Sigara İçen ve İçmeyenlerin Saç ve Tırnaklarında Kadmiyum Düzeyleri

Ekoloji 22, 89, 84-88 (2013) doi: 10.5053/ekoloji.2013.8910 ARAŞTIRMA NOTU Sigara İçen ve İçmeyenlerin Saç ve Tırnaklarında Kadmiyum Düzeyleri Hikmet Yeter COGUN 1*, Ozgur FIRAT 2 1Kilis 7 Aralık University, Faculty of Science, Department of Biology, Kilis - TURKIYE 2Adıyaman University, Faculty of Science, Department of Biology, Adiyaman - TURKIYE *Corresponding author: hcogun@kilis.edu.tr Özet Bu çalışmada, Kilis ilinin şehir merkezinde ve çevresinde yaşayan insanlar arasından seçilen sigara içen ve içmeyen gönüllü grupların saç ve tırnak örneklerinde Cd elementi düzeylerinin saptanması amaçlanmıştır. Ağır metal ölçümleri ICP-MS yöntemi ile yapılmıştır. Alınan saç (ense kısmından) ve tırnak örneklerin kişileri sigara içenler (10 kişi erkek ve 10 kişi bayan) ve sigara içmeyenler (10 kişi erkek ve 10 kişi bayan) olarak gruplandırılmıştır. Cd elementin ölçüm değerleri istatistiksel olarak değerlendirilmiştir (ANOVA). Kadmiyum değerleri toplanan saç ve tırnak örneklerinde sigara içenlerle içmeyenler arasında karşılaştırıldığında (P<0,05), farklar anlamlı ve önemli bulunmuştur, fakat bu farklılıklar sigara içen erkeler ve sigara içen bayanlarda elde edilen verilerle karşılaştırıldığında (P<0,05), farkların önemli olduğu görülmüştür. Tırnak örneklerindeki Cd düzeyleri karşılaştırıldığında ise hem sigara içen ve içmeyen gruplara bağlı olarak hem de bu gruplar içerisinde cinsiyetlerine göre istatistiksel olarak önemli farklar (P<0,05) olduğu gözlenmiştir. Sigara içenlerin saç ve tırnak örneklerinde içmeyenlere göre hem erkeklerde hem de bayanlarda kadmiyum düzeyleri yüksek olduğu saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: Kadmiyum, Kilis, Saç, Sigara, Tırnak. Cadmium Levels in Hair and Nail of Smoking and Non Smoking Abstract In this study, selected from the center of Kilis city and living around among the people the smoker and nonsmoker groups of volunteers aimed to determine levels of the element of Cd hair and nail samples. Heavy metal measurements were made with ICP-MS method. Received hair (neck portion), and smokers who nail samples (10 male and 10 female) and non-smokers (10 male and 10 female) studies. Cd element measurements were evaluated statistically (ANOVA). Cadmium values of hair and nail samples collected from non-smokers compared to nonsmokers (P<0.05), differences were significant and important, but these differences in male smokers and smokers, compared with data obtained from women (P<0.05), differences were significant. Nail samples were compared for levels of Cd, depending on both the smoker and nonsmoker groups according to sex in both these groups were statistically significant differences (P<0.05) was observed. Hair and nail samples of smokers than nonsmokers in both men and women were found to be high levels of cadmium.. Keywords: Cadmium, Hair, Kilis, Nail, Smoking. Cogun HY, Firat O (2013) Cadmium Levels in Hair and Nail of Smoking and Non Smoking. Ekoloji 22(89): 84-88. GİRİŞ Tarih boyunca insanlar toksik maddelere hava, su ve yiyeceklerle maruz