Environmental Health, 2005; 4: 20-20 (más artículos en esta revista)

Interamericano de las variaciones individuales de la exposición al mercurio biomarcadores: una evaluación transversal,

BioMed Central
Marika Berglund (Marika.Berglund @ ki.se) [1], Birger Lind (Birger.Lind @ ki.se) [1], Karolin Pregunte Björnberg (Karolin.Ask.Bjornberg @ ki.se) [1], Brita Palm (Brita.Palm @ ki.se) [1], Östen Einarsson (analysmodul@telia.com) [2], Marie Vahter (Marie.Vahter @ ki.se) [1]
[1] Departamento de metales y de la Salud, Instituto de Medicina Ambiental, Karolinska Institutet, Box 210, SE-171 77 Estocolmo, Suecia
[2] Analys Modul Sweden AB, Tingsvägen 19, SE-191 61 Sollentuna, Suecia

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Resumen
Antecedentes

Biomarcadores para el mercurio (Hg), la exposición, con frecuencia, han sido utilizados para evaluar la exposición y el riesgo en los distintos grupos de la población en general. Hemos evaluado la más utilizada biomarcadores y la fisiología en la que se basan, para explorar las variaciones entre individuos y su idoneidad para la evaluación de la exposición.

Métodos

Las concentraciones de Hg total (THg), inorgánicos Hg (IHg) y orgánicos Hg (OHg, supone que el metilmercurio; MeHg) se determinaron en sangre, glóbulos rojos, plasma, orina y cabello de los hombres y las mujeres suecas. Un automatizados de inyección múltiple de fluorescencia atómica con vapor frío espectrofotometría de sistema de análisis de Hg análisis fue desarrollado, que ofrece una alta sensibilidad, exactitud y precisión. La distribución de las diversas formas de mercurio en los distintos medios de comunicación fueron objeto de análisis biológicos.

Resultados

Cerca del 90% del mercurio encontrado en los glóbulos rojos de la sangre es en forma de MeHg con pequeñas variaciones entre individuos, y parte de la IHg encuentra en los glóbulos rojos puede atribuirse a demethylated MeHg. THg en plasma se asoció con dos IHg y MeHg, con grandes variaciones entre individuos en la distribución entre los glóbulos rojos y el plasma. THg cabello refleja en la exposición MeHg en todos los niveles de exposición, y no IHg exposición. La pequeña fracción de IHg en el pelo es más probable que emanan de demethylated MeHg. La variación entre individuos en la sangre a la relación era de cabello muy grande. La variabilidad parece disminuir con el aumento de OHg en la sangre, muy probablemente debido a la mayor frecuencia de consumo de pescado y, por tanto, las concentraciones sanguíneas acercando el estado de equilibrio. THg refleja en la orina IHg exposición, también en IHg muy bajos niveles de exposición.

Conclusión

El uso de THg concentración en sangre como sustituto de MeHg exposición dará lugar a una sobreestimación de la exposición MeHg en función del grado de exposición IHg, ¿por qué la especiación de las formas de mercurio que se necesita. THg en RBC y el pelo son adecuadas para proxies MeHg exposición. Usando THg concentración en el plasma como medida de IHg exposición puede conducir a la exposición significativa por errores de clasificación. THg en la orina es un buen proxy para IHg exposición.

Antecedentes

Las personas están expuestas a diferentes formas de mercurio (Hg), que difieren con respecto a la toxicología. El órgano blanco de metilmercurio (MeHg) toxicidad es el cerebro, que es especialmente susceptible durante el desarrollo [1]. Órganos de vapor de mercurio elemental (Hg 0) son el cerebro y el riñón y el órgano blanco de los compuestos inorgánicos de Hg (IHg, Hg 2 +) es el renal [1]. Ambos MeHg y Hg 0, pero no IHg, atraviesa rápidamente la sangre-cerebro y la placenta barreras [1]. La exposición a MeHg se produce casi exclusivamente por el consumo de mariscos, en especial peces depredadores y grandes mamíferos marinos, mientras que los alimentos en general contiene bajas concentraciones de ambas MeHg y IHg [2 - 4]. Amalgamas dentales, la liberación de Hg 0, son la principal fuente de exposición 0 Hg en la población general [5].

En el tracto gastrointestinal se absorbe MeHg a aproximadamente el 95% [6, 7], Hg 2 + a cerca del 7% [8] y elemental Hg a menos del 0,01% [9, 10]. La absorción de Hg 0 en el pulmón es aproximadamente un 80% [11]. Dentro de los tejidos, es MeHg lentamente demethylated a Hg 2 + [12, 13]. En la sangre, Hg 0 es fácilmente oxidado a Hg 2 + catalasa por [14].

