badanie przyczyn przewlekłej choroby nerek o nieznanej etiologii (CKDu) poprzez analizę zanieczyszczeń jonami metali i Przeciwjonami w wodzie pitnej: badanie na Sri Lance

Streszczenie

wprowadzenie podwyższonych ilości obcych jonów do krwi może prowadzić do upośledzenia błony filtracyjnej nerek i przewlekłego uszkodzenia nerek. W celu oceny ryzyka spożycia wody pitnej (wody z wykopanych studni) w przewlekłej chorobie nerek o nieznanej etiologii (CKDu) przeanalizowano dotknięte obszary Sri Lanki, metale śladowe i inne przeciwciała w próbkach wody uzyskanych z wykopanych studni i porównano z obszarem referencyjnym. Woda pitna może być głównym źródłem odpowiedzialnym za wprowadzanie nefrotoksycznych zanieczyszczeń jonowych do organizmu człowieka. Aby osiągnąć ten cel, pobrano próbki wody pitnej z wykopanych studni w dwóch endemicznych obszarach CKDu i obszarze referencyjnym, gdzie nie stwierdzono pacjentów z CKDu w porze suchej. Na obszarze Wewelketiya (jeden z obszarów endemicznych) stężenia Cd w 60% próbek wody i stężenia Pb w 40% próbek wody przekroczyły maksymalny limit określony przez normy jakości wody Sri Lanki. Stężenia fluoru przekroczyły również dopuszczalne wartości ponad 80% pobranych próbek wody w obu endemicznych obszarach CKDu. Jednak żadna z próbek wody w obszarach odniesienia nie zgłosiła, że Cd, PB i fluor przekraczają swoje maksymalne dopuszczalne limity. W związku z tym ludzie w poszczególnych endemicznych obszarach CKDu są narażeni na uszkodzenie tkanek nerek z powodu długotrwałego narażenia na wodę pitną z podwyższonym poziomem niektórych jonów metali i kontrionów.

1. Wprowadzenie

przewlekła choroba nerek o nieznanej etiologii została po raz pierwszy odkryta na Sri Lance w połowie lat 90 .i była głównie obserwowana wśród rolników w północno-centralnej prowincji (NCP) Sri Lanki, a od tego czasu, w ciągu dwóch dekad, choroba rozprzestrzeniła się dramatycznie na inne obszary rolnicze kraju, takie jak Północne, Północno-Zachodnie, Wschodnie, UVA i centralne prowincje. Przewlekła choroba nerek (CKD) jest chorobą niezakaźną, która jest związana z czynnikami ryzyka, takimi jak cukrzyca lub nadciśnienie, przeszłe ukąszenia węży i infekcje dróg moczowych . W innym badaniu zdefiniowano “przewlekłą chorobę nerek” jako uszkodzenie nerek lub pogorszenie czynności nerek (zmniejszenie GFR) przez trzy miesiące lub dłużej . Przewlekła choroba nerek (CKD) to globalny problem zdrowia publicznego, który przyciąga coraz większą globalną uwagę ze względu na szybkie rozprzestrzenianie się choroby. Jednak CKD o nieznanej etiologii CKDu jest również powszechne i szybko rozwija się w niektórych regionach świata, zwłaszcza w Afryce, Ameryce Środkowej i Azji .

występowanie CKDu w tym samym kraju będzie się różnić w zależności od obszaru geograficznego. Intymny związek między jakością wody a geologią leżącą u jej podstaw został wielokrotnie odnotowany w różnych regionach geograficznych świata. Ponieważ CKDu występuje w społecznościach, w których wody gruntowe są głównym źródłem wody pitnej, istnieje hipoteza, że wiele czynników ryzyka , na przykład niezidentyfikowane toksyny środowiskowe prowadzące do CKDu , przewlekłe narażenie na pestycydy i zwiększony poziom metali ciężkich w wodzie i glebie , wysoki poziom fluoru i potencjalny wpływ AlFx w glebie i wodzie oraz wzrost cyjanobakterii w zasobach wodnych .