kalmışlardır. Bu şekilde vücuda giren ağır metaller kan tarafından absorbe edilerek beyin dahil tüm dokularda birikmeye başlar. Endüstriyel ve tarımsal faaliyetlerle atmosfere bırakılan ağır metaller (Cu, Hg, Cd, Zn.. gibi) doğrudan canlılar üzerine toksik etki gösterir. Bu ağır metallerin yaşama alanlarında karşılaştırmalı ölçümü, izlenmesi, insan ve çevre sağlığı açısından son derece önemlidir. Kadmiyum hiçbir biyolojik özelliği olmayan bir ağır metaldir. Bu ağır metale maruz kalan kişilerde, mide bulantısı, kusma, ishal, mide sancısı, baş ağrısı şikayetleri, ağızda metalik tat duygusu, kavrama ve konuşma becerilerinde zafiyetler gözlenebilmektedir (Anawar ve Akai 2002). Keşfi 1817 yıllarına dayanan, yaklaşık 60 yıl önce Japonya da itai-itai hastalığı yüzünden binlerce insanın ölümüne sebep olan kadmiyum günümüzde birçok endüstri alanında kullanımıyla insan sağlığına hala zarar vermektedir. Son yıllarda yapılan araştırmalarda canlı dokusunda DNA yapısına hasarlara sebep olmaktadır (Guner ve ark. 2012). Ağır metaller vücuttan uzaklaştırılması saç ve tırnak gibi yumuşak dokularla olmaktadır (Chattopadhyay ve ark. 1990, Diez ve ark. 2007, Geliş : 27.06.2011 / Kabul: 10.06.2013 84

Sigara İçen ve İçmeyenlerin Saç ve Tırnaklarında Kadmiyum Düzeyleri Eko lo ji Rodrigues ve ark. 2008). Saç ve tırnak doku örnekleri, ağır metallere maruz kalan bireylerin dokularındaki metal seviyelerinin ölçümü ve izlenmesi için kullanılmaktadır (Nowak ve Chimielnicka 2000). Bundan dolayı son yıllarda birçok araştırmacı insanların çevresel toksik elementlere maruz kalış seviyelerini belirlemede saç analiz yöntemini tercih etmiştir (Diez ve ark. 2007, Rodrigues ve ark. 2008, Guirang ve ark. 2009). Kilis ili Güneydoğu Anadolu bölgesinde yer alan ve sigara kullanımı çok fazla olan bir ildir. Ayrıca bu bölge yerleşim yerleriyle sanayi iç içe bir görüntü sergilemektedir. Yerleşim yerlerinde artan çevre kirliliği ve aşırı sigara kullanımı ağır metallerin insan dokularında birikim düzeylerinin saptanmasını ve izlenmesini zorunlu kılmıştır (Nowak 1998, Sera ve ark. 2002). Bu nedenle, bu çalışmada, Kilis şehir merkezinde çalışan ve/veya yaşayan insanlar arasından seçilen gönüllü grupların ense bölgelerinden alınan saç ve tırnak örneklerinde Cd element düzeylerinin saptanması ve bu bölgelerde periyodik karşılaştırmalı ağır metal izlemesi yapabilmek için ön verilerin oluşturulması hedeflenmiştir. MATERYAL VE METOD Örnekler Kilis şehir merkezi olmak üzere burada yaşayan ve çalışan insanlardan temin edilmiştir. Araştırma hakkında bilgilendirilmiş gönüllü kişilerden sigara içen 10 kişi kadın ve erkek, sigara içmeyen 10 kişi kadın ve erkek olmak üzere toplam 40 sağlıklı birey çalışmaya rast gele dahil edilmiştir. Çalışma Mayıs 2010 yılında yapılmıştır. Sigara içenlerin günde 15-17 adet olanlar özellikle seçilmiştir. Saç örnekleri (yaklaşık 1 g) saç derisine yakın ense bölgesindeki noktalardan çelik makasla kesilerek alınmıştır (boyalı saçlar çalışmaya dahil edilmemiştir). Alınan saç ve tırnak örnekleri literatürdeki yıkama prosedürüne uygun olarak nan-iyonik deterjan (Triton X-100) ile