ALÜMİNYUM ve İNSAN Özgür Akman, Sema Atasever, Ecem Güçlü, Gözde Gümüş Danışman: Öğr. Gör. Dr. Tuba Çandar ÖZET 2010 yılında Macaristan daki büyük sanayi birimlerinden biri olan alüminyum üretim tesisinin, atık biriktirme göletlerinde bentlerin yıkılmasıyla tehlikeli ağır metaller geniş alanlara yayılmış, oluşan kızıl çamur çok büyük çevre felaketine yol açmıştır. İleride daha büyük yankıları olacağını düşündüğümüz bu olay bizi, bir ağır metal olan alüminyum üzerinde araştırma yapmaya yöneltmiştir. Ağır metaller; metalik özellik gösteren, göreceli olarak yüksek yoğunluğa sahip, düşük konsantrasyonlarında bile toksik etki gösterebilen elementlerdir. Ağır metaller organizmaya ağız, solunum ve deri yolu ile alınır ve vücutta birikir. Ancak alüminyum, diğer ağır metallerden farklı olarak vücuttan büyük oranda atılabilmektedir. Alüminyumun amfoter, aktif, yumuşak ve hafif olması; yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, kolay işlenebilirliği, korozyona dayanıklılığı, her sıcaklıkta şekillenebilmesi nedeniyle kullanım alanı geniştir. Alüminyum tuzları da hiperfosfatemi tedavisinde; zayıf adjuvanlar olarak humoral immün yanıtı uyarmada; kanama durdurucu olarak; suların renginin ve bulanıklığının giderilmesinde kullanılmaktadır. Vücuda alınışı; mutfak kapları, içme suyu, deodorantlar, gıda katkı maddeleri, aşı adjuvanları, ilaçlardan; parenteral solüsyonlar ile diyaliz solüsyonlarının hazırlanması için kullanılan su, hammadde ve ambalaj materyallerinden; alüminyum işleyen tesislerden alüminyum tozu solunması gibi farklı şekillerde olmaktadır. Alüminyumun büyük bir kısmı kemik ve akciğer olmak üzere çeşitli dokularda depolanır, fazlası da böbrek yolu ile dışarı atılır. Vücuttaki alüminyum fazlası oksidatif strese neden olur. Alüminyum, birtakım biyomoleküllerin oksijen donörlerine bağlanmakta, merkezi sinir sisteminde intrasellüler kalsiyumun hareketini bozmakta, ATP kullanılan tepkimelerde magnezyumun yerini geri dönüşümsüz olarak almaktadır. Alüminyumun beyin hücrelerinde birikimi Alzheimer, Parkinson, amiotrofik lateral sklerozis (Lou Gehrig's hastalığı) gibi nöronal hastalıklara; uzun süreli alüminyum içeren antiasit kullanımı ise kemiklerde birikerek kemik yumuşamasına, adinamik kemik hastalığına; hemoglobin sentezini inhibe ederek anemiye neden olmaktadır. Ayrıca deneysel olarak sıçan testisinde germinatif hasar ve böbrekte özellikle tübüler sisteme yaptığı dejeneratif hasar gibi belirgin histolojik sorunlar oluşturduğu da ortaya konmuştur. Bu derlemede alüminyumun genel özellikleri ile insan organizması üzerine olan etkileri irdelenerek elde edilen bilgiler aktarılmaya çalışılmıştır. Anahtar kelimeler: Alüminyum, Alzheimer, Ağır metal GİRİŞ 2010 yılı ikinci yarısında, Macaristan batısında bulunan Ajka kentinde, bölgenin en büyük sanayi birimi olan alüminyum üretim tesisinin, atık maddelerinin toplanıp etkisizleştirildiği dev biriktirme göletlerinin bentlerinin yıkılmasıyla tehlikeli ağır metaller de içeren yaklaşık bir milyon ton kızıl çamur 7 yerleşim birimine yayılmıştır. Yayılan kızıl çamur pek çok can ve mal kaybına aynı zamanda da ciddi bir çevre felaketine neden olmuştur. Tuna nehrine 1