CKDu odkryto głównie wśród mężczyzn w północno-centralnej prowincji (NCP) Sri Lanki, w tym w dystryktach Anuradhapura i Polonnaruwa (Tabela 1), A Ostatnio wykryto go również wśród kobiet i dzieci. Mężczyźni to głównie rolnicy i / lub robotnicy rolni, którzy ukończyli 40 lat . Rozprzestrzenianie się choroby może być związane z niektórymi czynnikami geograficznymi i społeczno-ekonomicznymi, które mają pochodzenie środowiskowe i zawodowe. NCP Sri Lanki jest częścią “suchej strefy” Sri Lanki, z opadami od ∼1750 do 1000 mm rocznie, a niektóre badania wykazały, że mapa opadów w dużej mierze pokrywa się z regionem dotkniętym CKDu. Teraz choroba rozprzestrzeniła się na pobliskie dzielnice, w tym Północno-Zachodnie, Wschodnie i prowincje Uva. Jest to duże obciążenie dla gospodarki kraju ze względu na wysokie koszty leczenia i słabe dochody ludzi na odległych obszarach. Niektóre badania kohortowe przeprowadzone z wykorzystaniem opisowych zapisów szpitalnych wykazały, że liczba pacjentów przybywających do klinik nefrologicznych w Anuradhapura i Kandy wzrastała w latach 2001-2002, a większość z nich to pacjenci z CKDu .

Powiat Risk-działy AGA 2014 2015
Ampara Dehiattakandiya, Maha oya 493 468
Anuradhapura wszystkie działy 8903 8412
Polonnaruwa wszystkie działy 3483 5018
Badulla Rideemaliyadda, Mahiyangana 1010 943
Курунегала Полпитигама 561 1660
Matt Вильгамува 803 1107
Монарагала Танамалвила, Веллавайя, Баттала 246 794
Муллайтиву Велиоя 333 486
Вавуния Karolina Вавуния, Чеддикулам 163 1933
Trincomalee Падави сирипура, Гомаракадавала 484 426
Hambanthota Tissamharama, Lunugamvehera 0 205
razem 16479 21452
Źródło: Ministerstwo Zdrowia, żywienia i medycyny tubylczej, Sri Lanka, 2016 r.
Tabela 1
pacjenci z CKDu w obszarach wysokiego ryzyka przewlekłej choroby nerek o nieznanej etiologii (Ckdu) na Sri Lance.

przyczyny i czynniki ryzyka rozwoju CKDu są bardzo zróżnicowane. Ponieważ ckdu przeważa w gospodarstwach domowych, w których woda gruntowa lub studnia jest głównym źródłem wody pitnej, można postawić hipotezę o kilku czynnikach ryzyka: (a) przewlekłe narażenie na chemiczne pestycydy i nawozy, a tym samym wzrost metali ciężkich (np. Cd, Pb i As) w wodzie oraz (b) obecność wysokich poziomów fluoru i innych możliwych przeciwdziała, takich jak fosforany i azotany .

nierównowaga jonowa krwi i wprowadzenie wysokiego ładunku obcych jonów lub cząsteczek do krwi powodują upośledzenie błony filtracyjnej, co może prowadzić do denaturacji białek. Te cząsteczki białka przechodzą do moczu z powodu braku prawidłowego utrzymania wielkości porów w błonie. Kłębuszkowe naczynia włosowate stopniowo uszkadzają błonę filtracyjną przy wysokim gradiencie ciśnienia osmotycznego, a na ujemnie naładowane proteoglikany mogą wpływać wyższe stężenia kationów . Ponadto toksyny nie są filtrowane z krwi i gromadzone w organizmie. Gdy dysfunkcja nerek występuje częściowo lub całkowicie, normalne występy organizmu są zmienione, co powoduje poważne problemy zdrowotne o mylącej etiologii, takie jak przewlekła choroba nerek o nieznanej etiologii (CKDu) .