La concentración total de mercurio (THg) en la sangre se utiliza a menudo como una medida de la exposición de MeHg en los individuos comer pescado con la hipótesis de que la exposición IHg, IHg y, en consecuencia, la concentración en la sangre, es mucho menor [15 - 18]. En la sangre, más del 90% de MeHg se une a la hemoglobina en los glóbulos rojos (RBC), mientras que es más IHg distribuido en el plasma y glóbulos rojos [7, 19]. Por lo tanto, el total de Hg en RBC también se utiliza a veces como una medida de la exposición de MeHg [20 - 23] y el total de Hg en el plasma se utiliza como medida indirecta de la exposición IHg (Hg 2 + y Hg 0; [3, 22, 24 -- 26]].

La concentración de Hg total en el pelo (H-THg) se utiliza a menudo como una medida de MeHg exposición, en el supuesto de que> 80% de Hg en cabello es en forma de MeHg [27]. El mercurio se incorpora a la formación durante el pelo en el folículo piloso, y el mercurio en el cabello está asociada a la concentración de MeHg en sangre [19]. Se ha propuesto que la H-THg refleja la exposición al mercurio inorgánico en baja MeHg exposición en poblaciones con bajo o ningún consumo de pescado [1].

El total de Hg en la orina se utiliza como medida de la exposición IHg como MeHg se excreta principalmente por la bilis (como glutatión complejo) y las heces (alrededor de 90%; como IHg), y sólo hasta cierto punto (en torno al 10%) en la orina (Como IHg, [1, 3, 28]].

El mercurio biomarcadores se utilizan con frecuencia para la estimación de la exposición y los riesgos de efectos sobre la salud, pero entre las variaciones individuales no se conocen bien. La información disponible sobre la cinética de Hg se basa en los 25-35 años los estudios experimentales, a veces con altos niveles de exposición, con la participación de un número limitado de voluntarios. El objetivo del presente estudio fue investigar la solidez de algunos de los estados que forman la base de los marcadores biológicos de uso frecuente, y para explorar las variaciones entre individuos. Para ello, hemos mejorado la tradicional Magos' mercurio especiación método [29, 30] y desarrolló un sistema automatizado de análisis de la especiación de mercurio en sangre, glóbulos rojos, plasma, orina y cabello.

Métodos
Muestreo

En el año 2003 hemos contratado a 28 voluntarios, 23 mujeres y 5 hombres, 28-60 años de edad (media 48 años) para la medición de biomarcadores de Hg. La toma de muestras de sangre venosa compuesto de la vena cubital (5 mL, Venoject II, EDTA (K2), la VP-050SDK), glóbulos rojos (RBC) y de plasma (5 mL, Venoject II, EDTA (K2), la VP-050SDK; Terumo Corp, Leuven, Bélgica), el pelo (a pelo muestra fue atado con un hilo de algodón, corte cerca del cuero cabelludo de la parte posterior de la cabeza y la puso en una bolsa de plástico), y en la orina (a muestras puntuales recogidas en el ácido lavado de plástico Contenedores). La información relativa a la ingesta de pescado (número habitual de comidas / mes) y el número de amalgamas dentales se recabó a través de cuestionarios de auto-reporte. Un número habitual de las comidas de pescado 0-22 meses-y un número total de amalgamas dentales entre 0-15 se informó. Para la evaluación de la distribución de Hg en cabello, sangre y pelo de ratio, que también se utilizan los datos recogidos con anterioridad en un estudio de las mujeres con una alta ingesta de pescado (N = 145, 20-50 años de edad; [31]]. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Instituto Karolinska, de Estocolmo.

Ejemplo de tratamiento

Toda la sangre, glóbulos rojos, plasma y orina (1,0 mL) fueron tratados con 1,0 mL L-cisteína (0,012 M), 1,5 mL de NaOH (11 M) y 0,5 mL de agua desionizada, y se almacena en la oscuridad de un día a temperatura ambiente a La solubilización completa. Las muestras de cabello (3 cm del cuero cabelludo fin; aproximadamente 20 mg) fueron tratados con 2,0 mL L-cisteína (0,083 M), 4,0 mL de NaOH (11 M) y 14 mL de NaCl (0,17 M). La mezcla se calienta a 90-95 ° C durante 20 minutos para completar la solubilización.