karışan kızıl çamurun Karadeniz i ve boğazları tehdit edeceği, bu alanlara yakın bölgelerdeki hayvan ve bitkilerin telef olabileceği düşünülmüştür. Ayrıca çamurun, Avrupa nehirler sistemine karışmasıyla daha geniş bir bölgenin zararlı atıklarla karşılaşacağı öngörülmüştür. Biz de bu hadisenin sonuçlarının görülenden daha büyük etkilere neden olacağını ve bu sonuçların önümüzdeki yıllarda ortaya çıkacağına inanıyoruz. Buradan hareketle, insan sağlığını tehdit edecek boyutlarda toksisiteye sahip olan metallerden alüminyum hakkında bir değerlendirme yapmayı amaçladık. AĞIR METAL Metaller; elektriği ileten, kendilerine has parlaklığı olan, dövülebilir, sünek, katyon formları ve temel oksitleri bulunan elementlerdir. Açık ve tam bir tanımlaması olmamakla birlikte ağır metal kavramı ise en genel şekilde; metalik özellik gösteren, göreceli olarak yüksek yoğunluğa sahip, düşük konsantrasyonlarında bile toksik etkiler gösterebilen elementler şeklinde tanımlanabilir. Tıpta ise ağır metal kavramı, elementlerin atomik ağırlıklarına bakılmaksızın tüm toksik metalleri içerir (1,2). Canlı organizmalar değişen miktarlarda ağır metallere gereksinim duyarlar. Örneğin; insanların demir, kobalt, bakır, mangan, molibden ve çinkoya gereksiniminden söz ederiz (3,4). Gereksinim duyulan bu ağır metaller, aynı zamanda canlıda az miktarda bulunması gereken, organizmaların büyüme, gelişme ve fizyolojik işlevleri sırasında kullanılan, çok az miktarlarına gereksinim duyulan maddeler olarak tanımlanan iz elementlerin içinde yer almaktadır. Bu grup dışındaki ağır metallerin insan için bilinen yaşamsal ve faydalı etkileri yoktur. Zaman içinde vücutta birikmeleri de ciddi hasarlara yol açabilir. Alüminyum, altın, antimon, arsenik, baryum, bizmut, civa, galyum, gümüş, hafniyum, indiyum, iridyum, itriyum, kadmiyum, kalay, krom, kurşun, lantan, nikel, niyobyum, paladyum, platin, rodyum, rutenyum, skandiyum, stronsiyum, tantal, talyum, tungsten, vanadyum, zirkonyum gibi metaller bu gruba girmektedir. Ağır metaller organizmaya; ağız, solunum ve deri yolu ile alınabilmektedir. Alındıkları yol, birikim gösterecekleri dokunun türünü etkilemekte ve dolayısıyla toksik etkilerinin yarattığı fizyolojik etkileri de yönlendirmektedir. Oluşturdukları toksisitenin genel olarak; kimyasal reaksiyonlar, taşıma sistemleri, yapı taşları üzerine, alerjen, kanserojen, mutajen ve spesifik etkiler olduğunu söyleyebiliriz (5). Alüminyum, arsenik, kadmiyum, kurşun, mangan ve cıva gibi birçok ağır metalin nörolojik sistemi etkilediği saptanmıştır. Çinko ve bakırın ise kurşun bağımlı nörotoksisite durumlarında koruyucu bir rolü vardır. Güncel literatürde metallerin etanol, poliklorlu fenoller ve pestisitlerle etkileşebildiğine dair bilgiler de yer almaktadır (6). Günümüzde tarımda kullanılan üretim yöntemlerinin değişmesi, artan gübre ve zirai ilaç kullanımı, katı atıklar ve atık suların sağlıksız bir biçimde depolanmaları ile besin maddelerine ulaşabilmeleri, transport araçlarının egsoz gazları, kullanılan yakıtların kalitesinin değişmesi nedeniyle insanların metallerle etkileşimi artmış bulunmaktadır (7). İnsanların günlük kullanımdan ve çevre kirliliğinden dolayı sıkça temas halinde bulunabileceği ağır metaller arsenik, civa, kurşun ve alüminyumdur. Arsenik: Kaynak suları, su ürünleri, soya sosları gibi gıda kaynaklı vücuda alınabildiği gibi pil, kablo, mil yatağı yapımı ve metal ayrıştırma gibi işlerde çalışanlarda iş kaynaklı olarak da vücuda alınabilmektedir. Arsenik zehirlenmesi kronik ve akut şekillerde olabilir. Kronik zehirlenmelerde arseniğin vücuda alınım şekline bağlı olarak belirli bölgelerde kansere yol 2
