1 Spitalul de copii din Institutul de cercetare Eastern Ontario, Ottawa, ON, Canada

2 Epidemiologie clinică, Institutul de cercetare al spitalului din Ottawa, Ottawa, ON, Canada

3 Clinica de sănătate a mediului, Women's College Hospital, Toronto, ON, Canada

4 Departamentul de Medicină Familială și Comunitară, Universitatea din Toronto, Toronto, ON, Canada

Abstract

1. Introducere

Nici o persoană nu are un anumit nivel de metale toxice în corpul său, circulă și se acumulează cu expuneri acute și cronice pe viață. O persoană poate lua numeroase măsuri pentru a minimiza expunerile și pentru a optimiza metabolismul și excreția elementelor toxice din scaun și urină cu dietă, suplimente și terapie de chelare [1, 2]; cu toate acestea, o cale de eliminare a substanțelor toxice adesea trecută cu vederea este prin procesul de transpirație [3].

Transpirația cu căldură și/sau exerciții fizice a fost privită de-a lungul veacurilor, de către grupurile din întreaga lume, ca „curățare”. Ca parte a unei analize a scopului privind arsenicul, cadmiul, plumbul și mercurul, am analizat literatura științifică referitoare la excreția toxică în sudoare.

1.1. Arsenic, cadmiu, plumb și mercur: fundal

În timp ce multe elemente chimice sunt esențiale pentru viață, arsenicul, cadmiul, plumbul și mercurul nu au efecte benefice cunoscute la om. Dimpotrivă, toate cele patru elemente sunt cancerigene confirmate sau probabile și prezintă efecte toxice pe scară largă asupra multor sisteme corporale, inclusiv sistemele nervoase, endocrine, renale, musculo-scheletice, imunologice și cardiovasculare [4-7].

Copiii și fătul sunt cel mai expuși riscului de rău, expunerile timpurii putând predispune tânărul pe parcursul vieții sale la afecțiuni multisistemice, precum și la un IQ mai scăzut și la un comportament disfuncțional. La populațiile mai în vârstă există o probabilitate crescută de declin cognitiv precoce, precum și o serie de afecțiuni, inclusiv boli renale și cardiovasculare, diabet și osteoporoză [4-7].

Cu elemente toxice omniprezente în aerul, apa, alimentele și mediul nostru fizic, precum și în multe produse de consum, evitarea prudentă nu este întotdeauna posibilă. Deși semnele și simptomele bolii cronice sunt în concordanță cu efectele arsenului, cadmiului, plumbului și/sau mercurului, medicii au de obicei un indice scăzut de suspiciune clinică și, prin urmare, nivelurile de elemente toxice sunt rareori investigate. Diagnosticul poate fi o provocare, deoarece mai multe substanțe chimice pot contribui la efecte subtile în bolile cronice ale unei persoane, iar efectele pot fi sinergice. O recenzie recentă a solicitat evaluarea mercurului la toți pacienții care prezintă hipertensiune arterială sau orice boală vasculară [11], dar alte elemente toxice, cum ar fi plumbul [12], pot fi, de asemenea, implicate la niveluri frecvent observate în populație. „Profiluri de interacțiune” [13] compilate de Agenția SUA pentru Substanțe Toxice și Registrul Bolilor raportează că toxicitățile renale ale amestecurilor de plumb plus mercur sunt mai mari decât s-ar prevedea cunoscând răspunsul la doza de toxicitate a elementelor individuale. În mod similar, toxicitățile neurologice ale amestecurilor de plumb plus arsenic, plumb plus metilmercur și plumb plus cadmiu sunt supra-aditive [13].

1.2. Transpirație: fundal

Creșterea sarcinii termice pe corp activează mecanismele de pierdere a căldurii, inclusiv circulația crescută pe piele și transpirația [14], cu fluxul de sânge în piele crescând de la o linie de bază de 5-10%, la 60-70% din debitul cardiac [15]. ]. Transpirația maximă are loc în decurs de 15 minute și pierderea de lichid poate fi de până la 2 L/h la o persoană „aclimatizată” care transpira regulat [16].

Copiii, cu o suprafață mai mare în comparație cu masa corporală, au fost observați în studiile de cercetare că transpiră mai puțin decât adulții, transpirația crescând până la pubertate [24]. Deși unele cercetări au indicat că termoreglarea și toleranța la căldură a copiilor pot fi mai puțin robuste decât adulții, aceste descoperiri pot fi cel puțin parțial un artefact al proiectelor de studiu și al modelelor de interpretare [25]. În cercetările care implică exerciții și căldură, poate fi o provocare să menții o motivație continuă și consecventă în rândul copiilor.