Análisis

Total de mercurio (THg) e inorgánicos de Hg (IHg) se analizaron en la sangre, glóbulos rojos, plasma, pelo, orina y utilizando fluorescencia atómica con vapor frío espectrofotometría (CVAFS, Merlin, PSA 10,023; PS Analítica Ltd, Orpington, Kent, Reino Unido) , A raíz de la reducción de Hg a 0 en una torre de reacción, utilizando un análisis de la inyección múltiple (MIA) del sistema, con un Tefzel ® 13-selector de la válvula de canal (Analys Modul Sweden AB; Figura 1]. En este sistema, impulsado por un motor de bomba (Microlab 900, Hamilton Bonaduz AG, Suiza) está conectado con el puerto central de la válvula de selección, que se abre a uno de los 13 puertos periféricos a la vez. La bomba dispensa volúmenes con baja variación que permite a los pequeños volúmenes de los productos químicos que se deben utilizar. Agua desionizada se utiliza como una jeringa pistón y lavado medio. No hay muestras de los productos químicos o llegar a la jeringa, en la base del tubo de bucle (Figura 1]. El sampler, la reacción y la torre de botellas de reactivos están conectados a los puertos periféricos por Tefzel ® tubos. El muestreador y el selector, con un conversor AD, están controlados por un PC utilizando un programa de control (EASYLAB, Analys Modul Sweden AB). El programa se ejecuta los comandos desde una lista de comandos para THg o IHg o secuencial en un orden lógico. Con el fin de reducir los valores en blanco, todos los reactivos son mezclados inicialmente en la torre de reacción para eliminar las impurezas cualquier Hg. Cualquier Hg 0 formó en este primer paso de limpieza se transporta con argón (Ar) de gas a través del detector.

Para la determinación de IHg, 800 μ l de solución de L-cisteína (0,1% w / v L-cisteína en el 1,5% w / v NaCl), 200 μ l 8 MH 2 SO 4 (pa) con 0,4% antifoaming agente (Antifoam 204; Sigma Chemical Co, S: t Louis, MO, EE.UU.; solubles en ácido, pero no en solución alcalina), 2000 μ l 11,25 M NaOH, 100 μ l de agua desionizada, y 100 μ l 10% w / v SnCl 2 en el 2,4 MH 2 SO 4 se Entregado a la torre de reacción para la eliminación de Hg impurezas, que después de 500 μ l de solución de muestra y 200 μ l de cisteína solución, seguido de 1200 μ l de agua desionizada (para el lavado) se añadieron. Para la determinación de THg, 800 μ g L-cisteína solución, 600 μ l 8 MH 2 SO 4 al 0,4% antifoaming agente, 2000 μ l 11,25 M NaOH, 200 μ l de solución de cisteína, 1000 μ l de agua desionizada, y 100 μ l de una mezcla de 10% CdCl 2 y el 50% SnCl 2 en 8 MH 2 SO 4 se entregaron a la torre de reacción para eliminar las impurezas de Hg. Luego de 500 μ l 8 MH 2 SO 4 (supra puro) se añadió (con el fin de aumentar la temperatura), seguido de 500 μ l de solución de muestra y 500 μ l de agua desionizada.

El Hg 0 liberado de la muestra fue transportada por gas Ar (0,087 L / min) a través de una trampa de humedad, enfriada con hielo, seguido de una membrana tubular (Perma Pure mini-secadoras, modelo MD-125-12S, Perma Pure Productos , Inc, Farmingdale, EE.UU.) antes de llegar al detector de AFS. La señal fue almacenada en la PC y también registrada en papel para control de procesos (Perkin Elmer Modelo 56 grabador). El área bajo la curva fue integrado por la computadora y se utiliza para la evaluación de la cantidad de Hg (ng) en la muestra. El escudo del flujo de gas (Ar) para el detector fue Ar 0,099 L / min. Las soluciones estándar (0.1-2.0 Hg ng / mL) se hicieron en el 0,1% L-cisteína. Además, un MeHg estándar de 0,4 ng / mL se incluyó en la curva estándar con el fin de controlar el grado de IHg desmetilación en el análisis y para la recuperación en el análisis THg. El intervalo de tiempo entre la reacción fue de 15 minutos. Todas las muestras fueron analizadas en los duplicados.

Las concentraciones de la fracción orgánica de mercurio (OHg) se calcularon con la resta de la IHg concentraciones de la de la THg concentraciones. OHg se supone que es principalmente MeHg como la única exposición conocida fuentes de compuestos orgánicos de mercurio en Suecia son algunas vacunas que contienen tiomersal (ethylmercurithiosalicylate), un conservante utilizado pocas veces-que contiene ethylmercury. Concentraciones de Hg en la orina se ajustaron a la gravedad específica (1,019 μ g / ml; orina gravedad específica refractómetro, Uricon-Ne, Atago Co, Ltd, Tokio, Japón) y de creatinina (analizadas en el Departamento de Química Clínica, Hospital Universitario Karolinska, Estocolmo). Hematocrito y hemoglobina (Hb), se midieron las concentraciones (Departamento de Química Clínica, Hospital Universitario Karolinska, Estocolmo).