intencją niniejszego badania jest ocena jakości wody pitnej poprzez ocenę poziomów toksycznych metali i wybranych kontrionów w wykopanych studniach obszarów endemicznych CKDu w porównaniu z obszarem referencyjnym (obszary nieendemiczne CKDu) i komentarz na temat ryzyka spożycia wody pitnej na wybranych obszarach w oparciu o normy jakości wody Sri Lanki. Poza tym badanie ma na celu zbadanie dowodów na związek spożywania wody ze studni i występowania chorób nerek w wybranych endemicznych obszarach CKDu.

2. Metodologia

2.1. Pobieranie próbek

na podstawie informacji uzyskanych od Ministerstwa Zdrowia Sri Lanki, wewalketiya Grama-niladhari division (GND) i Ambagaswewa GND zostały wybrane jako endemiczne obszary ckdu do pobierania próbek wody, które znajdują się odpowiednio w dystrykcie Anuradhapura i Dystrykcie Polonnaruwa w prowincji centralno-Północnej na Sri Lance. Buddahangala GND w dystrykcie Ampara został wybrany jako obszar odniesienia dla niniejszego badania. Punkty pobierania próbek wody pitnej zostały wybrane z płytkich studni wody pitnej (studni wykopanych) znajdujących się w przydomowych ogrodach mieszkańców, które są głównymi źródłami zużycia wody w ich codziennym życiu. Trzydzieści wykopanych studni wybrano losowo do pobierania próbek wody, a wszystkie miejsca pobierania próbek znajdowały się w tej samej strefie klimatycznej (sucha Strefa Sri Lanki). Miejsca pobierania próbek zostały zarejestrowane w terenie przy użyciu Globalnego Systemu Pozycjonowania (GPS) (Rysunek 1). Procedura pobierania próbek została przeprowadzona w sierpniu 2019 r. (pora sucha) dla wszystkich wybranych obszarów badań. Potrojono 30 próbek wody pitnej z każdego obszaru pobierania próbek do nieskażonych butelek teflonowych (125 ml) i zakonserwowano przez dodanie conc. kwas azotowy (0,10 mL) i przechowywany w temperaturze 4°C, a kolejne trzy próbki wody pitnej zebrano do nieskażonych butelek teflonowych (125 ml) BEZ zakwaszenia i przechowywano w temperaturze 4°C.

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a)(b)
(b)

Rysunek 1
rozkład punktów pobierania próbek (warstwy wodonośnej), które znajdowały się na obszarach CKDu: a) Ambagaswewa GND, Madirigiriya DSD, Dystrykt Polonnaruwa oraz b) Wewalketiya GND, Rambewa DSD, Dystrykt Anuradhapura, Sri Lanka.