açabildiği bilinmektedir. Aynı zamanda arsenik; deri lezyonlarına, solunum yolu hasarlarına ve kan hücrelerinin üretiminde düşüşe neden olabilmektedir. Akut zehirlenmelerde bulantı-kusma ve ishal gibi belirtiler gözlenebilmektedir. Akut zehirlenmeler aynı zamanda böbrek ve karaciğer hasarına, görme bozukluğuna, kas felçlerine neden olabilmektedir (5,8). Civa: Vücuda alınımı genellikle iş ve sanayi ürünleri kaynaklı olmakla birlikte; içme sularından ve gıda maddelerinden de gerçekleşmektedir. Civa bileşikleri termometrelerde, bazı metallerin üretim süreçlerinde, ilaç sanayinde, diş dolgularında, laboratuar uygulamalarında, boya ve kağıt sanayinde kullanılmaktadır. Civa doğada metilciva formunda içme sularında ve su ürünlerinde, mantar ilacı olarak kullanımının bilinçsiz sonucu olarak da bazı besin maddelerinde bulunmaktadır. Civa zehirlenmeleri akut ve kronik olabilir. Akut zehirlenmelerde güçsüzlük, ürperme, metalik tat alma, bulantı, kusma, ishal, solunum güçlüğü ve göğüste sıkışma hissi görülebilmektedir. Kronik zehirlenme sonucunda ise görme bozukluğu, sinir sistemi bozuklukları, zihinsel bozukluklar, hareket düzensizlikleri görülebilmekte ve civanın teratojenik etkileri de bulunmaktadır (5,8). Kurşun: Boyalarda, yemek saklama kaplarında, akü sanayinde, böcek ilaçlarında, su borularında, kozmetik malzemelerde, kuyumculukta altının geri kazanımında, sigarada ve benzinde bulunabilmektedir. Geniş kullanım alanları nedeniyle insanların kurşunla karşılaşma olasılığı çok yüksektir. Kurşun zehirlenmeleri; hemoglobin sentezinde azalmaya bağlı olarak anemiye, kan basıncının artmasına, böbrek hasarlarına, gebeliklerin düşükle sonuçlanmasına, sinir sistemi rahatsızlıklarına, beyin hasarına, sperm kalitesinde düşüşe, çocuklarda öğrenim bozukluğuna, hiperaktiviteye ve aşırı sinirliliğe yol açabilmektedir (5,8,9). Ağır metallerin atılımı çoğunlukla söz konusu değildir ve çeşitli dokularda birikimleri gözlenir; ancak alüminyum, diğer ağır metallerden farklı olarak vücuttan büyük oranda atılabilmektedir (5). ALÜMİNYUMUN GENEL ÖZELLİKLERİ, İNSAN VÜCUDUNA ALINIŞI, TOKSİK ETKİLERİ Alüminyum (Al) Periyodik sistemin 3A grubunda yer alan alüminyumun atom numarası 13 tür. Yerkabuğunun yaklaşık 8'ini oluşturan son derece önemli bir metaldir (5). Yumuşak ve hafif, amfoter ve aktif olması, yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, ömrünün uzunluğu, dış etkenlere (korozyon vb.) ve değişik iklim şartlarına karşı dayanıklılığı, kolay şekillendirilebilmesi, düşük bakım maliyetleri, renklendirilebilmesi ve teknolojik açıdan ürün çeşitliliği alüminyumun alternatif özellikleridir (10,11). Bu nedenle alüminyum; yeni teknolojilerin de etkisiyle kullanımı giderek artan bir ürün olarak 21. yüzyıl metali olarak görülmektedir. Eski Yunan ve Romalıların, boyaların renklerini sabitleştirmede ve kanamaları durdurmada kullandıkları alüminyumun ticari olarak üretime geçişinin tarihi 100 yıldan biraz fazladır. 1886 yılında Amerikalı Charles Martin Hall ve Fransız Paul He roult birbirine yakın zamanlarda alüminyumun elektronik bir prosesle eldesini bulmuş ve 1892 de patent almışlardır. Yine 1892 yılında K.J.Bayer'in, boksitten alümina ve alüminadan elektroliz ile alüminyum eldesi sağlayan yöntemi sayesinde alüminyumun endüstriyel çapta üretimi çok kolaylaşmıştır. Londra da bulunan 1893 te yapılmış Eros adlı heykel de alüminyumdan yapılmış ilk heykellerdendir (12,13). 3
Alüminyum; inşaat, ulaştırma, elektrik ve elektronik, makine ve ekipman sektörlerinde; metal sanayiinde, kimya ve gıda sanayiinde; dayanıklı tüketim aletlerinde; muhtelif ev eşyaları ve mutfak eşyalarında; mobilya, dekorasyon ürünleri, takım ve el aletleri, levha yapımında kullanılmaktadır (Grafik 1) (10). Grafik 1. Alüminyum kullanım alanları Günümüzde Alüminyum hidrür [AlH 3 ], Alüminyum oksit [Al 2 O 3 ], Alüminyum klorür [AlCl 3 ], Alüminyum sülfat [Al 2 (SO 4 ) 3 ] ve Alüminyum hidroksit [Al(OH) 3 ] gibi alüminyumun tuzlarından da pek çok alanda yararlanılmaktadır (11). Bu tuzlardan alüminyum sülfat ve alüminyum klorür, yüzeysel sulardaki doğal organik