Evaluación de MeHg desmetilación durante el tratamiento y análisis de la muestra

Para la evaluación de los posibles desmetilación durante solubilización, un purificado (> 99%) de cloruro de metilmercurio radiomarcada (203 Hg, Amersham Laboratories, Amersham, Reino Unido) fue solubilizado solución de acuerdo con el método descrito más arriba, a temperatura ambiente y en 88 ° C durante Una hora. El total de Hg se midió por conteo gamma (Searle 1195, Searle Inc Analítica). La pérdida total de Hg durante solubilización es <1%, es decir, no detectables. Una alícuota (10 g) de cada una de las soluciones fue solubilizado acidificadas por 3 ml HCl 6 M, almacenan más de la noche a +4 ° C, se extrajeron con cloroformo en tres ocasiones (30 +20 +10 ml) para separar MeHg y IHg [32 ]. La fase de agua, que contiene la IHg de MeHg desmetilación fue medido por gamma-contando para calcular el grado de solubilización durante desmetilación.

Con el fin de cuantificar el grado de desmetilación en la torre de reacción durante la etapa de análisis, las muestras con y sin adición de IHg y MeHg solubilizado y luego fueron acidificadas y extrajeron con cloroformo, siguiendo el procedimiento descrito anteriormente. THg y IHg fueron medidos por el método de análisis descrito anteriormente, y IHg de desmetilación de MeHg se calcula como el porcentaje de los importes iniciales.

Analíticas de control de calidad

El material se toma de muestras de sangre para la prueba de Hg contaminación. Simulación de toma de muestras de sangre utilizando un ácido débil (0,03 M HNO 3) se ha realizado. Las soluciones de ácido se analizaron el contenido de Hg por el método descrito anteriormente. El material resultó ser esencialmente libre de la contaminación de Hg (todas las soluciones de ácido estaban por debajo del límite de detección, LOD, es decir, 3 desviaciones estándar de la media del producto químico en blanco). Todos los otros materiales utilizados para el análisis fueron el ácido lavado. Materiales de referencia adecuados para Hg en sangre, suero, orina y cabello fueron analizadas en cada uno de análisis plazo, respectivamente (ver Resultados y Cuadro 1].

Estadísticas

Se utilizó spearman correlación (r s) de prueba para comprobar si las asociaciones entre los parámetros, y el análisis de regresión lineal para la evaluación de la asociación entre los parámetros cuando los requisitos de los residuos se distribuyen normalmente se reunió. Los análisis estadísticos se realizaron utilizando SigmaStat ® (versión 2,03 para Windows (Systat Software GmbH, Erkrath, Alemania). Significación estadística se estableció en p <0,05.

Resultados
Método analítico

La precisión del método de especiación de Hg, como evaluados por reiterados análisis de los materiales de referencia, es satisfactorio (Cuadro 1]. No hay disponible en el comercio de materiales de referencia para IHg. Sin embargo los valores obtenidos para el IHg en sangre estaban bien de acuerdo con nuestros resultados de las anteriores carreras de análisis de la misma muestra Seronorm [31, 33]. La variabilidad analítica, según los cálculos de los coeficientes de variación (CV%) de duplicar el análisis de las muestras recogidas y materiales de referencia, fue baja (Tabla 2]. Los límites de detección (LD) se redujeron significativamente por la introducción de la etapa de limpieza de los reactivos químicos en la torre de reacción antes de la adición de muestra (Tabla 3]. Como resultado de ello, muy pocas muestras de sangre total (n = 3), plasma (n = 2), y RBC (n = 3) había IHg concentraciones por debajo de LOD.

Desmetilación de MeHg a IHg se lleva a cabo durante la solubilización de las muestras, y en la torre de reacción, en el análisis de las muestras solubilizado. Después de solubilización a temperatura ambiente, la acidificación y la extracción con cloroformo, el porcentaje de exceso de IHg desmetilación de MeHg fue de 0,9 ± 0,1% (n = 4). La desmetilación después de solubilización a 88 ° C fue de 2,6 ± 0,5% (n = 4). La acidificación paso, que es necesaria para llevar a cabo la extracción, probablemente también, los aumentos en una pequeña medida el grado de desmetilación. En la torre de reacción, el porcentaje de exceso de IHg (de más de MeHg desmetilación) se calculó a 3,0 ± 0,3% (n = 4).