yıkama işlemine tabi tutulmuştur (Rahman ve ark. 2000). Yıkama işleminde; her bir saç örneği saf su ile mekanik çalkalayıcıda karıştırılmıştır. De-iyonize su ile yıkama yapılan örnek 70 C deki etüv içerisinde iki gece bekletilerek kurutulmuştur. Kurutulmuş saç ve tırnak örneklerinin her birinden 0.2000 ± 0.0002 g tartılarak üzerine analitik saflıktaki derişik Nitrik asit ve Perklorik asit (2:1oranında) eklenerek çeker ocakta asitte yakılmıştır. Daha sonra son hacim 10 ml'ye tamamlandıktan sonra polietilen kaplarda ölçüm yapılana kadar buzdolabında saklanmıştır. Ağır metal ölçümleri ICP-MS yöntemi ile yapılmıştır. Cd elementin ölçüm değerleri istatistiksel olarak PSSS 10.0 programında ANOVA testi ile değerlendirilmiştir. BULGULAR Friberg ve ark. (1986) yapmış olduğu çalışmada sigarada bulunan ağır metal düzeyleri Tablo 1 de verilmiştir. Sigara içen ve içmeyenlerin saç ve tırnaklarındaki Cd düzeyleri Tablo 2-3 de verilmiştir. Düzeylerle ilgili farklı harfler istatistiksel olarak ayrımı göstermektedir (P<0,05). Bir sigarada bulunan ağır metal düzeleri (Friberg ve ark., 1986) incelendiğinde ağır metaller içerisinde Cd düzeyleri 1-2 μg/sigara kadardır. Yapmış olduğumuz çalışmada ise sigara içmeyenlerin saç ve tırnaklarında Cd düzeyleri saç dokusunda yaklaşık 5 katı kadar sigara içenlerin saç (150-250 katı kadar) ve tırnaklarında (200-500 katı kadar) Cd birikimi olduğu saptanmıştır (Tablo 2 ve 3, P<0,05). Aynı şekilde saç dokusu sigara içen ve içmeyenler olarak aralarında incelendiğinde saç dokusunda 25 ile 50 katı kadar Cd birikimine ve istatistiksel öneme sahip olduğu saptanmıştır (P<0,05). Tırnak dokusu sigara içen ve içmeyenler olarak aralarında incelendiğinde ise 25 ile 60 katı kadar Cd birikimine ve istatistiksel öneme sahip olduğu saptanmıştır (P<0,05). Kadmiyum düzeyleri toplanan saç örneklerinde sigara içenlerle içmeyenler arasında karşılaştırıldığında, farklar anlamlı ve önemli bulunmuştur (P<0,05). Ayrıca bu farklılıklar sigara içen erkeler ve sigara içen kadınlarda elde edilen verilerle karşılaştırıldığında (P<0,05), saç dokusunda yaklaşık 2 kat fark olduğu, tırnak dokusunda ise 2,5 katı kadar olduğu saptanmıştır (Tablo 2.). TARTIŞMA İnsan sağlığına çevre kirliliğinin etkisi bazı biyolojik belirteçlerle (marker) belirtilebilir. İnsanda diş, saç ve tırnak gibi birçok belirteç insan sağlığına zarar vermeden çok kolay toplanabilir (Nowak 1996). Çalışmamızda bu yolla saç ve tırnak dokuları toplanmış ve bunlarda kadmiyum düzeyleri araştırılmıştır. Kadmiyum atmosferde (Karaca 2008) olduğu gibi toprakta da çok az bulunan metallerdendir (Sağlam 2013). Kadmiyum, vücuda solunum ve sindirim yolu ile girer. Solunum ile alınan kadmiyumun %15-30'u absorbe edilir. En önemli 85