2.2. Analiza próbek wody

stężenie pierwiastków śladowych, w tym kadmu, ołowiu, chromu, arsenu, cynku, miedzi, sodu, potasu, żelaza, manganu, kobaltu i niklu oznaczono za pomocą spektrometrii mas z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-MS-7800-Agilent, Niemcy). Do kalibracji instrumentalnej wykorzystano multielementowe standardy ICP-MS (AccuStandard, USA). Dwie serie kalibracyjne (1 ppb–50 ppb i 10 ppb do 1000 ppb) przygotowano w standardzie multielement. Próbki wody zakwaszonej (z konc. HNO3) zostały przefiltrowane przez 0.Filtry strzykawkowe 45 µm przed włożeniem do przyrządu ICP-MS. Stężenie fosforanów i azotanów w próbkach wody mierzono metodą chromatografii jonowej zgodnie ze standardowymi procedurami US-EPA (metoda 9056A). Wodorowęglan sodu (CASRN 144-55-8) i węglan sodu (CASRN-497-19-7) były stosowane jako roztwór elucyjny, a kwas siarkowy (CASRN-7664-93-9) zastosowano jako rozwiązanie regeneracyjne. Do wzorców dla anionów przygotowanych dla zakresu stężeń (0,1 mg/l–10 mg/l) wykorzystano odczynniki klasy l000 mg / l roztworów podstawowych azotanów i fosforanów. Każdy wzorzec i pobrane próbki filtrowano za pomocą filtrów nylonowych 0,22 mikrometra. Próbki wprowadzono z szybkością przepływu 0,7 mL / min do chromatografu jonowego (Metrohm Eco IC). Stężenia fluorków w próbkach wody mierzono na miejscu za pomocą skalibrowanego miernika fluorków (Eutech Instrument, pH 510), a podczas wykonywania odczytów bufor TISAB (III) zastosowano z próbką wody w stosunku 1 : 1 w celu ustabilizowania pH medium. Stężenia magnezu i wapnia w próbkach wody oznaczono za pomocą spektrofotometru absorpcji atomowej płomienia (GBC 5000). W celu uzyskania krzywej kalibracyjnej przygotowano szereg wzorcowych roztworów metali (10 ppm–500 ppm) oddzielnie, stosując zarówno standardy Mg, jak i Ca jonów metali (1000 ppm, Bibby Scientific), oraz oznaczono stężenie Mg i Ca każdej próbki wody.

2.3. Przetwarzanie danych geograficznych i analiza danych statystycznych

pakiet oprogramowania ArcGIS 10.2.2 został użyty do przeprowadzenia interpolacji powierzchni dla wszystkich miejsc pobierania próbek przy użyciu szacunkowych średnich wartości do pomiaru wpływu zanieczyszczenia wody na badanym obszarze. Analiza statystyczna została przeprowadzona przy użyciu oprogramowania SPSS Statistics. Przeprowadzono statystyki opisowe na zestawach danych i przeprowadzono sparowany test t w celu określenia różnic lub podobieństw parametrów chemicznych zarejestrowanych w każdym miejscu pobierania próbek.

3. Wyniki i dyskusja

przewlekła niewydolność nerek wykazała ostatnio znaczny wzrost na niektórych obszarach w dzielnicach Anuradhapura i Pollonnaruwa. W tabeli 2 podsumowano wyniki badań metali śladowych i niektórych stężeń kontrionowych wybranych próbek wody odwiertowej, które uzyskano odpowiednio z Ambagaswewa GND (Madirigiriya DSD w dystrykcie Pollonnaruwa), Wewalketiya GND (Rambewa DSD w dystrykcie Anuradhapura) i miejsca odniesienia (Buddhangala GND w dystrykcie Ampara) w porównaniu z dopuszczalnymi wartościami granicznymi . Biorąc pod uwagę czynniki sprawcze CKDu, toksyczne metale są najważniejszym problemem, w tym kadm, chrom i ołów. Ślady kadmu naturalnie występują w fosforanach i wykazano, że przedostają się do wody, gleby, a także żywności poprzez stosowanie nawozów. Kadm występuje jako zanieczyszczenie w nawozach fosforanowych i rafinowanych produktach naftowych . Zgodnie z normami jakości wody pitnej Sri Lanki, maksymalny dopuszczalny poziom (MPL) kadmu (Cd) wynosi 3.000 µg/l . W niniejszym badaniu 60% wybranych studni wykopanych w Wewalketiya GND w dystrykcie Anuradhapura wykazało podwyższony poziom Cd, który przekracza MPLs. Jednakże próbki wody pitnej uzyskane z Ambagaswewa GND w dystrykcie Pollonnaruwa wykazały niski poziom Cd, który nie przekroczył MPLs, a także żadna z wód nie wykazała poziomu Cd przekraczającego MPLS w obszarze odniesienia.