2. Metode

2.1. Strategie de căutare

Medline, Embase, Toxline, Biosis și AMED au fost căutate, fără restricții de dată sau limbă, până la 22 martie 2011. Aceste înregistrări au fost completate cu căutări pentru alte cercetări de către autori cheie, căutări de citate și liste de referințe ale rapoartelor cheie, și „articole conexe”.

Nici transpirația, nici elementele toxice nu sunt subiecte de cercetare exclusiv moderne, așa că pentru a căuta în literatura mai veche toate formele chimice, versiunea online a Chemical Rubber Company Handbook a fost căutată pentru toți compușii de arsen, cadmiu, plumb și mercur și liste de cuvintele cheie au fost extrase din aceste liste. Căutările care utilizează aceste cuvinte cheie au dat înregistrări care nu au fost identificate în căutările folosind numerele serviciului de rezumate chimice (CAS) sau rubricile subiectului medical (MeSH) pentru arsenic, cadmiu, plumb și mercur. Numerele CAS și MeSH sunt destinate anumitor substanțe chimice individuale sau înregistrări referitoare la compuși nespecificați - instrumentul nu poate fi atât specific, cât și general în același timp. Înregistrările de elemente toxice au fost căutate pentru termeni care au legătură cu transpirația, transpirația, sauna, băile de aburi, exercițiile fizice, depurarea și secreția sau excreția de pe piele. Înregistrările bibliografice au fost importate, duplicatele au fost eliminate și rapoartele au fost examinate folosind Zotero 2.03 (http://www.zotero.org/).

2.2. Evaluarea și includerea raportului

Titlurile și rezumatele au fost examinate de un investigator (MS), pentru rapoarte primare cu date despre unul sau mai multe dintre elementele toxice în sudoare, cu cel puțin un rezumat substanțial în limba engleză. Au fost incluse recenzii la acest nivel, pentru a căuta liste de referințe. Doi anchetatori (MS și KK) au examinat independent studiile pentru includere și au extras și au verificat datele. Au fost incluse toate studiile care prezintă date umane cantitative privind nivelurile de arsenic, cadmiu, plumb și/sau mercur, indiferent de proiectarea experimentală sau de metodele de colectare a transpirației sau de analiză chimică.

3. Rezultate

Din 122 de înregistrări bibliografice identificate, 70 nu au îndeplinit criteriile de includere la prima examinare, 52 de articole cu text integral au fost căutate pentru screening-ul cu text complet și 50 au fost obținute și examinate. S-au notat date din rezumatul extins al unui raport în limba germană [26] și concluzia din rezumatul unui raport în limba rusă [27] care nu au fost obținute în textul integral. Douăzeci și patru de rapoarte de 22 sau 23 de studii sau studii (nu este clar dacă două studii de la o instituție au raportat rezultate de două ori pentru un subgrup de participanți [22, 28]) au fost incluse în sinteza dovezilor. Căutarea, screeningul și includerea studiului sunt rezumate în diagrama de flux PRISMA modificată, Figura 1.

mercur

Diagrama de flux PRISMA a căutărilor de probe și includere.
3.1. Excreția elementelor toxice în sudoare

Împreună cu mineralele esențiale, transpirația este o cale de excreție recunoscută pentru metalele toxice. De exemplu, se recomandă prelevarea de păr aproape de scalp, deoarece conținutul de elemente toxice poate fi ridicat de-a lungul axului, fie din contaminarea mediului înconjurător, fie din toxine excretate în transpirație și sebum [32, 42]. Mineralele provin în general din serul sanguin [28], cu contribuția expunerilor profesionale absorbite dermic, care s-ar putea să nu se reflecte în sânge sau urină [35, 37]. Transpirația a fost indusă de saună, exerciții fizice sau ionoforeză pilocarpină pentru a măsura concentrația de metale grele în transpirație, în timp ce sauna și exercițiul fizic au fost utilizate pentru terapie. Participanții la studiu au inclus lucrători cu expuneri profesionale și indivizi fără expuneri profesionale care se simțeau bine sau se confruntă cu probleme de sănătate cronice, iar în două studii participanții au fost dozați intenționat cu plumb [34, 37]. Studiile care au examinat prezența metalelor toxice în transpirație sunt rezumate în tabelele 1, 2, 3 și 4, pentru arsenic, cadmiu, plumb și respectiv mercur.

Arsenic se acumulează foarte mult în piele și provoacă leziuni caracteristice ale pielii, dar sunt disponibile puține informații despre nivelurile de transpirație. Yousuf și colab. recent a constatat că excreția de arsenic a fost cea mai mare de pe pielea pacienților cu leziuni ale pielii, ușor, dar nu semnificativ statistic mai scăzută de la controalele expuse la arsen, și de câteva ori mai mică de la controalele neexpuse [29]. Genuis și colab. a măsurat numeroase elemente toxice în plasma sanguină, urină și transpirație a 20 de subiecți studiați (10 sănătoși și 10 cu probleme cronice de sănătate) [3]. Concentrația maximă de arsen în sudoare a fost de 22 μg/L. În medie, arsenicul a fost de 1,5 ori (la bărbați) până la de 3 ori (la femei) mai mare în transpirație decât în ​​plasma sanguină; cu toate acestea, arsenicul a fost eliminat la concentrații mai mici în transpirație decât în ​​urină [3].

