nieuws

Chronische loodvergiftiging is een belangrijke risicofactor voor hart- en vaatziekten bij volwassenen en cognitieve stoornissen bij kinderen, en kan zelfs bij loodniveaus die voorheen als veilig werden beschouwd, schadelijk zijn. In 2019 was blootstelling aan lood wereldwijd verantwoordelijk voor 5,5 miljoen sterfgevallen door hart- en vaatziekten en een totaal verlies van 765 miljoen IQ-punten bij kinderen per jaar.
Blootstelling aan lood is bijna overal, onder meer in loodhoudende verf, loodhoudende benzine, sommige waterleidingen, keramiek, cosmetica, parfums, maar ook in de smelterij, de batterijproductie en andere industrieën. Daarom zijn strategieën op bevolkingsniveau belangrijk om loodvergiftiging te voorkomen.

Loodvergiftiging is een oude ziekte. Dioscorides, een Griekse arts en farmacoloog in het oude Rome, schreef De
Materia Medica, het belangrijkste werk over farmacologie in decennia, beschreef bijna 2000 jaar geleden de symptomen van openlijke loodvergiftiging. Mensen met een openlijke loodvergiftiging ervaren vermoeidheid, hoofdpijn, prikkelbaarheid, hevige buikkrampen en constipatie. Wanneer de loodconcentratie in het bloed hoger is dan 800 μg/l, kan acute loodvergiftiging convulsies, encefalopathie en de dood veroorzaken.
Chronische loodvergiftiging werd meer dan een eeuw geleden erkend als oorzaak van atherosclerose en "loodtoxische" jicht. Bij autopsie vertoonden 69 van de 107 patiënten met loodgeïnduceerde jicht "verharding van de slagaderwand met atheromateuze veranderingen". In 1912, William Osler (William Osler)
"Alcohol, lood en jicht spelen een belangrijke rol in de pathogenese van arteriosclerose, hoewel de exacte werkingsmechanismen niet goed begrepen worden", schreef Osler. De loodlijn (een fijne blauwe afzetting van loodsulfide langs de rand van het tandvlees) is kenmerkend voor chronische loodvergiftiging bij volwassenen.
In 1924 verboden New Jersey, Philadelphia en New York City de verkoop van loodhoudende benzine nadat bij 80 procent van de werknemers die tetra-ethyllood produceerden bij Standard Oil in New Jersey loodvergiftiging werd vastgesteld, van wie sommigen overleden. Op 20 mei 1925 riep Hugh Cumming, de Surgeon General van de Verenigde Staten, wetenschappers en vertegenwoordigers van de industrie bijeen om te bepalen of het veilig was om tetra-ethyllood aan benzine toe te voegen. Yandell Henderson, fysioloog en expert in chemische oorlogsvoering, waarschuwde dat "de toevoeging van tetra-ethyllood een grote bevolkingsgroep langzaam zal blootstellen aan loodvergiftiging en aderverkalking". Robert Kehoe, Chief Medical Officer van Ethyl Corporation, is van mening dat overheidsinstanties tetra-ethyllood niet in auto's moeten verbieden totdat bewezen is dat het giftig is. "De vraag is niet of lood gevaarlijk is, maar of een bepaalde concentratie lood gevaarlijk is", aldus Kehoe.
Hoewel loodwinning al 6000 jaar plaatsvindt, is de loodverwerking in de 20e eeuw dramatisch toegenomen. Lood is een kneedbaar, duurzaam metaal dat wordt gebruikt om te voorkomen dat brandstof te snel verbrandt, om pingelen in auto's te verminderen, om drinkwater te transporteren, om conservenblikken te solderen, om verf lang te laten glanzen en om insecten te doden. Helaas komt het meeste lood dat voor deze doeleinden wordt gebruikt, in het lichaam van mensen terecht. Op het hoogtepunt van de loodvergiftigingsepidemie in de Verenigde Staten werden elke zomer honderden kinderen in het ziekenhuis opgenomen vanwege loodencefalopathie, en een kwart van hen stierf.