koncentracja zmiennych Ambagaswewa GND Wewalketiya GND Reference site (Buddhangala GND) standardy SLS SLS 614 : 2013
Średni SD Niski Wysoki Średnie SD Niski Wysoki Średnie SD Niski Wysoki
Cd (µg/L) 0.178 0.162 ZNALEŹĆ 0.660 3.440 2.072 1.120 9.350 0.124 0.008 0.030 0.340 3
Pb (µg/L) 1.229 1.537 ND 6.080 5.422 3.687 1.000 17.350 1.368 0.196 0.000 7.420 10
Cr (µg/L) 0.203 0.423 ZNALEŹĆ 1.880 11.510 36.860 1.000 48.000 ND ND ND ND 50
Od (µg/L) 0.336 0.414 ZNALEŹĆ 1.650 ND ND ND ND 0.161 0.065 ND 2.850 10
Zn (µg/L) 3.138 5.451 ZNALEŹĆ 22.59 50.93 20.97 20.00 87.60 4.793 0.790 ZNALEŹĆ 33.44 3000
Cu (µg/L) 6.470 19.04 ZNALEŹĆ 175.0 10.61 25.82 3.210 250.0 3.990 1.230 0.210 106.0 1000
Ca (mg/L) 74.10 15.50 LUB 135.0 90.7 72.1 11.0 288.0 23.90 14.64 LUB 39.83 100
Mg (mg/L) 18.51 25.15 LUB 89.57 41.46 31.68 10.00 112.6 16.14 11.90 90.00 156.5 30
Na (mg/L) 1266 1682 205.0 8905 1518 2099 126.0 8845 3684 5175 114.0 8382 200
c (mg/L)) 505.4 379.6 0.000 1403 119.2 36.50 14.20 555.3 640.0 582.0 0.000 1832 N/A
Fe (mg/L)) 6.814 3.957 2.250 17.46 20.27 13.26 6.680 64.38 28.10 95.00 1.000 526.5 0.3
mn (mg / l) 21.36 44.56 0.130 166.3 11.09 8.540 1.080 41.59 29.80 79.40 0.200 340.2 0.3
co (mg / l) 0.019 0.072 0.000 0.383 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND N/D
Ni (mg/l) ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 0.02
Fluorek (mg/L) 1.260 0.654 0.320 3.160 1.370 0.658 0.220 3.020 0.505 0.081 0.100 3.200 1
Fosforany (mg/l) ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 2.0
Azotan (mg/L) 2.520 1.475 0.220 5.890 0.669 0.348 0.150 1.290 1.127 ZNALEŹĆ 0.110 3.330 50
ND: nie wykryto; N/A: niedostępne.
Tabela 2
statystyki opisowe składu chemicznego próbek wody ze studni we wszystkich miejscach pobierania próbek: Ambagaswewa GND w dystrykcie Polonnaruwa, WEWALKETIYA GND w dystrykcie Anuradhapura oraz miejsce odniesienia (Buddangala GND w dystrykcie Ampara).

jednakże, wcześniej opublikowane raporty interpretują, że długotrwałe narażenie na Cd przez wodę pitną utrzymuje się w nerkach i może spowodować niewydolność nerek poprzez kilka dróg , ponieważ zarówno uszkodzenie kanalików proksymalnych nerki, jak i spadek szybkości przesączania kłębuszkowego (GFR) u ludzi są spowodowane przewlekłym narażeniem na Cd . Rozkład kadmu wzdłuż miejsc pobierania próbek, w szczególności GND, przedstawiono na fig. 2, a stężenia kadmu były znacznie wyższe w Wewalketiya GND w odniesieniu do obszaru odniesienia. Stężenia Cd nie różniły się jednak znacząco od odniesienia w Ambagaswewa GND. Wzrost mobilności geochemicznej Cd można zaobserwować w kwaśnych warunkach środowiskowych z zastosowaniem nawozów i pestycydów na ziemi, co zwiększa całkowite stężenie Cd w glebach rolniczych. Zakwaszenie gleb i wód powierzchniowych zwiększa mobilność geochemiczną Cd. Kadm (Cd) został zasugerowany jako możliwy czynnik przyczyniający się do choroby, a źródło zanieczyszczenia może być związane z zastosowaniem potrójnego superfosfatu (TSP) w uprawach niełuskanych i innych uprawach, ponieważ stosowanie TSP jest powszechne w całym sektorze rolniczym na Sri Lance, a zwłaszcza na obszarach, na których panuje choroba .