Biomarcador concentraciones y correlaciones

Un resumen de las concentraciones de especies de Hg en sangre total (B), glóbulos rojos (RBC), plasma (P), orina (U) y pelo (H) figura en el cuadro 3. Las correlaciones entre las especies de Hg en los distintos medios de comunicación, así como la exposición de las variables de consumo de pescado (número de comidas al mes; rango 0-22 comidas al mes) y el número de amalgamas dentales (rango 0 -> 15), se dan En la Tabla 4. El consumo de pescado se correlacionó positivamente con THg en sangre (r s = 0,74, p <0,001), RBC, y el cabello, y con OHg en la sangre, glóbulos rojos, plasma y el cabello (Cuadro 4]. El consumo de pescado también se correlaciona con IHg en el cabello. Número de amalgamas dentales se correlacionó positivamente con THg en el plasma (r s = 0,46, p = 0,01) y la orina (r s = 0,49, p = 0,009), y con IHg en la sangre, el plasma y la orina (Cuadro 4]. Los niveles de mercurio en sangre (THg, IHg y OHg en sangre total, glóbulos rojos o plasma) no se asociaron con la hemoglobina y hematocrito.

El mercurio en la sangre

La distribución de OHg y IHg en sangre total y plasma entre RBC se calcula como el porcentaje del total de OHg (o IHg) en sangre total de acuerdo a la ecuación 1 y 2 (abajo), utilizando los valores de hematocrito (B-EVF,%). La gama de B-EVF fue 35-47% (media 42%). LOD debajo de los datos no se incluyeron debido a su incertidumbre.

1)-RBC OHg * (B-EVF/B-OHg) * 100

2) P-OHg * ((1-B-EVF) / B-OHg) * 100

En promedio el 87% de OHg en sangre total, localizado en los glóbulos rojos (95% IC de la media ± 3,7; rango 76-104%, n = 20) y 9,6% en el plasma (95% IC de la media ± 1,6; rango de 5.1 20%, n = 22). En promedio el 34% de IHg en sangre fue localizado en RBC (95% IC de la media ± 4,0; rango 15-54%, n = 22) y 64% en el plasma (media del 95% de la media ± 5,4; serie 30 -81%, N = 22). La distribución de OHg o IHg entre RBC y de plasma no cambió con el aumento de las concentraciones de los respectivos Hg.

La concentración de IHg en RBC se correlacionó positivamente con la concentración de OHg RBC y en la concentración de IHg en el plasma (Tabla 4] lo que indica que IHg en RBC es una función de ambos IHg y OHg exposiciones. RBC-IHg fue, en promedio, 6,8% de RBC-THg (mediana, rango 3.3-24%), y aumentó con el aumento de las concentraciones de RBC-OHg (r s = 0,46, p = 0,03) y el aumento de consumo de pescado (r s = 0,60, p = 0,003), pero no con el aumento de número de amalgamas dentales. En una persona sin amalgamas dentales RBC-IHg fue de 4,6% de RBC-THg.

El promedio de RBC a IHg plasma ratio de las concentraciones fue de 0,90 (rango 0,25-2,5), o como evaluados por regresión lineal, 0,50 (RBC-IHg = 0,11 +0,50 * P-IHg; R 2 = 0,56; Figura 2]. La relación con el aumento de consumo de pescado (r s = 0,52, p = 0,008, n = 25), pero no con el número de amalgamas dentales (r s = -0,23).

El promedio de RBC a OHg plasma ratio de las concentraciones fue de 14 (rango, 3,1-28). Cuando evaluadas por el coeficiente de regresión lineal fue también 14 (RBC-OHg = 0,20 +14 * P-OHg; R 2 = 0,72). La proporción no aumentó con el consumo de pescado (o el número de amalgamas dentales).