Mensen worden momenteel blootgesteld aan loodconcentraties die ver boven de natuurlijke achtergrondconcentraties liggen. In de jaren zestig schatte geochemicus Clair Patterson, die loodisotopen gebruikte om de leeftijd van de aarde te schatten op 4,5 miljard jaar,
Patterson ontdekte dat mijnbouw, smelterijen en voertuigemissies leidden tot atmosferische loodafzettingen die 1000 keer hoger waren dan de natuurlijke achtergrondconcentraties in gletsjerkernen. Patterson ontdekte ook dat de loodconcentratie in de botten van mensen in geïndustrialiseerde landen 1000 keer hoger was dan die van mensen die in de pre-industriële tijd leefden.
Sinds de jaren 70 is de blootstelling aan lood met ruim 95% afgenomen, maar de huidige generatie draagt ​​nog steeds 10 tot 100 keer meer lood met zich mee dan mensen die in het pre-industriële tijdperk leefden.
Op enkele uitzonderingen na, zoals lood in vliegtuigbrandstof en munitie en loodaccu's voor motorvoertuigen, wordt lood in de Verenigde Staten en Europa niet meer gebruikt. Veel artsen geloven dat het probleem van loodvergiftiging tot het verleden behoort. Loodverf in oudere huizen, loodhoudende benzine die in de bodem terechtkomt, lood dat uit waterleidingen lekt en emissies van industriële installaties en verbrandingsinstallaties dragen echter allemaal bij aan blootstelling aan lood. In veel landen komt lood vrij bij het smelten, de productie van batterijen en elektronisch afval, en wordt het vaak aangetroffen in verf, keramiek, cosmetica en parfums. Onderzoek bevestigt dat chronische, lichte loodvergiftiging een risicofactor is voor hart- en vaatziekten bij volwassenen en cognitieve stoornissen bij kinderen, zelfs bij niveaus die voorheen als veilig of onschadelijk werden beschouwd. Dit artikel vat de effecten van chronische, lichte loodvergiftiging samen.

Blootstelling, absorptie en interne belasting
Orale inname en inhalatie zijn de belangrijkste routes voor blootstelling aan lood. Baby's met een snelle groei en ontwikkeling kunnen lood gemakkelijk opnemen, en ijzer- of calciumtekort kan de loodabsorptie bevorderen. Lood dat calcium, ijzer en zink nabootst, komt de cel binnen via calciumkanalen en metaaltransporters zoals divalente metaaltransporter 1 [DMT1]. Mensen met genetische polymorfismen die de ijzer- of calciumabsorptie bevorderen, zoals die welke hemochromatose veroorzaken, hebben een verhoogde loodabsorptie.
Na absorptie wordt 95% van het resterende lood in het lichaam van een volwassene opgeslagen in de botten; 70% van het resterende lood in het lichaam van een kind wordt opgeslagen in de botten. Ongeveer 1% van de totale loodbelasting in het menselijk lichaam circuleert in het bloed. 99% van het lood in het bloed bevindt zich in de rode bloedcellen. De loodconcentratie in volbloed (nieuw opgenomen lood en geremobiliseerd lood uit het bot) is de meest gebruikte biomarker voor blootstellingsniveau. Factoren die het botmetabolisme beïnvloeden, zoals de menopauze en hyperthyreoïdie, kunnen het in de botten opgeslagen lood vrijmaken, waardoor de loodconcentratie in het bloed piekt.