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)

(a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)

Rysunek 2
stężenia kadmu w próbkach wody pitnej pobranych z A) miejsc pobierania próbek Wewelketiya GND w dystrykcie Anuradhapura, B) miejsc pobierania próbek Ambagaswewa GND w dystrykcie Polonnaruwa oraz C) miejsc pobierania próbek Buddangala GND (odniesienie) w dystrykcie Ampara.

zgodnie z wynikami niniejszego badania poziomy ołowiu w Ambagaswewa GND wynoszą 6,080 µg/L jako wartość maksymalna ze średnią 1,229 ± 1,537 µg/l, a poziomy ołowiu w Wewalketiya GND wynosiły od 1,000 µg/L do 17,350 ppb ze średnią 5,422 ± 3,687 µg/l (Tabela 2). Mimo że próbki wody wykopanej w Wewalketiya GND wykazały ogromną zmienność stężeń Pb, 40% pobranych próbek przekroczyło MPLs Pb, aw przypadku niewydolności nerek doniesiono, że przewlekła ekspozycja na PB może prowadzić do nefrotoksyczności charakteryzującej się efektami nerkowymi, takimi jak stwardnienie kłębuszkowe, włóknienie śródmiąższowe i nefropatia kanalikowa bliższa, które były powszechnie obserwowane wśród pacjentów z CKDu na Sri Lance .

poza tym stwierdzono, że zakresy stężeń Cr wybranych wykopanych studni w obszarach Ambagaswewa i Wewelketiya wynoszą 0,203-0.423 µg/l i 11,5–48,00 µg/l, a wszystkie wartości były poniżej MPLs. Jednak w obszarze odniesienia żadne z wybranych zasobów wodnych nie zostało skażone Cr. Zarówno u ludzi, jak i zwierząt chrom (III) występuje jako niezbędny składnik odżywczy, który odgrywa cenną kluczową rolę w metabolizmie tłuszczu, glukozy i białek, i odbywa się to poprzez działanie insuliny . Chociaż stwierdzono, że chrom (III) jest niezbędnym składnikiem odżywczym, zarówno ostre, jak i przewlekłe narażenie na wysokie poziomy poprzez wdychanie, spożycie lub kontakt ze skórą może powodować niekorzystne skutki zdrowotne. Nerka jest zatem jednym z głównych narządów docelowych dla Cr w ostrych dużych dawkach i przewlekłej skumulowanej ekspozycji. Oprócz tego, uszkodzenie nerek i dysfunkcja spowodowane przewlekłą ekspozycją na Cr może obejmować zarówno kłębuszków i kanalików .

skutki zdrowotne wynikające z twardej wody lub wodorowęglanów i siarczanów wapnia (Ca) i magnezu (Mg) są znaczące, a 100 mg/L Dla Ca i 30 mg/L Dla Mg są zalecane do wody pitnej. Wyniki uzyskane z analizy próbki wykazują różnice w stężeniach Ca I Mg w wybranych odwiertach w Ambagaswewa i Wewelketiya, a większość próbek zgłosiła, że stężenia Ca i Mg przekraczają MPLs w tych endemicznych obszarach CKDu. Jednakże na obszarze odniesienia średnie stężenia Ca i Mg wynosiły odpowiednio 23,09 (±14,63) mg/l i 16,14 (±11,90) mg/l, co wskazuje na niskie wartości w porównaniu z obszarami endemicznymi CKDu. Długotrwałe narażenie na działanie jonów Ca i Mg przez wodę pitną może niekorzystnie wpływać na zaburzenia czynności nerek, zmniejszając ryzyko powstawania kamieni wapniowych i zwiększając ryzyko powstawania kamieni nerkowych zawierających wapń .