Ekolo ji Cogun ve Firat Tablo 1. Sigarada bulunan metallerin düzeyleri (Friberg ve ark. 1986). Tablo 2. Saç dokusunda kadmiyum düzeyleri (μg/g). *: Farklı harfler istatistiksel olarak ayrımı göstermektedir (P<0.05). Tablo 2. Tırnak dokusunda kadmiyum düzeyleri (μg/g). *: Farklı harfler istatistiksel olarak ayrımı göstermektedir (P<0.05). kadmiyum kaynaklarından biriside sigaradır (Klassen ve ark. 1986). Sigarada As, Cd, Co, Cr, Ni ve Pb gibi elementler olduğu daha önceki çalışmalarda belirtilmiştir (Friberg ve ark. 1986) (Tablo 1). Bir sigarada 1-2 μg kadmiyum bulunur. Bu miktarın %10'u (0,1-0,2 μg) inhalasyon yolu ile alınır (Chattopadhyay ve ark. 1990, Wolfsperger ve ark. 1994). Ayrıca kadmiyum solunan ortam atmosferinde de bulunmaktadır (Karaca 2008). Alınan kadmiyumum solunum sistemindeki etkileri, alınan kadmiyum miktarı ile orantılı olarak etkisini gösterir. Vücuda giren kadmiyum önce akciğerlerde daha sonra böbrek tubuler sisteminde hasarlara sebep olmaktadır. Kadmiyum gibi ağır metallerin vücuttan atıldığı organlar saç ve tırnak gibi yumuşak dokulardır (Diez ve ark. 2007, Rodrigues ve ark. 2008). Canlı organizma dolaşıma katılan kadmiyumu regulasyon sistemiyle saç ve tırnak gibi yumuşak dokularda depo edilerek daha zararsız hale getirir. Saç içeriğindeki mineral düzey kişinin yaşına, cinsiyetine, sağlık durumuna, yaşadığı çevreye, beslenme durumuna ve saç rengine göre değişiklikler göstermektedir (Creason ve ark. 1975). Bu durum göz önüne alındığında sigara içmeyen bayan ve erkeklerde çok düşük düzeyde Cd bulunmasının sebebi pasif içici dediğimiz ortamda sigaraya maruz kalmadan kaynaklanıyor olabilir. Kadmiyum düzeyleri toplanan saç örneklerinde 86 sigara içenlerle içmeyenler arasında karşılaştırıldığında, farklar anlamlı ve önemli bulunmuştur (P<0,05). Ayrıca bu farklılıklar sigara içen erkeler ve sigara içen bayanlarda elde edilen verilerle karşılaştırıldığında (P<0,05), yaklaşık 2 kat fark olduğu saptanmıştır (Tablo 2.). Yapılan birçok çalışmada çalışmamızı destekler durumda saçta Cd düzeylerinin yüksek olduğu saptanmıştır (Creason ve ark. 1975, Boiteau ve ark. 1983, Chattopadhyay ve ark. 1990). Ancak bazı önceki çalışmalarda ise sigara içenlerin saçlarında Cd düzeylerinin istatistiksel olarak önemli olmadığı saptanmıştır (Moon ve ark. 1986, Ahmed ve Elmubarak 1990, Wilhelm ve ark. 1990). Tırnak dokusu da aynı saç dokusu gibi metallerin vücut için zararsız halde depo edildiği dokudur. Tırnak örneklerindeki Cd düzeyleri karşılaştırıldığında ise hem sigara içen ve içmeyen gruplara bağlı olarak hem de bu gruplar içerisinde cinsiyetlerine göre istatistiksel olarak önemli farklar (P<0,05) olduğu gözlenmiştir (Tablo 3.). Sigara içenlerin saç ve tırnak örneklerinde içmeyenlere göre hem erkeklerde hem de bayanlarda kadmiyum düzeyleri yüksek olduğu saptanmıştır. Yapılan bir çalışmada (Fergusson ve ark. 1981) saç örneklerinde en yüksek kadmiyum düzeyini maksimum 30 μg/g olarak bulmuştur. Başka bir çalışmada (Carvalho ve ark. 1981) fabrika çevresinde yaşayan insanların saçlarında kadmiyum düzeyleri 30,30 μg/g olarak bulunmuştur. Çalışmamızda gerek saç örnekleri olsun gerekse tırnak örnekleri olsun sigara içenlerde kadmiyum düzeyleri içmeyenlere oranla yüksek olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak yaptığımız bu çalışmada sigara içen insanların içmeyenlere oranla ve cinsiyetlerine göre kadmiyum farklılıklar gözlenmiştir. Bu da insan sağlığı açısından kadmiyumun en önemli kaynağının sigara olduğu sonucuna varılmıştır.