In 1975, toen er nog lood aan benzine werd toegevoegd, voerde Pat Barry een autopsieonderzoek uit onder 129 Britten en kwantificeerde hun totale loodbelasting. De gemiddelde totale belasting in het lichaam van een man is 165 mg, wat overeenkomt met het gewicht van een paperclip. De lichaamsbelasting van de mannen met loodvergiftiging was 566 mg, slechts drie keer de gemiddelde belasting van de gehele mannelijke steekproef. Ter vergelijking: de gemiddelde totale belasting in het lichaam van een vrouw is 104 mg. Bij zowel mannen als vrouwen was de hoogste loodconcentratie in zacht weefsel te vinden in de aorta, terwijl bij mannen de concentratie hoger was in atherosclerotische plaques.
Sommige bevolkingsgroepen lopen een verhoogd risico op loodvergiftiging in vergelijking met de algemene bevolking. Baby's en jonge kinderen lopen een groter risico om lood binnen te krijgen vanwege hun gebrek aan eetgedrag, en ze nemen eerder lood op dan oudere kinderen en volwassenen. Jonge kinderen die in slecht onderhouden huizen wonen die vóór 1960 zijn gebouwd, lopen risico op loodvergiftiging door het inslikken van verfresten en loodhoudend huisstof. Mensen die kraanwater drinken uit loodhoudende leidingen of in de buurt van luchthavens of andere locaties met loodverontreiniging wonen, lopen ook een verhoogd risico op het ontwikkelen van een lichte loodvergiftiging. In de Verenigde Staten zijn de loodconcentraties in de lucht aanzienlijk hoger in gesegregeerde gemeenschappen dan in geïntegreerde gemeenschappen. Werknemers in de smelterij, batterijrecycling en bouwsector, evenals degenen die vuurwapens gebruiken of kogelfragmenten in hun lichaam hebben, lopen ook een verhoogd risico op loodvergiftiging.
Lood is de eerste giftige chemische stof die werd gemeten in de National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES). Aan het begin van de uitfasering van loodhoudende benzine daalde het loodgehalte in het bloed van 150 μg/l in 1976 tot 90 in 1980.
μg/l, een symbolisch getal. Bloedloodgehaltes die als potentieel schadelijk worden beschouwd, zijn al meerdere keren verlaagd. In 2012 kondigden de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) aan dat er geen veilig loodgehalte in het bloed van kinderen was vastgesteld. De CDC verlaagde de norm voor een te hoog bloedloodgehalte bij kinderen – vaak gebruikt om aan te geven dat er maatregelen moeten worden genomen om de blootstelling aan lood te verminderen – van 100 μg/l naar 50 μg/l in 2012 en naar 35 μg/l in 2021. De verlaging van de norm voor een te hoog bloedloodgehalte was van invloed op onze beslissing om in dit artikel μg/l als meeteenheid voor bloedloodgehaltes te gebruiken in plaats van de meer gebruikelijke μg/dl, wat het uitgebreide bewijs van loodtoxiciteit bij lagere waarden weerspiegelt.

Dood, ziekte en invaliditeit
"Lood is overal potentieel giftig, en lood is overal", schreven Paul Mushak en Annemarie F. Crocetti, beiden lid van de National Board of Air Quality, benoemd door president Jimmy Carter, in een rapport aan het Congres in 1988. De mogelijkheid om loodgehaltes in bloed, tanden en botten te meten, onthult een reeks medische problemen die verband houden met chronische, lichte loodvergiftiging op de niveaus die gewoonlijk in het menselijk lichaam worden aangetroffen. Lage loodvergiftigingsgehaltes vormen een risicofactor voor vroeggeboorte, evenals cognitieve stoornissen en aandachtstekortstoornis met hyperactiviteit (ADHD), verhoogde bloeddruk en verminderde hartslagvariabiliteit bij kinderen. Bij volwassenen vormen lage loodvergiftigingsgehaltes een risicofactor voor chronisch nierfalen, hypertensie en hart- en vaatziekten.