El mercurio en el cabello

La concentración total de mercurio en el cabello (H-THg) se correlacionó positivamente con la B-OHg y P-OHg, así como con el consumo de pescado, pero no con B-IHg o el número de amalgamas dentales (Tabla 4]. Especiación de Hg en cabello mostró que en promedio el 91% de THg se OHg (IC de la media ± 1,2; rango 79-95%, n = 28), y el 8,9% se IHg (IC de la media ± 1,1; rango 4.9-21% ; N = 28). En nuestro estudio anterior de la mujer con una alta ingesta de pescado, la distribución fue de aproximadamente el mismo, es decir, el 91% de THg se OHg (IC de la media ± 1,2, rango 82-97%) y 8,7% de THg se IHg (IC de la media ± 1,2; rango 3.2-18%, n = 144). El porcentaje de IHg en el pelo no se asoció con el número de amalgamas dentales. El porcentaje medio de IHg en cabello fue de 8,3% (rango de 4.4-13%, n = 23) en las personas sin amalgamas dentales, y el 8,8% (rango de 4.6-18%, n = 48) en las personas con 10 o más rellenos ( Incluidos los datos de nuestro estudio anterior). La diferencia no fue estadísticamente significativa (prueba t de Student, p = 0,4). La concentración de IHg en cabello fue altamente correlacionado con OHg en el pelo, y con OHg en sangre (B-OHg, RBC-OHg y P-OHg; Cuadro 4], pero no con IHg en sangre (B-IHg, P-IHg O RBC-IHg; Cuadro 4]. La concentración de IHg en el cabello también se correlacionó positivamente con el consumo de pescado, pero no con el número de amalgamas dentales (Tabla 4].

El promedio de cabello relación a la sangre, (H-THg (mg / kg) dividido por B-THg (μ g / L)) fue 0.366 (mediana de 0,373, y el 95 percentil 0,552; gama 0,185 a 0,673). Si H-THg se dividió por OHg B-, la relación fue de 0,465 (95 percentil 0.670). Si incluimos el pelo y la sangre de mercurio datos de nuestro estudio anterior de la mujer con un alto consumo de pescado a la media pelo a la sangre proporción era de 0.341 (mediana 0,330; 5 º percentil 0,168, y el 95 percentil 0,563; rango 0.066-0.824; n = 173 ). El pelo a la sangre proporción parece disminuir con el aumento de B-OHg (Figura 3].

La proporción determinada por regresión lineal de H-THg frente, B-THg fue 0,264, es decir, H-THg = 0,179 +0,264 * B-THg (R 2 = 0,83, p <0,001, n = 28). Sustitución B-THg con B-OHg sólo dio lugar a un aumento de interceptar, a 0.282 (R 2 = 0,80; n = 25). La inclusión de los datos de nuestro estudio previo en el análisis de regresión lineal resultado en H-THg = 0,169 +0,254 * B-THg (R 2 = 0,62, p <0,001, n = 173; Figura 4].

El mercurio en la orina

Esencialmente todos Hg en la orina (> 98%) fue IHg. IHg en la orina, ajustado a la gravedad específica (1,019 g / mL) o ajustada a la creatinina (g creatinina / L de orina) están altamente correlacionados con IHg en sangre, plasma y glóbulos rojos, pero no con OHg en los diversos medios de comunicación (Cuadro 4]. IHg moderadamente en la orina se asocia con el número de amalgamas dentales, pero no con el consumo de pescado (Tabla 4].

Discusión

Este estudio de biomarcadores de Hg fue posible gracias a las mejoras y modificaciones de la CVAFS método utilizado para la determinación de Hg inorgánico y total en la sangre, pelo y orina. El método proporciona una alta sensibilidad, la baja variabilidad analítica, de alta precisión y también en la gama baja concentración. Los límites de detección (entre 0,01 y 0,09) fueron aproximadamente 2-10 veces más bajos que los publicados en la literatura [18, 22, 23, 30, 34 - 37]. Se puede concluir que nuestro modificados método analítico es adecuado para los fines de la especiación de Hg en los medios de comunicación y biológico humano para la evaluación de las principales fuentes de exposición.

El total de la variabilidad de los diferentes biomarcadores medidos incluye entre las diferencias individuales en la cinética de Hg, así como desmetilación de MeHg a IHg durante el tratamiento y análisis de la muestra. Hemos determinado el grado de desmetilación en nuestro procedimiento analítico y llegamos a la conclusión de que el método da lugar a alrededor del 5% de MeHg desmetilación, la mitad de ella en la solubilización paso si las muestras se calienta durante solubilización (como para el cabello), y la otra mitad en El paso de análisis. Si solubilización se lleva a cabo a temperatura ambiente, como de sangre, glóbulos rojos, plasma y orina, la desmetilación general se reduce aún más, a menos del 4%. La acidificación de las muestras, que es un requisito previo para el procedimiento de extracción y separación de la IHg de MeHg, pueden ser responsables de algunos de los desmetilación durante los ensayos. La desmetilación de MeHg en sangre durante la preparación de muestras y análisis ha sido previamente notificado a ser 2-3% mediante la digestión ácida [38].

