scientific Publications, Lyon 1993; 58: 119-237.
 
2.
International Agency for Research on Cancer (IARC): Inorganic and Organic Lead. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risks to Humans. IARC Scientific Publications, Lyon 2006; 87.
 
3.
Jakubowski M.: Kadm i jego związki nieorganiczne – w przeliczeniu na Cd. Dokumentacja dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 2012; 2, 72: 111-146.
 
4.
Jakubowski M.: Ołów i jego związki nieorganiczne, z wyjątkiem arsenianu(V), ołowiu(II) i chromianu(VI) ołowiu(II) – w przeliczeniu na ołów, frakcja wdychalna. Dokumentacja proponowanych dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 2014;2, 80: 111-144.
 
5.
Kasperczyk A., Prokopowicz A., Dobrakowski M. et al.: The Effect of Occupational Lead Exposure on Blood Levels of Zinc, Iron, Copper, Selenium and Related Proteins. Biol Trace Elem Res 2012; 150: 49-55.
 
6.
Poniedziałek B., Piwecka K., Karczewski J. i wsp.: Wpływ kadmu na proliferację limfocytów krwi obwodowej człowieka in vitro. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 2009; 41: 259-265.
 
7.
Chlebda E., Antonowicz-Juchniewicz J., Andrzejak R.: Wpływ ekspozycji zawodowej na ołów i arsen na stężenie karotenoidów w surowicy u pracowników huty miedzi. Med Pracy 2004; 55, 5: 389-401.
 
8.
Czeczot H., Majewska M.: Kadm – zagrożenie i skutki zdrowotne. Farm Pol 2010; 66, 4: 243-250.
 
9.
Czeczot H., Skrzycki M.: Kadm – pierwiastek całkowicie zbędny dla organizmu. Postępy Hig Med Dośw 2010, 64:38-49.
 
10.
Krzywy I., Krzywy E., Peregud-Pogorzelski J. i wsp.: Kadm – Czy jest się czego obawiać? Annales Akademiae Medicae Stetinensis 2011; 57, 3: 49-63.
 
11.
Seńczuk-Przybyłowska M., Śmigielska S., Anna Woźniak A. i wsp.: Ocena poziomu kadmu i ołowiu u pacjentów z nowotworami głowy i szyi. Przegląd Lekarski 2011; 68, 10:794-802.
 
12.
Gawęda E.: Narażenie zawodowe na rakotwórcze metale i metaloidy w procesach rafinacji metali ciężkich. Med Pracy 2005; 56, 2: 161-165.
 
13.
Daragó A., Chmielnicka J.: Znaczenie kadmu, selenu, cynku i miedzi w rozwoju nowotworów gruczołu krokowego. Nowotwory. Journal of Oncology 2004; 54, 4: 384-398.
 
14.
Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Dz. U poz.817 z dnia 23.06.2014.
 
15.
Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 30 grudnia 2004 roku w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy związanej z występowaniem w miejscu pracy czynników chemicznych. Dz.U. 2005, nr 11, poz. 86.
 
16.
Krzywy I., Krzywy E., Pastuszak Gabinowska M. i wsp.: Ołów – czy jest się czego obawiać? Annales Akademiae Medicae Stetinensis 2010; 56, 2: 118-128.
 
17.
Trzcinka-Ochocka M., Jakubowski M., Raźniewska G.: Ocena narażenia zawodowego na ołów w Polsce. Med Pracy 2005;56: 395-404.
 
18.
Moździerz A., Juszko-Piekut M., Stojko J.: Zanieczyszczenie kadmem powietrza atmosferycznego miast śląskich Med Środ 2014; 17, 1: 25-33.
 
19.
Nowińska K., Adamczyk Z.: Mobilność pierwiastków towarzyszących odpadom hutnictwa cynku i ołowiu w środowisku. Górnictwo i Geologia 2013; 8, 1: 77-87.
 
20.
Dodig S., Cepelak I.: The facts and controversies about selenium. Acta Pharm 2004; 54: 261-276.
 
21.
Kuczyńska J., Biziuk M.: Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego. Ecol Chem Eng 2007; 51: 47-65.
 
22.
Gać P., Pawlas K.: Stężenie selenu we krwi w różnych populacjach osób zdrowych i chorych – przegląd piśmiennictwa z lat 2005-2010. Med Środ 2011; 14, 1: 93-104.
 
23.
Rayman M.P.: The importance of selenium to human health. Lancet 2000; 356: 233-241.
 
24.
Zwolak I., Zaporowska H.: Rola selenu i wybranych Se-Białek w organizmie człowieka. Ann UMCS 2005; 60, 16: 457- 460.
 
25.
Hardy G., Hardy I.: Selenium: the Se-XY nutraceutical. Nutrition 2004; 20: 590-593.
 
26.
Hogberg J., Alexander J.: Selenium (in:) Norbert G. (ed.): Handbook on the Toxicology of Metals. Academic Press, Inc. 2007: 783-807.
 
27.
Chan S., Gerson B., Subramaniam S.: The role of copper, molybdenum, selenium, and zinc in nutrition and health. Clin Lab Med 1998; 18, 4: 673-685.
 