Groei en neuro-ontwikkeling
Bij loodconcentraties die vaak bij zwangere vrouwen worden aangetroffen, is blootstelling aan lood een risicofactor voor vroeggeboorte. In een prospectief Canadees geboortecohort werd een stijging van 10 μg/l in de bloedloodconcentratie van de moeder geassocieerd met een 70% hoger risico op een spontane vroeggeboorte. Voor zwangere vrouwen met een serumvitamine D-concentratie lager dan 50 mmol/l en een verhoogde bloedloodconcentratie van 10 μg/l, nam het risico op een spontane vroeggeboorte tot drie keer toe.
In een eerdere baanbrekende studie onder kinderen met klinische tekenen van loodvergiftiging ontdekten Needleman et al. dat kinderen met hogere loodgehaltes een grotere kans hadden op neuropsychologische tekorten dan kinderen met lagere loodgehaltes. Bovendien werden ze door leerkrachten vaker als slecht beoordeeld op gebieden zoals afleiding, organisatievermogen, impulsiviteit en andere gedragskenmerken. Tien jaar later hadden kinderen in de groep met hogere dentine-loodgehaltes 5,8 keer meer kans op dyslexie en 7,4 keer meer kans op schooluitval dan kinderen in de groep met lagere loodgehaltes.
De verhouding tussen cognitieve achteruitgang en toename van loodniveaus was groter bij kinderen met een laag loodniveau. In een gepoolde analyse van zeven prospectieve cohorten ging een toename van de bloedloodniveaus van 10 μg/l naar 300 μg/l gepaard met een afname van 9 punten in het IQ van kinderen, maar de grootste afname (een afname van 6 punten) vond plaats toen de bloedloodniveaus voor het eerst met 100 μg/l toenamen. De dosis-responscurven waren vergelijkbaar voor cognitieve achteruitgang geassocieerd met gemeten loodniveaus in bot en plasma.

Blootstelling aan lood is een risicofactor voor gedragsstoornissen zoals ADHD. In een landelijk representatief Amerikaans onderzoek onder kinderen van 8 tot 15 jaar bleek dat kinderen met een loodgehalte in het bloed hoger dan 13 μg/l twee keer zoveel kans hadden op ADHD als kinderen met een loodgehalte in het laagste kwintiel. Bij deze kinderen kan ongeveer 1 op de 5 gevallen van ADHD worden toegeschreven aan blootstelling aan lood.

Blootstelling aan lood in de kindertijd is een risicofactor voor antisociaal gedrag, waaronder gedrag dat verband houdt met gedragsstoornissen, delinquentie en crimineel gedrag. In een meta-analyse van 16 studies werd een verhoogd loodgehalte in het bloed consistent geassocieerd met gedragsstoornissen bij kinderen. In twee prospectieve cohortstudies werden hogere lood- of dentinegehaltes in het bloed tijdens de kindertijd geassocieerd met een hogere kans op delinquentie en arrestatie op jonge leeftijd.
Hogere blootstelling aan lood tijdens de kindertijd werd geassocieerd met een verminderd hersenvolume (mogelijk als gevolg van een kleinere neurongrootte en dendrietvertakking), en het verminderde hersenvolume bleef tot in de volwassenheid bestaan. In een onderzoek onder ouderen werden hogere loodwaarden in het bloed of de botten prospectief geassocieerd met versnelde cognitieve achteruitgang, vooral bij degenen die drager waren van het APOE4-allel. Blootstelling aan lood tijdens de vroege kindertijd kan een risicofactor zijn voor het ontwikkelen van de ziekte van Alzheimer die zich op latere leeftijd manifesteert, maar het bewijs daarvoor is onduidelijk.

Nefropathie
Blootstelling aan lood is een risicofactor voor het ontwikkelen van chronische nierziekte. De nefrotoxische effecten van lood manifesteren zich in de intranucleaire insluitlichaampjes van proximale niertubuli, tubulaire interstitiële fibrose en chronisch nierfalen. Onder degenen die tussen 1999 en 2006 deelnamen aan het NHANES-onderzoek, hadden volwassenen met bloedloodwaarden boven 24 μg/l 56% meer kans op een verminderde glomerulaire filtratiesnelheid (<60 ml/[min·1,73 m2]) dan degenen met bloedloodwaarden onder 11 μg/l. In een prospectieve cohortstudie hadden mensen met bloedloodwaarden boven 33 μg/l een 49 procent hoger risico op het ontwikkelen van chronische nierziekte dan degenen met lagere bloedloodwaarden.

