Излагане на манган в питейната вода и хиперактивно поведение при по-големи деца
Вещ
Автор (и):
Въведение
Понастоящем е признато, че излагането на определени метали, като олово и живак, пречи на развитието на нервната система при децата. Тези познания предизвикаха обществения интерес и доведоха до прилагането на мерки за намаляване на излагането на тези метали. Според последните епидемиологични и животински проучвания манганът (Mn) е метал, който също може да има вредно въздействие върху неврологичното развитие. От една страна е известно, че малко количество манган е от съществено значение за правилното функциониране на организма и че рискът от дефицит на манган е практически нулев, като нуждите се задоволяват лесно с храна; само един случай на експериментално предизвикан дефицит е докладван в литературата. От друга страна, прекомерното излагане на манган, главно чрез вдишване, може да предизвика невротоксични ефекти.
Невротоксичните свойства на мангана са известни от 1858 г., след като английският лекар Джеймс Купър съобщава за странния интоксикационен синдром, претърпян от работници в рудни мини, богати на манган. Няколко от тези непълнолетни наистина са развили манганизъм, сериозно увреждане на централната нервна система. Това е прогресивен и инвалидизиращ синдром, чието развитие може да бъде разделено на три фази:
Излагането на манган води до натрупване на манган в базалните ганглии (субкортикални структури) и по-специално в globus pallidus. Токсичното действие на мангана върху невроните причинява дисбаланс в дейността на няколко невротрансмитери, включително допамин и ã-аминомаслена киселина (GABA).
Важно е да се отбележи, че по-голямата част от знанията за невротоксичните ефекти на мангана идват от проучвания на работното място. Има много съобщения за манганизъм от дните на Джеймс Купър. Засегнатите са работници от различни работни места, където частиците на манган във въздуха присъстват в концентрации, обикновено по-големи от 1 mg Mn/m3, т.е. мини и заводи за преработка на манганова руда, заводи за производство на манган, манганови сплави и места, където се извършват чести запояване. При по-ниска експозиция рискът от манганизъм намалява, но могат да се наблюдават субклинични ефекти. Тези ефекти могат да повлияят на двигателните функции (тремор, затруднено изпълнение на бързи алтернативни движения, мускулна ригидност, постурални проблеми) и когнитивни (скорост на реакция, памет, обхват на вниманието) и да предизвикат психологически разстройства (депресия, раздразнителност, тревожност, агресивност, объркване).
Излагане на високи концентрации на манган в питейната вода
Освен това е проведено проучване за ефектите от излагането на манган чрез поглъщане на питейна вода при възрастни. В Пелопонес, Гърция, бяха сравнени три региона с нарастващи концентрации на манган: 4 до 15 µg/L (регион A), 80 до 250 µg/L (регион B) и 1800 до 2300 µg/L (регион C) 5. Повишената концентрация на манган във вода е свързана с тази в косата и с неврологични признаци, оценени чрез стандартизиран преглед; разликите бяха значителни между зони А и С. Обърнете внимание, че концентрацията на манган в кръвта не е свързана с тази в косата, нито с неврологичните признаци. Резултатите от това проучване показват, че невротоксичните ефекти могат да възникнат при дози, които се считат за безопасни, т.е. под референтната стойност (RfD, 10 mg/ден). Въз основа на това проучване Агенцията за опазване на околната среда (EPA) избра да вземе по-внимателно приема на манган от вода в сравнение с храната, използвайки защитен фактор 3 за оценка на приема на манган от питейна вода при изчисляването на RfD.
Присъствие на манган във вода в Квебек
Естествено високи концентрации на манган се откриват във водата на няколко региона в Квебек, Канада и другаде по света. В Квебек концентрациите са много променливи, но най-високи нива се откриват в подпочвените води. Концентрации до 2800 µg/L са измерени в частни кладенци в Lac Brome в Estrie 6. Тези високи концентрации се благоприятстват от окислително-възстановителните условия, които преобладават в подземните почви и позволяват разтварянето на манган в скалите. В Квебек 21% от населението се храни с източник на подземни води, но има малко данни за наличието на манган във водоносни хоризонти. Геоложката служба на Канада проведе проучване във водосбора на река Шатогвай, което показа, че 10% от частните кладенци имат концентрация от 290 µg манган/L 7. Ако приемем, че подобна ситуация може да съществува в останалата част на Квебек, приблизително 160 000 души (а) ще бъдат обслужвани от вода с поне тази концентрация на манган, концентрация, която е свързана, трябва да се помни, с неблагоприятни ефекти в изследването на He et al. 1 .
Пилотно проучване за излагане на манган във вода и деца 8
През 2005 г. бяхме информирани, че мрежата за питейна вода на община в Квебек разпределя вода с висока концентрация на манган. Тази информация идва от жител на тази община, също магистър по екология в Университета на Квебек в Монреал. Поради това поехме ангажимент да проведем проучване в тази община, за да проверим дали неблагоприятните ефекти върху здравето могат да бъдат свързани с това излагане. Децата бяха избрани като целева популация поради възможната им уязвимост към невротоксичните ефекти на мангана. Хипотезата на пилотното проучване е, че концентрацията на манган във вода е свързана с тази в косата (показател за експозиция) и че последната е свързана с хиперактивно поведение при деца в училищна възраст от тази община.