maddelerin giderimini sağlamaktadır (14). Susuz alüminyum klorür, petrol endüstrisinde ve organik tepkimelerde katalizör olarak da kullanılmaktadır. Rubin (kırmızı yakut), safir (gök yakut), doğu amatist ve amarald (yeşil zümrüt) gibi kıymetli taşlar, alüminyum oksitten saflaştırma yöntemi ile elde edilirler (11). Tıpta ise alüminyum tuzları tedavi amacı ile kullanılmaktadır (15). Alüminyum fosfat ve Alüminyum hidroksit gibi alüminyum tuzları zayıf adjuvanlardır, humoral immün yanıtı uyararak antijene verilen antikor cevabını artırmaktadır (16,17). Alüminyum karbonat, alüminyum hidroksit içeren fosfor bağlayıcı ilaçların en sık kullanım alanı kısa süreli hiperfosfatemi tedavisidir (18). Alüminyum hidroksit içeren antiasitler, peptik ülseri olan hastaların tedavisinde de kullanılmaktadır (19). Alüminyumun İnsan Vücuduna alınışı ve Organizmadaki Yeri Alüminyumun vücuda girişi oral, parenteral (solunum, deri v.b.) yollarla olur. Bu durumda; mutfak kaplarından, içme suyundan, deodorantlardan, gıda katkı maddelerinden, aşı adjuvanlarından; oral antiasitler, bazı analjezikler, antidiyareikler, hemoroid preparatları ve bazı antiülser ilaçlar, efervesan tabletler gibi ilaçlardan; parenteral ve diyaliz solüsyonlarının hazırlanması için kullanılan su, hammadde ve ambalaj materyallerinden; alüminyum işleyen tesislerden alüminyum tozu solunarak alınabilir (19-22). Alüminyum, temas ettiği besinlere de geçebilir. Bu özellik besinin nötr, alkali veya asit oluşuna göre değişir. Alüminyumu yüksek miktarda içeren besinler; işlenmiş peynirler, tahıl ürünleri ve tahıllardan yapılan tatlılardır. Bitkisel besinlerden çay da, yüksek asitli topraklarda yetişmekte ve alüminyum içermektedir. Bebekler için en büyük alüminyum kaynağı ise soya içeren mamalardır (15). Su, alüminyumu en fazla taşıma potansiyeline sahip etkendir (5). 4
Total vücut alüminyum düzeyi 30-40 mg kadardır. Şehirde yaşayan ve ortalama 70 kg ağırlığında olan bireyde yiyeceklerle birlikte vücuda giren günlük alüminyum miktarı kg başına 0.01 1.4 mg dır. Alüminyum bu şekilde alındığında mide mukozası ve proksimal ince bağırsaktan emilir. Emilim aslında çok düşüktür ve diyet faktörleri tarafından engellenmektedir. Sitrat, paratiroid hormon, Vitamin D, üremi ise emilimi artırabilmektedir. Bu nedenle, sindirim sisteminden direk kana geçen alüminyum miktarı % 1 den azdır (1-2 µg/l) (5,15). Serum alüminyum düzeyi, yakın zamanda karşılaşılan alüminyum yükünü yansıtır. Özellikle, uzun süre hemodiyalize giren hastaların kemiklerinde alüminyum birikebildiğinden diyaliz hastalarında yılda iki kez serum alüminyum düzeyinin ölçülmesi; alüminyum yüklenmesindeki akut değişiklikleri yansıtan, pratik ve gerekli bir uygulamadır (18,23). Serumda ya da diğer vücut sıvılarında alüminyum ya da türlerinin tayini amacıyla fluorimetrik yöntem, grafit fırınlı atomik absorbsiyon spektrofotometrik metot ya da indüktif çiftleşmiş plazma atomik emisyon spektrofotometrik metot kullanılmaktadır (24). Atomik absorbsiyon spektrofotometrik yönteme göre tespit edilen referans düzeyler tablo 1 de verilmiştir (25). Numune durumu Serum Plazma Hemodiyaliz hastası Al tedavisi İdrar (spot) Alüminyum düzeyleri 1-14 µg/dl 6-7 µg/dl 20-550 µg/dl <3.0 µg/dl 5-30 µg/l Tablo 1. Al referans değerleri Serum alüminyum düzeyi değerlendirilirken göz önünde bulundurulması gereken faktörlerden birisi de vücut depo demirinin durumudur. Eritropoietin tedavisi hemodiyaliz hastalarında göreceli demir eksikliğine yol açabilir. Serum alüminyum düzeyinin 60 μg/l den, ferritin düzeyinin 100 mg/l den büyük olduğu hastalarda alüminyum intoksikasyonunun tedavisinde de kullanılan