Hart- en vaatziekten
Door lood geïnduceerde cellulaire veranderingen zijn kenmerkend voor hoge bloeddruk en atherosclerose. In laboratoriumstudies verhogen chronisch lage niveaus van blootstelling aan lood oxidatieve stress, verlagen ze de niveaus van bioactieve stikstofmonoxide en induceren ze vasoconstrictie door activering van proteïnekinase C, wat leidt tot aanhoudende hypertensie. Blootstelling aan lood inactiveert stikstofmonoxide, verhoogt de vorming van waterstofperoxide, remt endotheelherstel, verstoort de angiogenese, bevordert trombose en leidt tot atherosclerose (figuur 2).
Een in-vitrostudie toonde aan dat endotheelcellen die gedurende 72 uur werden gekweekt in een omgeving met loodconcentraties van 0,14 tot 8,2 μg/l, celmembraanschade veroorzaakten (kleine scheurtjes of perforaties, waargenomen met behulp van scanning elektronenmicroscopie). Deze studie levert ultrastructureel bewijs dat nieuw opgenomen lood of lood dat vanuit het bot weer in het bloed terechtkomt, endotheeldisfunctie kan veroorzaken, wat de vroegst detecteerbare verandering is in het natuurlijke beloop van atherosclerotische laesies. In een cross-sectionele analyse van een representatieve steekproef van volwassenen met een gemiddelde loodconcentratie in het bloed van 27 μg/l en geen voorgeschiedenis van hart- en vaatziekten, steeg de loodconcentratie in het bloed met 10%.
Bij μg was de odds ratio voor ernstige verkalking van de kransslagader (d.w.z. een Agatston-score >400 met een scorebereik van 0 [0 geeft geen verkalking aan] en hogere scores geven een groter verkalkingsbereik aan) 1,24 (95%-betrouwbaarheidsinterval 1,01 tot 1,53).
Blootstelling aan lood is een belangrijke risicofactor voor overlijden door hart- en vaatziekten. Tussen 1988 en 1994 namen 14.000 Amerikaanse volwassenen deel aan de NHANES-enquête en werden 19 jaar lang gevolgd, van wie 4.422 overleden. Eén op de vijf mensen sterft aan coronaire hartziekten. Na correctie voor andere risicofactoren werd een stijgend loodgehalte in het bloed van het 10e percentiel naar het 90e percentiel geassocieerd met een verdubbeling van het risico op overlijden door coronaire hartziekten. Het risico op hart- en vaatziekten en overlijden door coronaire hartziekten stijgt sterk wanneer de loodgehaltes lager zijn dan 50 μg/L, zonder duidelijke drempelwaarde (figuren 3B en 3C). Onderzoekers geloven dat jaarlijks een kwart miljoen vroegtijdige cardiovasculaire sterfgevallen te wijten zijn aan chronische loodvergiftiging op laag niveau. Hiervan stierven 185.000 aan coronaire hartziekten.
Blootstelling aan lood kan een van de redenen zijn waarom het aantal sterfgevallen door coronaire hartziekten in de vorige eeuw eerst steeg en vervolgens daalde. In de Verenigde Staten steeg het sterftecijfer door coronaire hartziekten sterk in de eerste helft van de 20e eeuw, met een piek in 1968, en daalde daarna gestaag. Het ligt nu 70 procent onder de piek van 1968. Blootstelling aan loodhoudende benzine werd geassocieerd met een daling van de sterfte door coronaire hartziekten (figuur 4). Onder degenen die deelnamen aan de NHANES-enquête, die tot acht jaar lang werd gevolgd tussen 1988-1994 en 1999-2004, was 25% van de totale daling van het aantal gevallen van coronaire hartziekten te danken aan een verlaagd loodgehalte in het bloed.