fluor może naturalnie występować w wodzie powyżej pożądanych poziomów. Fluor został również zaproponowany jako przyczyna CKDu, a zgodnie z normą jakości wody pitnej Sri Lanki maksymalny dopuszczalny poziom (MPL) fluoru (F) wynosi 1,0 mg/l . Jednak wyższe poziomy fluoru w pobranych próbkach wody pitnej (ryc. 3) odnotowano w Wewalketiya GND (średnio: 1,370 ± 0.658 mg/l) i AAMBAGASWEWA GND (średnia: 1,260 ± 0,654 mg/l) w porównaniu do obszaru odniesienia (średnia: 0,505 ± 0,765 mg/l), a oba endemiczne obszary ckdu przekroczyły MPLs fluoru w pobranych próbkach wody pitnej. Zmiany poziomów fluoru we wszystkich miejscach pobierania próbek przedstawiono na fig. 3. Ponadto 80% próbek w Ambagaswewa GND i 95% próbek w Wewalketiya GND zostało skażonych fluorem, który przekroczył standardowe limity .

Rysunek 3
zmiany stężeń fluoru wzdłuż punktów pobierania próbek w miejscu odniesienia (Buddangala) i obszarach występowania chorób (Ambagaswewa i Wewalketiya).

nadmierne i długotrwałe narażenie na działanie fluoru może być bezpośrednio związane z uszkodzeniem tkanek nerek, ponieważ strefy wysokiego poziomu fluoru dla wód gruntowych pokrywają się z regionami występującymi w CKDU w NCP . Pacjenci ze zmniejszonym współczynnikiem przesączania kłębuszkowego mają zwiększone ryzyko przewlekłej toksyczności fluoru, ponieważ mają mniejszą zdolność do wydalania fluoru z moczem . Zgodnie z relacją dawka–efekt między poziomami fluoru i CKDu , nieoczekiwane skutki fluoru na systemy komórkowe zostały zbadane przez Agalakovą i Gusev, które wyraźnie ujawniają, że fluor może wpływać na stres oksydacyjny, wewnątrzkomórkową homeostazę redoks, peroksydację lipidów, hamowanie syntezy białek, zmianę ekspresji genów i apoptozę.

szereg czynników geologicznych, takich jak szybkość rozpuszczania i czas przebywania skał zawierających fluor, może być związany z wyższymi poziomami fluoru w płytkich studniach w tych obszarach. Minerały, a mianowicie charnockit, granit, hornblende i gnejsy biotyczne, a także minerały zawierające fluor, takie jak Mikas, piroksen, fluoryt, Turmalin, topaz, sphene i apatyt, mogą zwiększać poziom fluoru w glebie . Fluor w wodzie może być potencjalnym czynnikiem przyczynowym w rozwoju choroby z powodu nie tylko wpływu samego fluoru, ale także jego interakcji z innymi składnikami jonowymi, takimi jak Ca, Na i ewentualnie Mg, które są obecne w wodzie pitnej .