desferrioksamin testi yapılmalıdır (18). Bunun nedeni alüminyumun kanda, demir metabolizmasında olduğu gibi, plazma proteini olan transferrinle taşınıp, desferrioksaminle de şelasyona uğramasıdır (26). Alüminyumun makromoleküler biyolojik yapılardaki etkilerinin başında oksijen donörleri için olan çekiciliği gelir. Alüminyumun bağlandığı en önemli moleküller; fosfat, karboksilat, catecholate, aminler, thiolatlar, aminoasitler, nükleik asitler ve nükleotidlerdir. Alüminyum; özellikle AMP, ADP, ATP, 2,3-difosfogliserat, inozitol fosfat, glukoz 6-fosfat gibi metabolizmada önemli olan fosfat bağlı biyomolekülleri etkileyebilmektedir. Birçok biyolojik oluşumda ATP ile Mg 2+ ile olduğundan daha stabil bir kompleks oluşturarak magnezyumun yerini geri dönüşümsüz olarak alabilmektedir (27). Yüksek miktarda alüminyum içeren diyet, merkezi sinir sisteminde alüminyum konsantrasyonunu artırmaktadır (28). Alüminyum, hücrede yüksek konsantrasyonda iken fosforilasyonu baskılayabilmekte, eser elementler olan manganez ve demirin 5
konsantrasyonunu değiştirebilmekte ve orada lipit peroksidasyonunun oluşmasına neden olabilmektedir. Ayrıca Ca 2+ ATPaz ın aktivitesini doza bağımlı olarak azaltıp, intrasellüler kalsiyum hareketini bozabilmektedir. Ayrıca, aminolevülinikasit-dehidrataz ve izositrat dehidrogenaz enzimlerini inhibe edebilmekte, Na + -K + ATPaz ve Mg 2+ aktivitesini azaltabilmektedir. Alüminyum tuzları da DNA ve RNA ya bağlanarak hekzokinaz, asit ve alkalen fosfataz, fosfodiesteraz ve fosfooksidaz gibi enzimleri inhibe edebilmektedir (23,27). Alüminyumun intravenöz tedavide kullanılan ve özellikle total parenteral beslenme solüsyonlarının bileşenlerinden olan kalsiyuma, ilave maddeler olarak kullanılan fosfat tuzlarına, heparin ve insan albüminine de afinitesi fazladır (19). Büyük bir kısmı kemik ve akciğer olmak üzere çeşitli dokularda depolanan alüminyumun, sağlıklı insanlarda günde yaklaşık 10-40 mikrogram kadarı böbrek yolu ile atılmaktadır. Alınan miktar arttığında, böbrekten atılım miktarı günde 200-500 mikrograma kadar çıkabilmektedir. Böbreklerden alüminyum atılımı total vücut alüminyumunu dengelemektedir. Ayrıca safra yoluyla da alüminyum atılabilmektedir (5,29). Alüminyumun Toksik Etkileri Günümüzde insan sağlığı ile ilişkisi gittikçe önem kazanan alüminyum genellikle zararsız bir bileşen olarak bilinmektedir; fakat yine de yüksek derişimlerine ya da düşük dozlarına uzun süreli maruz kalındığında sağlık sorunlarına neden olabilmektedir. Bu yüzden vücuda fazla alüminyum alınması sakıncalıdır. Yaşamın her safhasında ve birçok alanda karşılaşabileceğimiz alüminyumun insan vücuduna etkisi; gastrointestinal, hematolojik, iskelet sistemine ve sinir sistemine etkiler şeklinde sıralanabilir (16,19,20). Alüminyumun bugüne kadar saptanan en önemli etkisi sinir sistemi üzerinedir. Alüminyumun güçlü bir nörotoksik madde olduğunu gösteren ilk çalışmalar deneyseldir. 1897 de Alman araştırmacılar yaptıkları çalışmalarda Al un hayvanlarda patolojik reaksiyonunu araştırırken Al un bir nörotoksin olduğunu saptamışlar ve bu daha sonra yapılan araştırmalarla da desteklenmiştir. 1965 yılında yapılan tavşan deneyleri, alüminyum ile Alzheimer demansı (AD) arasında ilişki olabileceğini düşündürmüştür (30). 