28.
Raisbeck M.F.: Selenosis. Vet Clin North Am Food Anim Pract 2000; 16: 465-480.
 
29.
Marriott L.D., Foote K.D., Kimber A.C. et al.: Zinc, copper, selenium and manganese blood levels in preterm infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2007; 92: F494-F497.
 
30.
Odabasi E., Turan M., Aydin A. et al.: Magnesium, zinc, copper, manganese, and selenium levels in postmenopausal women with osteoporosis. Can magnesium play a key role in osteoporosis? Ann Acad Med Singapore 2008; 37: 564-567.
 
31.
Stoeppler M., Brandt K., Rains T.C.: Contribution to automated trace analysis. Part II. Rapid method for the automated determination of lead in whole blood by electrothermal atomic-absorption spectrophotometry. Analyst 1978; 103: 714-22.
 
32.
Neve J., Molle L.: Direct determination of selenium in human serum by graphite furnace atomic absorption spectroscopy. Improvements due to oxygen ashing in graphite tube and Zeeman effect background correction. Acta Pharmacol Toxicol 1986; 59: 606-609.
 
33.
Dynerowicz-Bal E., Andrzejak R., Antonowicz-Juchniewicz J. i wsp.: Wpływ zawodowego narażenia na arsen i metale ciężkie na aktywność katepsyn i ich inhibitorów w surowicy krwi pracowników huty miedzi. Med Pracy 2005; 56, 5: 347-361.
 
34.
Poręba R., Gać P., Poręba M. i wsp.: Związek między przewlekłym narażeniem na ołów, kadm i mangan a wartością ciśnienia tętniczego oraz występowaniem nadciśnienia tętniczego. Med Pracy 2010; 61, 1: 5-14.
 
35.
Jakubowski M., Marek K., Piotrowski J.K. i wsp.: Zalecenia dotyczące rozpoznawania i profilaktyki medycznej ołowicy. Instytut Medycyny Pracy. Łódź 1997.
 
36.
Gać P., Pawlas N., Poręba R. et al.: The relationship between environmental exposure to cadium and lead and blood selenium concentration in randomly selected population of children inhabiting industrial regions of Silesian Voivodship (Poland). Human and Environ Toxicol 2014; 33, 6: 661-669.
 
37.
Amalian A., Dzwilewska I., Kupraszewicz E. i wsp.: Wpływ uzależnienia od nikotyny na morfologię krwi u mężczyzn. Przegląd Lekarski 2009; 66; 10: 899.
 
38.
Bem E., Piotrowski J.K., Turzyrlska E.: Cadmium, zinc, copper and metallothionein levels in the kidney and liver of humans from central Poland. Environ Monit Asses 1993; 25: 1-13.
 
39.
Kuźmicka P., Karakiewicz B., Rotter I.: Wpływ palenia tytoniu na wybrane składniki mineralne: wapń, magnez, żelazo, cynk i selen – przegląd badań. Med Og Nauk Zdr 2012; 18, 4: 409-415.
 
40.
Ellingsen D.G., Thomassen Y., Rustad P. et al.: The timetrend and the relation between smoking and circulating selenium concentrations in Norway. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology 2009; 23, 2: 107-115.
 
41.
Gonzalez-Reimers E., Martin-Gonzalez M.C., Galindo-Martin L. et al.: Hair zinc, copper and iron: relationships with quality of diet, tobacco smoking and nutritional status. Trace Elements and Electrolytes 2008; 25: 35-40.
 
42.
Pawlas N., Strömberg U., Carlberg B. et al.: Cadmium, mercury and lead in the blood of urban women in Croatia, the Czech Republic, Poland, Slovakia, Slovenia, Sweden, China, Ecuador and Morocco. Int J Occup Med and Environ Health 2013; 26, 1: 58-72.
 
43.
Gaździk T., Kamiński M.: Funkcja i struktura gonad męskich w zatruciu kadmem. Post Hig Med Dośw 1983; 37: 215-230.
 
44.
Kapka L., Baumgartner A., Siwińska E. i wsp.: Environmental lead exposure increases micronuclei in children. Mutagenesis 2007; 22, 3: 201–207.
 
45.
Kasperczyk A., Ostałowska A., Grucka-Mamczar E. i wsp.: Porównanie stężenia kadmu, cynku i selenu we krwi i w nasieniu ludzkim. Bromat Chem Toksykol 2008; XLI, 1: 81-87.
 
46.
Othman A.I., El Missiry M.A.: Role of selenium against lead toxicity in male rats. J Biochem Mol Toxicol 1998; 12: 345-349.
 
47.
Alabi N.S., Beilstein M.A., Whanger P.D.: Chemical forms of selenium present in rat and ram spermatozoa, Biol Trace Elem Res 2000; 76:161-172.
 
48.
Hawkes W.C., Turek P.J.: Effects of dietary selenium on sperm motility in healthy men. J Androl 2001; 22: 764-772.
 
49.
Waatanabe T., Endo A.: Effect of selenium deficiency on sperm morphology and spermatocyte chromosomes in mice. Mut Res 1991; 262: 93-99.
 
50.
Olewińska E., Kasperczyk A., Kapka L. et al.: Level of DNA damage in lead-exposed workers. Ann Agric Environ Med 2010; 17, 2: 231-236.
 
eISSN:2084-6312
ISSN:1505-7054