w szczególności pobrane próbki wody miały wysoką zawartość jonów z obecnością dużych ilości głównych jonów, takich jak Na+ I K+, które zwykle znajdują się w wodzie. Zwiększona ikoniczność wody pitnej może wpływać na wyczerpanie cząsteczek wody w pobliżu błony nerkowej, zmianę aktywności wody i aktywności jonów, aktywność osmotyczną i interakcje hydrofobowe. Przy sortowaniu jonów według ich zdolności do denaturowania białek główną rolę odgrywają kationy, w tym potas, sód, magnez i wapń oraz aniony, takie jak fluorek i fosforany, które są obecne w wyższej zawartości w pobranych próbkach wody pitnej z miejsc pobierania próbek . Spływ nawozów, który zawiera większość tych czynników jonowych, może przyczynić się do zanieczyszczenia źródeł wody pitnej w tym obszarze. Podobnie niektóre aniony, takie jak fluor i fosforany, są najbardziej aktywne w denaturacji białek, podczas gdy azotany są najmniej skuteczne. Zmiana składu i hydrologii gleby może prowadzić do zwiększenia jonizacji sąsiednich źródeł wody. Zmienne warunki redukcji i utleniania (w zależności od warunków środowiskowych i klimatycznych obszarów) gleby sprzyjają dodawaniu żelaza (Fe) i manganu (mn) do roztworu glebowego, który zostałby częściowo wypłukany do zwierciadła wody, co wskazuje na wyniki wysokiej zawartości Fe i MN we wszystkich miejscach pobierania próbek (Tabela 2). Fluktuacje redoks w glebie mogą obniżać pH roztworu z powodu niektórych procesów jonowych, takich jak konwersja węglanu do wodorowęglanu i reakcja z otaczającym dwutlenkiem węgla (CO2). obniżenie pH roztworu glebowego doprowadzi do uwolnienia toksycznych metali ciężkich związanych z glebą, które są dodawane do źródeł wody na tych obszarach. Intensywne stosowanie nawozów chemicznych i pestycydów jest również odpowiedzialne za obniżenie poziomu pH gleby .

nerka potrzebuje “dobrej” wody pitnej . Można uznać, że długotrwałe narażenie nerek na wodę pitną, która zawiera wiele gatunków jonowych i ma wysoką jonowość, która będzie utrzymywać się w nerkach, może niekorzystnie na nie wpływać. Takie narażenie jest określane jako “przewlekłe narażenie”. Przewlekłe narażenie występuje, gdy narażenie występuje w sposób ciągły z substancji toksycznych przez długi okres czasu . Warstwy wodonośne tych obszarów są stale uzupełniane przez wodę o wysokiej jonizacji z kanałów Mahaweli, a także częste utlenianie-redukcja tych warstw wodonośnych uwalniających i zwiększających się ilości jonów do zwierciadła wody .

4. Wniosek

utrzymywanie się przekroczonych poziomów Cd, Pb i fluorków, które wpływają na czynność nerek w niektórych wybranych odwiertach wykopanych na obszarach endemicznych CKDu wskazuje na ryzyko spożywania wody pitnej z tych zasobów. Mimo że inne analizowane pierwiastki śladowe i kontrionów w próbkach wody pitnej nie przekroczyły dopuszczalnych limitów, długotrwałe narażenie nerek przez wodę pitną z podwyższonym poziomem jonów zwiększa występowanie niewydolności nerek. Zanieczyszczenie źródeł wody pitnej metalami śladowymi i fluorem następuje głównie poprzez uwalnianie z gleby jonów związanych z cząstkami gleby. Dlatego warto zbadać źródła i drogi skażenia toksycznych metali i fluorków w glebie i przeprowadzić dalszą ocenę, aby zrozumieć wpływ stosowania nawozów i innych działań rolniczych na te zanieczyszczenia. Ponadto należy stale oceniać stężenia toksycznych metali w przypadku częstego stosowania nawozów powszechnie stosowanych w Sri Lance.

dostępność danych

dane użyte do potwierdzenia wyników tego badania są zawarte w artykule.

konflikty interesów

autorzy oświadczają, że nie mają znanych konkurencyjnych interesów finansowych ani relacji osobistych, które mogłyby mieć wpływ na pracę opisaną w niniejszym artykule.

podziękowania

autorzy chcieliby podziękować National Institute of Fundamental Studies (NIFS), Kandy, Sri Lanka, i chcieliby podziękować Pani Sachini Rathnasekara i Panu Sudesh Hemal za pomoc językową, pomoc w pisaniu i korektę artykułu oraz Amili T. Kannangara, Amitha Suriyaarachchi i Erandi Udayasiri za wspieranie analizy próbek wody. Badania te zostały sfinansowane przez projekt badawczy PS/DSP/CKDU/06 / 3.5 zatytułowany “ustanowienie Centrum informacji i badań CKDu na Uniwersytecie Kelaniya, Sri Lanka.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.