1973 yılında ise AD hastalarının beyinlerinde alüminyum miktarının artmış olduğu gösterilmiştir. Aynı dönemlerde kronik böbrek yetmezliği olan hastalarda gözlenen diyaliz ensefalopatisi ise bu düşünceleri güçlendirmiştir. İlerleyen yıllarda beynin alüminyum kaynaklı hasara yatkın olduğu ve alüminyum katkı maddeli besinler ile yüksek düzeyde alüminyum olan suların tüketilmesinin AD gelişiminde etkili olabileceği gösterilmiştir (5,31). Yine ilginçtir ki Guam da nöromotor hastalıkları üzerine yürütülen bir araştırmaya göre de Al derişimi fazla olan su, motor nöronların ölümünün sonucu oluşan amiyotrofik lateral sklerozun görülmesini tehlikeli derecede artırmıştır (32). Bu sonuçlar başka araştırmacıların merakını uyandırmış ve yerli Guamania ların %10 unun, Mariana Adalarındaki yerlilerin ise %15 inin beyin rahatsızlıklarından ölmekte olduğunu görmüşlerdir. Bunun nedenini içme suyunda ve dolayısıyla da yemeklerde bulunan yüksek konsantrasyondaki Al olarak ifade etmişlerdir (33). Yüksek düzeyde alüminyuma maruz kalmak yukarıda da ifade edildiği gibi nörodejenerasyona neden olur. Hali hazırda Al un Alzheimer hastalığındaki rolünün hastaların beyin hücrelerinde birikmesiyle mi yoksa alüminyumun indüklediği oksidatif stres nedeniyle mi olduğu hala tartışmalıdır (32). Özellikle de alüminyum tuzlarıyla yapılan toksikolojik çalışmalarda, fizyolojik ph da anlamlı bir miktar aköz Al u dağıtan elektronötral Al-maltolat kompleksinin; özellikle nöral sistemin ligand exchange reaksiyonlarında 6
etkililiği (34); tüm hücresel dejeneratif değişiklikleri oluşturmada ideal olduğu gözükmektedir. Diğer Al tuzları nötral ph da çözünemeyen komplekslere neden olurken, Al-maltolat çözünebilir Al konsantrasyonunu artırmaktadır. Alzheimer hastalığında deneysel Al nörotoksisitesine bağlı olarak intranöronal lezyonlar arasında farklılıklar işaretlenmiştir. Bu yüzden Al un fazlalığının doku bozulmasına ve Alzheimer a etki ettiği düşünülmektedir (32). Alzheimer hastalığı ve benzer nörolojik sorunlar ile içilen sudaki Al miktarı arasında ilginç bir paralellik vardır. Yapılan araştırmalar son on yılda coğrafik olarak sudaki Al oranı ile Alzheimer görülme sıklığı arasında ilişki olduğunu göstermiştir. Al konsantrasyonunun yüksek olduğu yerlerde Alzheimer hastalığına yakalanma riski %50 artmaktadır. Sudaki çok az derişim bile etki göstermektedir. Al un beyin hücrelerindeki reaktif molekülleri hareketsizleştiren önemli bir cross-linking ajan olduğu bilinmektedir. Bunun yanında nöronlardaki serbest radikal patolojisini etkilemektedir, nörofibril düğümlerine neden olmaktadır. Alzheimerlı beyin otopsilerinde bu değişimler görülmektedir (35). Kedilerin hippokampus bölgesi boşluğuna enjekte edilen 100nmol AlCl 3 Alzheimer benzeri nörolojik hastalıklara neden olmuştur (36). Deney hayvanlarında görülen bu etkiler gibi insanlarda da nörolojik sorunlar gözlenmiştir. Kelimeleri doğru telaffuz etmede yetersizlik, sensöryal ataksi bunlara örnek verilebilir (35). Al, kolin ve dopamin yapımının güçlü bir inhibitörüdür. Bunlar, sinir impuls transmisyonunda, kaslara ve değişik bezlere sinir impuls iletiminde önemli mediatörlerdir. Bu etki sonucunda beyindeki Al iyonları kısa süreli hafızaya ve düşünmeye etki etmektedir (35). Sıçanlarla yapılan bir araştırmada periton içine enjekte edilen alüminyum sülfatın sıçan testisinde yol açtığı germinatif hasar ve böbrekte özellikle tübüler sisteme yaptığı dejeneratif hasar gösterilmiştir. Bu organlarda gösterilen histolojik hasarın Al ile birlikte periton içine vitamin E verilmesiyle ortadan kalktığı bildirilmiştir (37,38). Yakın zamanda gençler üzerinde tutkal koklayıcılığının büyük bir problem olduğu göz önüne alınarak bir araştırma yapılmış ve deneye katılan tutkal koklayıcısı adölesanların serumlarındaki Al seviyelerinin sağlıklı adölesanlarınkine göre anlamlı olarak arttığı gösterilmiştir (39). Al un diğer bir sistemik etkisi, hematolojik sisteme olan etkisidir. Gelişmekte olan civcivlerde Al alınımı karaciğer ve bağırsaklarda