Mercur. În 1973, Lovejoy și colab. a observat că expunerea la mercur nu este întotdeauna corelată cu nivelurile de mercur din urină și că eliminarea pe alte căi, cum ar fi transpirația, poate fi o explicație [41]. Ei au sugerat, "transpirația ar trebui să fie tratamentul inițial și preferat pentru pacienții cu niveluri ridicate de urină de mercur". Într-un raport de caz din 1978, un muncitor grav otrăvit a fost salvat cu terapie de chelare, urmat de un regim de transpirație zilnică și fizioterapie pe parcursul mai multor luni în care nivelul de mercur al transpirației a revenit la normal și pacientul și-a revenit [40]. Robinson a măsurat mercurul în transpirație în mod repetat la doi voluntari, observând raporturi de concentrație a transpirației la urină variind de la mai puțin de 0,1 la mai mare de 5. Concentrațiile de mercur de sudoare au variat mult de la o zi la alta și nu a existat nicio corelație cu nivelurile de urină. Transpirați niveluri de mercur de 1,5 μg/L au fost observate de Genuis și colab. [3] și 1.4 μg/L de Robinson și Skelly [39].

4. Discutie

Arsenicul, cadmiul, plumbul și mercurul pot fi excretate în cantități apreciabile prin piele, iar ratele de excreție au fost raportate să se potrivească sau chiar să depășească excreția urinară într-o perioadă de 24 de ore. Acest lucru prezintă un interes deosebit dacă compromisul renal limitează excreția urinară a elementelor toxice.

Observația că între o treime și jumătate de plumb în transpirație poate fi asociată cu molecule cu greutate moleculară mare [22] merită replicarea, inclusiv examinarea elementelor toxice suplimentare și caracterizarea moleculelor asociate observate anterior. Excreția acestor molecule mari sugerează, de asemenea, că transpirația poate fi un mijloc de excreție a metalelor complexate cu agenți de chelare naturali sau sintetici.

Studiul recent al lui Yousuf și colab. Care demonstrează un raport molar 2: 1 de zinc: arsenic și vitamina E crescută în secrețiile pielii sugerează potențiale suplimente terapeutice pentru a satisface aceste cerințe biochimice. Vitamina E, zincul și alți nutrienți sunt necesari pentru metilarea și detoxifierea arsenicului în organism, iar suplimentarea cu vitamina E îmbunătățește manifestările pielii în arsenicoză [29].

Din perspectiva sănătății ocupaționale, plumbul și probabil alte elemente toxice pot fi absorbite prin piele, ceea ce susține dușul la locul de muncă și sugerează în plus posibilitatea de a curăța pielea lucrătorilor prin spălarea cu un agent de chelare (de exemplu, EDTA clătește plumbul extras din pielea lucrătorilor în experimentarea validării metodelor [38]). Nu se știe dacă transpirația în timpul zilei de lucru poate afecta absorbția cutanată sau dacă transpirația forțată la sfârșitul zilei de muncă ar fi benefică. De asemenea, nu se știe dacă creșterea fluxului sanguin către piele ar putea îmbunătăți absorbția în sânge sau dacă sănătatea lucrătorilor ar putea fi optimizată printr-o combinație de intervenții de curățare a pielii la locul de muncă și transpirații.

Transpirația a fost percepută mult timp pentru a promova sănătatea, însoțind nu doar exercițiile fizice, ci și cu căldura. Tradițiile și obiceiurile la nivel mondial includ băi romane, cabane sudoripare aborigene, saune scandinave (căldură uscată; umiditate relativă de la 40% la 60%) și băi turcești (cu aburi). Saunele cu infraroșu încălzesc țesuturile expuse cu radiații infraroșii, în timp ce temperatura aerului rămâne mai rece decât în ​​alte saune.

Transpirația este un aspect îndelungat, dacă a fost uitat recent, al detoxifierii cu mercur. Diferite strategii folosite pentru menținerea forței de muncă din mineritul mercurului au fost explorate de-a lungul secolelor. În Spania și colonii, mult timp sursele primare de mercur din lumea occidentală, trimițând lucrători bolnavi în clime mai calde, departe de expunerea la băutură de bere slabă (oxidarea catalazei peroxidului de hidrogen al mercurului elementar la mercurul ionic este inhibată competitiv de alcool, crescând mercurul expirat respirația [44]) și a lucra la căldură (probabil pentru a transpira „vaporii”) a fost o strategie obișnuită și eficientă cu secole în urmă; tremurături, salivație și ulcere bucale rezolvate în general în câteva săptămâni [45].