La distribución de OHg entre RBC (87%) y de plasma (9,6%) se encontraba en buen acuerdo con las observaciones anteriores de que la mayor parte de MeHg en sangre se encuentra en los glóbulos rojos, la hemoglobina obligados a [6, 7, 19]. La variación entre individuos fue relativamente bajo (rango total de alrededor de 15%). El promedio de plasma OHg RBC ratio de 14 encontrados en el presente estudio fue entre las ratios de 10 [6, 7] y 20 [19], se había informado anteriormente. En esos estudios, un número limitado de voluntarios (3 a 15 voluntarios, hombres y mujeres) recibieron dosis orales de bien un radiactivos MeHg sal en la solución (alrededor de 10 μ g Hg; [7]], MeHg radiactivos vinculado a la proteína del músculo de pescado (cerca de 10 μ g Hg; [6]] o una comida de los peces que contienen 18-22 μ g Hg / kg de peso corporal (que proporciona 1400 μ g kg Hg/70 hombre, [19]]. El RBC de plasma OHg ratio en el presente estudio no fue influenciado por la concentración de mercurio en la sangre. Por lo tanto, parece que la distribución de MeHg entre RBC y de plasma es bastante constante sobre una gran variedad de exposiciones.

La distribución de IHg entre RBC (34%) y de plasma (64%) muestran una mayor variación entre individuos (sobre la gama total de 40-50%) que la de OHg. El RBC-IHg se correlacionó positivamente con las dos P-IHg y RBC-OHg, pero P-IHg no se correlaciona con RBC-OHg. Se puede concluir que en IHg RBC es, en parte, que emanan de la exposición Hg inorgánico, principalmente a través de la amalgama de Hg 0, y en parte a través de la exposición de MeHg pescado, que ha demethylated a IHg en el cuerpo y, en cierta medida, en el análisis (de menos de 4%). Por lo tanto, la variación en la exposición de MeHg pescado añade a la variación en RBC-IHg, lo que puede explicar en parte la mayor variación entre individuos medidos en la distribución de IHg entre RBC y plasma. Poco se sabe acerca de los mecanismos involucrados en la conversión de MeHg a IHg en el cuerpo humano, y la variabilidad interindividual. Sobre la base de nuestros datos, parece que hay poco desmetilación que se producen en la sangre (un pequeño porcentaje).

Nuestros datos indican firmemente que la pequeña fracción de IHg en el pelo (alrededor del 9%), con relativamente pequeñas entre las variaciones individuales (CV aproximadamente el 15%) es el resultado de la exposición MeHg y desmetilación de MeHg en sangre o de los folículos pilosos (y en el Análisis), en lugar de un resultado de la exposición IHg. IHg en el cabello se correlacionó positivamente con la ingesta de pescado, pero no con amalgamas dentales. También es altamente correlacionado con OHg en la sangre, glóbulos rojos y el plasma. La hipótesis es respaldada por nuestros resultados en no comer pescado personas, que mostraron una correlación positiva de MeHg en sangre y el cabello, pero no correlación de IHg en la sangre y el cabello, a pesar de una muy baja exposición MeHg (B-MeHg por debajo de 1,0 μ g / L; [4]]. MeHg en el pelo ha demostrado ser estable en el tiempo [39, 40], lo que indica que desmetilación dentro de la línea del cabello es muy limitado. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que agitar artificial y otros tratamientos del cabello puede reducir las concentraciones de Hg en el cabello capítulo [41]. Ha sido sugerido que se demethylated a MeHg inorgánicos de Hg en las células del folículo piloso [27]. Como en la fracción IHg cabello era de un 9% y desde la desmetilación de MeHg en el análisis del cabello es de aproximadamente 5%, el promedio de grado de desmetilación en los folículos sería, en promedio, 4%. Debido a la desmetilación, THg en el cabello es una medida mejor de MeHg exposición de MeHg en el cabello.

En los seres humanos, una cita con frecuencia a la sangre cabello ratio (B-THg: H-THg) evaluados por regresión lineal es 1:250, sin embargo con grandes variaciones entre los estudios (rango 140-370; [2, 28]]. En el presente estudio, la relación como evaluados por regresión lineal se 1:254. Al evaluar el mercurio en sangre para el pelo por razones de la regresión lineal siempre hay una positiva interceptar. La interceptar puede reflejar los diferentes marcos de tiempo de la exposición, medida integrada en el pelo y la sangre, y, en ocasiones, de alta exposición MeHg. Si la sangre de pelo ratio de 1:250 se utiliza para calcular B-MeHg de H-THg, B-MeHg siempre será subestimado debido a la positiva interceptar. La variación entre individuos en la sangre de pelo proporción determinada por la división es muy grande. La variabilidad parece disminuir con el aumento de las concentraciones de B-OHg (Figura 3], probablemente debido a la mayor frecuencia de consumo de pescado y, por tanto, las concentraciones sanguíneas acercando el estado de equilibrio.