demir depolarını azaltmış, dokularda ferritin düzeyleri daha fazla olmak üzere nonhem demir düzeylerinde azalmaya ve sonuçta anemiye yol açmıştır. Yine döllenmiş Ross cinsi besi tavuk yumurtalarına kuluçka döneminde verilen alüminyum sülfatın civciv karaciğerinde yaygın inflamatuar ve oksidatif hasara yol açtığı bildirilmiştir (40). SONUÇ Sonuç olarak alüminyumun sürekli alımıyla; beyin hücrelerinde birikiminin ciddi beyin rahatsızlıklarına neden olduğu, uzun süreli alüminyum içeren antiasit kullanımı sonucu kemiklerde birikmesiyle kemikleşmeye engel olduğu, hemoglobin sentezini inhibe ettiği, devamlı diyaliz tedavisi gören hastaların çoğunda mortalite için risk faktörü olması dahil bazı ciddi rahatsızlıklara neden olduğu saptanmıştır. Bunlar; Alzheimer hastalığı, Parkinson 7
hastalığı, amiotrofik lateral sklerozis (Lou Gehrig's hastalığı), diyaliz demansı, diyaliz osteomalizisi, mikrositer anemi, eritropoietin tedavisine direnç ve adinamik kemik hastalığıdır (18,19,23,26,27,29). Endüstiriyel kullanımda çok uzun ömürlü ve yüzde yüz geri dönüşüm özelliğinden dolayı çevre dostu olan alüminyumu Fransız yazarı Jules Verne şöyle tanımlıyor: Alüminyum; gümüşün parlaklığına, altının asaletine, demirin sağlamlığına, camın estetiğine, rahat işlenebilirliğine ve demirin üçte biri ağırlığına sahiptir. KAYNAKÇA 2. Ağcasulu Ö. Sakarya Nehri Çeltikçe Çayı'nda Yaşayan Capoeta Tinca'nın (Heckel, 1843) Dokularında Ağır Metal Birikiminin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, Temmuz 2007. 39. Akay C, Kalman S, Dundaroz R, et al. Serum Aluminium Levels in Glue-Sniffer Adolescent and in Glue Containers. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2008; 102 : 433-6. 26. Akpolat T, Arık N, Sayal A ve diğerleri. Eritropoietine Bağlı Demir Tüketiminin Serum Alüminyum Düzeyine Etkisi. Türk Nefroloji Diyaliz ve Transplantasyon Dergisi. 1994; 3(2); 56-8. 18. Akpolat T, Utaş C (Ed.). Hemodiyaliz Hekimi El Kitabı, 2.baskı, Anadolu Yayıncılık, Kayseri; 2001: 218-38. 10. Alan S. Alüminyum Raporu. Orta Anadolu İhracatçı Birlikleri Genel Sekreterliği, 2008. 14. Alkan U, Teksoy A, Başkaya SH. Yüzeysel Sulardaki Doğal Organik Maddelerin Gideriminde Uygun Koagülasyon Şartlarının Belirlenmesi. Ekoloji. 2006; 15(59): 18-26. 20. Aslan K. Elementler. Biyotıp Laboratuvarı, 2010. 5. Bakar C, Baba A, Metaller ve İnsan Sağlığı: Yirminci Yüzyıldan Bugüne ve Geleceğe Miras Kalan Çevre Sağlığı Sorunu. 1. Tıbbi Jeoloji Çalıştayı. 2009. 23. Bhagavan NV. Medical Biochemistry (4th edition). Harcourt/Academic Press, Canada. 2002: 894. 32. Bharathi, Vasudevaraju P, Govindaraju M, et al. Molecular Toxicity of Aluminium in Relation to Neurodegeneration. Indian J Med Res 2008; 128 :545-556. 28. Blundell G, Henderson WJ, Price EW. Soil Particles in The Tissues of The Foot in Endemic Elephantiasis of The Lower Legs. Ann Trop Med Parasitol. 1989; 83: 381-5. 25. Burtis CA, Ashwood ER (Ed.) Tietz Textbook of Clinical Chemistry (Second edition). The Curtis Center, Philadelphia, Pennsylvania. 1994; 2178. 17. Clapp T, Sıebert P, Chen D, et al. Vaccines with Aluminum-containing Adjuvants: Optimizing Vaccine Efficacy and Thermal Stability. Wiley Online Library, 2010. 35. Contamination with Aluminium Compounds and Effect of Human Neurophysiology and Behavior. http://www.trufax.org/general/aluminium.html. 31. Crapper DR, Krishnan SS, Dalton AJ. Brian Aluminium Distribution in Alzheimer's Disease and Experimental Neurofibrillary Degeneration. Science. 1973; 180: 511-3. 8