Odată cu aclimatizarea și utilizarea regulată, sauna este, în general, bine tolerată de toate vârstele [46], deși supravegherea medicală poate fi recomandată în timpul sesiunilor inițiale pentru copii, vârstnici sau cei cu sănătate compromisă. Calitățile variate ale dovezilor indică potențiale îmbunătățiri pe termen scurt și lung pentru afecțiuni cardiovasculare, reumatologice și respiratorii; contraindicațiile includ angină pectorală instabilă, infarct miocardic recent, stenoză aortică severă și sarcină cu risc ridicat [15, 46]. Transpirația nu este observată doar pentru a spori excreția elementelor toxice de interes din această lucrare, dar poate crește și excreția diverselor substanțe toxice, așa cum s-a observat la lucrătorii de salvare din New York [47] sau, în special, ignifugi persistenți [48] și bisfenol. - A [49].

Optimizarea potențialului transpirației ca mecanism excretor terapeutic merită cercetări suplimentare. Până în prezent, corpul larg de cercetări în homeostazia celor mai frecvente metale (sodiu, potasiu și într-o măsură mai mică, magneziu, calciu și zinc) și condiționarea sau adaptarea la transpirația regulată de către sportivi nu a fost asociat cu studii de excreție. de oligoelemente. Cercetările limitate sugerează indirect că condiționarea nu poate restricționa excreția elementelor neesențiale. Terapii combinate, cum ar fi administrarea de n-acetil cisteina, vitamina C, un agent chelator sau doze mici de etanol (pentru mercur), pentru a numi câteva posibilități, împreună cu sauna și/sau terapia cu exerciții fizice pentru a induce transpirația, pot fi căi fructuoase de investigație.

S-a observat că în rândul persoanelor a căror sănătate este compromisă de substanțe toxice, mecanismele de reglare a căldurii ale sistemului nervos autonom sunt adesea afectate, ducând la eșecul transpirației ușoare [3]. În aceste cazuri, împreună cu dieta și suplimentarea nutrițională pentru remedierea dezechilibrelor biochimice, intervențiile care trebuie luate în considerare includ periajul pielii, niacina pentru a ajuta la vasodilatație și exercițiile fizice înainte de utilizarea saunei [50]. Experiența clinică este că, cu persistență și hidratare amplă, pacienții încep să transpire în cele din urmă. Acesta este adesea un semn că funcția sistemului nervos autonom începe să se îmbunătățească. Cu o capacitate sporită de a transpira, detoxifierea este facilitată, ceea ce poate duce în cele din urmă la îmbunătățirea clinică.

În scopuri de biomonitorizare și cercetare, sunt de dorit metode moderne validate pentru colectarea și măsurarea elementelor în transpirație, astfel încât acest mijloc de excreție poate fi luat în considerare în contextul altor măsuri, cum ar fi concentrațiile de urină, sânge, fecale și păr. Considerațiile privind metodele de colectare uscată și umedă au fost discutate recent în contextul substanțelor dizolvate esențiale [51, 52].

Fără îndoială, cercetările ulterioare în acest domeniu ar îmbunătăți înțelegerea, dar dovezile disponibile sugerează că medicii ar putea lua în considerare recomandarea transpirației așa cum este tolerată prin exerciții (preferată) și/sau utilizarea unei saune ca tratament cu risc scăzut, potențial benefic pentru persoanele care ar putea experimenta efectele elementelor toxice sau pentru persoanele cu expunere regulată la sau acumulare de substanțe toxice.

5. Concluzii

Transpirația oferă potențial și merită luată în considerare, pentru a ajuta la eliminarea elementelor toxice din corp. Deoarece elementele toxice sunt implicate în multe afecțiuni cronice grave, este necesară cercetarea la pacienții cu afecțiuni selectate pentru a evalua sarcina corporală și pentru a testa eficacitatea eliminării sursei, a alegerilor dietetice și a suplimentelor, a intervențiilor care induc transpirația și a tratamentelor cu medicamente, toate până la spori excreția elementelor toxice cu scopul îmbunătățirii clinice. Există o nevoie clară de studii solide, dimensionate corespunzător pentru a evalua rezultatele clinice, din care pot fi derivate protocoale terapeutice. Atât rezultatele clinice, cât și cele biochimice ar trebui examinate pentru a dezvolta și monitoriza intervenții clinice care sunt atât sigure, cât și eficiente.

Conflictele de interese

Autorii declară că nu au conflicte de interese.

Mulțumiri

Revizuirea scopurilor din care derivă această lucrare a fost generos susținută de o subvenție din partea Institutelor canadiene de cercetare în domeniul sănătății și a Consiliului de cercetare în științe sociale și umaniste din Canada. Nu există conflicte de interese.

Referințe