Nuestros datos muestran que en la orina IHg refleja la exposición IHg como casi todos Hg en la orina (> 98%) fue IHg como IHg y en la orina no refleja el consumo de pescado o de la concentración OHg en diversos medios de comunicación. Los datos experimentales informe mayores concentraciones de Hg en el riñón en hombres que en mujeres expuestas de manera similar [42]. Una de IHg mayor excreción en la orina en las mujeres (1,5 μ g / L gravedad específica ajustada a 1,019 g / mL y 2,1 μ g / g creatinina) que en los hombres (0,80 μ g / L gravedad específica ajustada a 1,019 g / mL y 0,75 μ g / g Creatinina, p = 0.03) se observó en el presente estudio, a pesar de una exposición similar a IHg medido por IHg en plasma (0,4 μ g / L). Sin embargo, el tamaño de la muestra era demasiado pequeño para extraer conclusiones de los datos. Nuevos estudios están garantizados en las diferencias de género en el metabolismo y la toxicidad de Hg.

Conclusión

Como era de esperar, el consumo de pescado se correlacionó positivamente con THg en la sangre, glóbulos rojos, y el pelo. El uso de THg concentración en la sangre como sustituto de MeHg exposición dará lugar a una sobreestimación de la exposición MeHg, pequeñas o grandes, dependiendo de la exposición a IHg (Hg 2 + y Hg 0). Con el fin de reducir la variabilidad interindividual se puede speciate recomendó a las distintas formas de Hg en sangre en la evaluación de la exposición, la dosis y el riesgo de efectos para la salud. La desmetilación que tienen lugar durante la preparación de muestras y de análisis de este método conducirá a un pequeño MeHg subestimación de la concentración y la sobreestimación de la IHg concentración en la muestra.

El total de Hg en el RBC da una buena medida de la MeHg la exposición a bajos niveles de exposición IHg. La mayoría de los Hg encontrado en la RBC es en forma de MeHg con pequeñas variaciones entre individuos. Parte de la IHg en RBC es que emanan de demethylated MeHg, dejando una pequeña fracción de IHg que es el resultado de la exposición IHg.

THg Uso de las concentraciones en plasma como medida de IHg exposición puede conducir a importantes errores de clasificación de exposición. La concentración total de Hg en el plasma se asocia con ambos IHg y OHg, con grandes variaciones entre individuos en la distribución entre RBC y de plasma, en función de la MeHg y IHg exposición.

El THg concentración en el pelo MeHg exposición refleja en todos los niveles de exposición. La pequeña fracción de IHg en el pelo es más probable que emanan de MeHg que se demethylated en el cuerpo y en la preparación de muestras y análisis. IHg en el cabello también se correlaciona con el consumo de pescado. THg en el cabello parece ser la mejor medida de la media a largo plazo MeHg exposición. THg refleja en la orina IHg exposición, también en muy bajos niveles de exposición. Número de amalgamas dentales fue muy positiva con la THg en el plasma y la orina.

Lista de abreviaturas

Ar Argón

B Sangre

B-Sangre EVF-Tomo Fracción eritrocitaria (hematocrito)

BW Peso corporal

IC: intervalo de confianza

CV Coeficiente de variación

CVAFS fluorescencia atómica con vapor frío espectrofotometría

H Cabello

Hg 0 vapor de mercurio elemental

Hg 2 + inorgánicos de mercurio, forma iónica

IHg inorgánicos de mercurio

LOD límite de detección

MeHg metilmercurio

MIA múltiples análisis de la inyección

N Número

OHg orgánicos de mercurio

P Plasma

RBC Roja de células sanguíneas

Rec. Recomendado valor valor

THg totales de mercurio

U orina

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.

Contribuciones de los autores

MB participado en el diseño del estudio, realizado el análisis de los datos y redactó el manuscrito, BL participó en el desarrollo del método de análisis y revisión del manuscrito, KAB participado en el diseño del estudio y ayudó a redactar el manuscrito, BP llevó El análisis de mercurio, ÖE participado en el desarrollo del método analítico, y MV participado en el diseño del estudio y la revisión crítica del manuscrito. Todos los autores leído y aprobado el manuscrito final.

Agradecimientos

Los participantes de este estudio, y Agneta Åkesson hábil para toma de muestras de sangre, se agradece.