Sigara İçen ve İçmeyenlerin Saç ve Tırnaklarında Kadmiyum Düzeyleri Eko lo ji KAYNAKLAR Ahmed AFM and Elmubarak AH (1990) Lead and cadmium in human hair: a comparison among four countries. Bulletin Environmental Contamination and Toxicology 45: 139-148. Anawar HM, Akai J (2002) Arsenic poisoning in groundwater health risk and geochemical sources in Bangladesh. Environment International 27: 597-604. Boiteau HL, Stoklov M, Remond D, Buffet H, Metayer C, Vincent F, Corneteau H and Faure J (1983) Taux de plomb, de cadmium et de mercure dans ies cheveux des habitants des regions de Nantes et de Grenoble. Toxilogical European Research, 5: 281-291. Carvalho F, Tavares TM, Sonza SP and Linhares PS (1984) Lead and Cadmium concentration in hair of fisherman from Sinhae River Basin. Brazil Environmental Research 33: 300-306. Chattopadhyay PK, Joshi HC and Samaddar KR (1990) Hair cadmium levels of smoker and non-smoker human volunteers in and around Caicutta city. Bulletin Environmental Contamination and Toxicology 45: 177-180. Creason JP, Hinners TA, Bumgarner JE and Pinkerton C (1975) Trace elements in hair as related to exposure in metropolitan New York. Clinical Chemistry 21: 603-612. Diez S, Montuory P, Querol X and Bayona JM (2007) Total mercury in the hair of children by combustion atomic absorption spectrometry. Journal of Analytical Toxicology 31: 144-149. Fergusson JE, Hibbard KA and Lau HT (1981) Lead in human hair: General survey-battery factory employees and their families. Environmental Pollution 2: 235-248. Friberg L, Nordberg GF and Vouk VB (1986) Handbook on the Toxicology of Metals: Specific Metals. Elsevier, Amsterdam. Guirang L, Yunfu L, Yongsheng W, Lif L (2009) The molecular resonance fluorescence method for determination of arsenic in hair samples. Spectrochimica Acta 72: 811-815. Guner A, Turkez H, Aslan A (2012) The In Vitro Effects of Dermotocarpon Intestiniforme (A Lichen) Extracts Against Cadmium Induced Genetic and Oxidative Damage. Ekoloji 21(84): 38-46. Karaca F (2008)Evaluation of Statistical Distribution Characteristics of the Metallic Compositions of PM2.5 and PM10 Particles in Büyükçekmece Watershed Atmosphere. Ekoloji 68: 33-42. Klassen CD, Amdur MO, Doull J (1986) Toxicology. Macmillan Publishing Company, Newyork. Moon J, Smith TJ, Tamaro S, Enarson D, Fadl S, Davison AJ and Weldon L (1986) Trace metals in scalp hair of children and adults in three Alberta Indian villages. Science of the Total Environment 54: 107-125. Nowak B and Chimielnicka J (2000) Relationship of Lead and Cadmium to Essential Eements in Hair, Teeth and Nails of Environmentally Exposed People. Ecotoxicology and Environmental Safety 46: 265-274. Nowak B (1996) Occurance of heavy metals, Sodium, calcium and potassium in human hair, teeth and nails. Biological Trace Health Reserach 52: 11-22. Nowak B (1998) Content and relationship of elements in human hair for a non-industrialised in Poland. The Science of the Total Environment 209: 59-68. Rahman L, Corns WT, Bryce DW and Stockwell PB (2000) Determination of mercury, selenium, bismuth, arsenic and antimony in human hair by microwave digestion atomic fluorescence spectrometry. Talanta 52: 833-843. Rodrigues JL, Batista BL, Nunes JA, Passos CJS and Barbosa F (2008) Evaluation of the use of human hair for monitoring the deficiency of essential and exposure to toxic elements. The Science of the Total Environment 405: 370-376. Saglam C (2013) Heavy Metal Accumulation in Edible Parts of Some Cultivated Plants and Media Samples from a Volcanic Region in Southern Turkey. Ekoloji 86: 1-8. Sera K, Futatsugawa S and Murao S (2002) Quantitative analysis of untreated hair samples for monitoring human exposure to heavy metals. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research 189: 174-179. Sukumar A and Subramanian R (1992) Elements in hair and nails of residents from a village adjacent to New Delhi. Influence of place of occupation and smoking habits. Biological Trace Element Research 34: 99-105. 87

Ekolo ji Cogun ve Firat Wilhelm M, Ohnesorge FK and Hötzei D (1990) Cadmium, copper, lead and zinc concentrations in human scalp and pubic hair. Science of the Total Environment 92: 199-206. Wolfsperger M, Hauser G, Göbler W, Schlagenhaufen C (1994) Heavy metals in human hair samples from Austria and Italy: influence of sex and smoking habits. Science of the Total Environment 156: 235-242. 88