33. Dalton J, Krishnan S, McLashlan D, et al. Aluminium and Calcium in Soil and Food From Guam, Palau and Jamaica: Implications for Ald and Parkinsonism-Dementia Syndromes of Guam. Brain. 1989; 112: 45-53. 1. Duffus JH. "Heavy Metals" a Meaningless Term? (IUPAC Technical Report). Pure Appl Chem. 2002; 74(5): 793-807. 21. Güler Ç. Su Kalitesi. Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi -43. Ankara,1997. 27. Günaydın N. Uzun Süreli Alüminyum Kaplarda Yapılan Yoğurtlarla Beslenenlerde Plazma Alüminyum Seviyeleri ile Oksidatif Durum Arasındaki İlişkinin Araştırılması. HRÜ Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Biyokimya Yüksek Lisans Tezi, Şanlıurfa, 2005. 8. http://www.lenntech.com/ 9. Kahvecioğlu Ö, Kartal G, Güven A ve diğerleri. Metallerin Çevresel Etkileri 1. Metalurji Dergisi. 2004; 136: 47-53. 12. Kasaplar G. Alüminyum Yüzeyindeki Oksit Tabakasının Okzalik Asit Anodizing Yöntemiyle Geliştirilmesi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Adana, 2007. 11. Kimya Teknolojisi "Metaller 1". Mesleki ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, T.C. M.E.B. Ankara 2008. 30. Klatzo I, Wisniewski HM, Streicher E. Experimental Production of Neurofibrillary Degeneration. J Neuropath Exp Neur. 1965; 24 : 187-99. 38. Kutlubay R, Oğuz EO, Can B, et al. Vitamin E Protection from Testicular Damage Caused by Intraperitoneal Aluminium. Int J Toxicol. 2007; 26(4): 297-306. 37. Kutlubay R, Oğuz EO, Güven C, et al. Histological and Ultrastructural Evidence for Protective Effects on Aluminium-Induced Kidney Damage by İntraperitoneal Administration of Alpha-Tocopherol. Int J Toxicol. 2007; 26(2): 95-101. 3. Lane TW, Morel FM. A Biological Function for Cadmium in Marine Diatoms. Proc Natl Acad Sci. 2000; 97: 4627-31. 4. Lane TW, Saito MA, George GN, et al. Biochemistry: a Cadmium Enzyme from a Marine Diatom. Nature. 2005; 435: 42. 34. Martin RB. Aluminium in Chemistry, Biology and Medicine. Clin Chem. 1986; 3: 1797-806. 40. Oğuz EO, Yüksel H, Enli H ve diğerleri. Alüminyum Sülfatın "Ross" Cinsi Term Besi Civcivi Karaciğerinde Yarattığı Toksik ve İnflamatuar Hasar. Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Mecmuası. 2008; 61(1). 19. Onur E. Alüminyum Toksisitesinin Kalite Kontrol Açısından Değerlendirilmesi. Türk Nefroloji Diyaliz ve Transplantasyon Dergisi. 1997; 74-9. 7. Özkol S. Metal Kullanımı ve Sağlık Açısından Riskleri. Madencilik Bülteni. 1996; 49: 6-7. 9
29. Pastacı N, Bahtiyar N, Karalük S ve diğerleri. Köpeklerde Alüminyum Toksikasyonunun Alzheimer Hastalığı Üzerine Etkisi. TUBAV Bilim Dergisi. 2010; 3(3): 271-5. 6. Pohl HR, Roney N, Abadin HG. Metal Ions Affecting The Neurological System, Met Ions Life Sci. 2011; 8: 247-62. 13. Saraçoğlu E. Alüminyum Alaşımlarının Sürtünme Karşılaştırma Kaynağının İncelenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi- Makina Mühendisliği Bölümü, Bitirme Projesi, İzmir, Haziran 2008. 36. Savory J, Ghribi O, Forbes MS, et al. Aluminium and Neuronal Cell Injury: Inter- Relationships between Neurofilamentous Arrays and Apoptosis. J Inorg Biochem. 2001; 87 :15-9. 15. Tayfur M, Ünlüoğlu İ, Bener Ö. Alüminyum ve Sağlık. Gıda Dergisi. 2002; 27(4): 305-9. 24. Yenigül E. Alüminyum ve Bazı Organik Asitlerin Etkileşiminin Spektrofotometrik ve Kromatografik Yöntemlerle Tayini. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Analitik Kimya Programı Yüksek Lisans Tezi. İstanbul, 2006. 22. Yokel AR, Hicks LC, Florence LR. Aluminum Bioavailability From Basic Sodium Aluminum Phosphate, an Approved Food Additive Emulsifying Agent, Incorporated in Cheese. Food Chem Toxicol. 2008; 46(6): 2261-6. 16. Yurdakök K, İnce T. Aşı Adjuvanları. Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Dergisi. 2008; 51: 225-39. 10