In de beginjaren van de uitfasering van loodhoudende benzine daalde de incidentie van hoge bloeddruk in de Verenigde Staten scherp. Tussen 1976 en 1980 had 32 procent van de Amerikaanse volwassenen een hoge bloeddruk. In 1988-1992 was dat percentage slechts 20%. De gebruikelijke factoren (roken, bloeddrukmedicatie, obesitas en zelfs de grotere maat van de manchet die wordt gebruikt om de bloeddruk te meten bij mensen met obesitas) verklaren de daling van de bloeddruk niet. Het mediane bloedloodgehalte in de Verenigde Staten daalde echter van 130 μg/L in 1976 tot 30 μg/L in 1994, wat suggereert dat de afname van blootstelling aan lood een reden is voor de daling van de bloeddruk. In de Strong Heart Family Study, die een cohort van Amerikaanse indianen omvatte, daalden de bloedloodgehaltes met ≥9 μg/L en daalde de systolische bloeddruk met gemiddeld 7,1 mm Hg (gecorrigeerde waarde).
Er blijven veel vragen onbeantwoord over de effecten van blootstelling aan lood op hart- en vaatziekten. De duur van de blootstelling die nodig is om hypertensie of hart- en vaatziekten te veroorzaken, is niet volledig duidelijk, maar cumulatieve blootstelling aan lood op lange termijn, gemeten in botten, lijkt een sterkere voorspellende waarde te hebben dan kortdurende blootstelling, gemeten in bloed. Vermindering van blootstelling aan lood lijkt echter de bloeddruk en het risico op overlijden door hart- en vaatziekten binnen 1 tot 2 jaar te verlagen. Een jaar na het verbod op loodhoudende brandstof in NASCAR-races hadden gemeenschappen in de buurt van het circuit significant lagere sterfgevallen door coronaire hartziekten vergeleken met meer perifere gemeenschappen. Tot slot is er behoefte aan onderzoek naar de cardiovasculaire effecten op lange termijn bij mensen die worden blootgesteld aan loodconcentraties lager dan 10 μg/l.
Verminderde blootstelling aan andere giftige chemicaliën droeg ook bij aan de afname van coronaire hartziekten. De geleidelijke afschaffing van loodhoudende benzine tussen 1980 en 2000 verminderde de uitstoot van fijnstof in 51 grootstedelijke gebieden, wat resulteerde in een toename van de levensverwachting met 15 procent. Minder mensen roken. In 1970 rookte ongeveer 37 procent van de Amerikaanse volwassenen; in 1990 rookte nog maar 25 procent van de Amerikanen. Rokers hebben aanzienlijk hogere loodwaarden in het bloed dan niet-rokers. Het is moeilijk om de historische en huidige effecten van luchtvervuiling, tabaksrook en lood op coronaire hartziekten te achterhalen.
Coronaire hartziekten zijn wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak. Meer dan een dozijn studies hebben aangetoond dat blootstelling aan lood een belangrijke en vaak over het hoofd geziene risicofactor is voor overlijden aan coronaire hartziekten. In een meta-analyse ontdekten Chowdhury et al. dat verhoogde bloedloodconcentraties een belangrijke risicofactor zijn voor coronaire hartziekten. In acht prospectieve studies (met in totaal 91.779 deelnemers) hadden mensen met bloedloodconcentraties in het hoogste kwintiel een 85% hoger risico op een niet-fataal hartinfarct, bypassoperatie of overlijden aan coronaire hartziekten dan mensen in het laagste kwintiel. In 2013 stelde de Environmental Protection Agency (EPA)
De Protection Agency concludeerde dat blootstelling aan lood een risicofactor is voor coronaire hartziekten; tien jaar later onderschreef de American Heart Association die conclusie.