PRACE ORYGINALNE. tak e metale, takie jak chrom i kobalt. Oprócz szeregu fizjologicznych funkcji,

Transkrypt

1 PRACE ORYGINALNE Anna WO NIAK 1 Agata WEGNER 1 Monika SEÑCZUK-PRZYBY OWSKA 1 Agnieszka PRZYBY OWICZ 5 Witold SZYFTER 3 Wojciech GOLUSIÑSKI 4 Wojciech PIEKOSZEWSKI 2,5 Krzysztof SZYFTER 3,6 Zbigniew KREJPCIO 7 Wojciech GAWÊCKI 3 Ma³gorzata HERMAN 5 Maksymilian KULZA 1 Stanis³aw WALAS 5 Andrzej PARCZEWSKI 5 Paulina CHÊSY 5 Ewa FLOREK 1 Ocena poziomu chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach pacjentów z guzami krtani i œlinianki z uwzglêdnieniem wp³ywu palenia tytoniu i picia alkoholu The assessment of the level of chromium and cobalt in hair and nails of the patients with laryngeal and salivary gland cancer including the impact of tobacco smoking and alcohol drinking 1 Laboratorium Badañ Œrodowiskowych, Katedra i Zak³ad Toksykologii, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego, Poznañ Kierownik Laboratorium: Prof. dr hab. Ewa Florek 2 Pracownia Wysokorozdzielczej Spektrometrii Mas, Wydzia³ Chemii, Uniwersytet Jagielloñski, Kraków Kierownik Pracowni: Prof. dr hab. Wojciech Piekoszewski 3 Katedra Otolaryngologii, Klinika Otolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego, Poznañ Kierownik: Prof. dr hab. med. Witold Szyfter 4 Oddzia³ Chirurgii G³owy i Szyi i Onkologii Laryngologicznej, Wielkopolskie Centrum Onkologii, Poznañ Kierownik: Prof. dr hab. med. Wojciech Golusiñski 5 Zak³ad Chemii Analitycznej, Wydzia³ Chemii, Uniwersytet Jagielloñski, Kraków Kierownik: Prof. dr hab. Pawe³ Koœcielniak 6 Zak³ad Mutagenezy Œrodowiskowej, Instytut Genetyki Cz³owieka, Polska Akademia Nauk, Poznañ Kierownik: Prof. dr hab. Krzysztof Szyfter 7 Katedra Higieny ywienia Cz³owieka Uniwersytet Przyrodniczy, Poznañ Kierownik: Prof. dr hab. Jan Jeszka Dodatkowe s³owa kluczowe: chrom kobalt rak krtani rak œlinianki dym tytoniowy alkohol Additional key words: chromium cobalt laryngeal cancer salivary gland cancer tobacco smoke alcohol Adres do korespondencji: Prof. dr hab. Ewa Florek Laboratorium Badañ Œrodowiskowych Katedra i Zak³ad Toksykologii Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego Poznañ, ul. Dojazd 30 Tel.: ; Faks: w eflorek@ump.edu.pl Palenie tytoniu stanowi dziœ jedn¹ z najczêœciej stosowanych i jednoczeœnie jedn¹ z najbardziej szkodliwych i œmiercionoœnych u ywek na œwiecie. Jest ono uznawane za czynnik etiologiczny wielu schorzeñ, w tym równie nowotworów w obrêbie g³owy i szyi, m.in. raka krtani i raka œlinianki. Wysoka toksycznoœæ tej u ywki wynika z obecnoœci w dymie tytoniowym kilku tysiêcy szkodliwych zwi¹zków i substancji, w tym kilkudziesiêciu kancerogenów. Do sk³adników dymu nale ¹ tak e metale, takie jak chrom i kobalt. Oprócz szeregu fizjologicznych funkcji, które pe³ni¹ w organizmie oba pierwiastki, mo liwych jest te wiele dzia- ³añ negatywnych na zdrowie, w tym m.in. dzia³anie rakotwórcze chromu. Celem niniejszej pracy by³o oznaczenie stê eñ chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach pacjentów z guzami krtani i œlinianki. Stanowi¹ one bowiem alternatywny (w stosunku do surowicy i moczu) materia³ do badañ toksykologicznych. Badane osoby (52) by³y pacjentami Kliniki Otolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu (SPSK nr 2) oraz Oddzia³u Chirurgii G³owy i Szyi i Onkologii Laryngologicznej Wielkopolskiego Centrum Onkologii w Poznaniu. Udzielili oni odpowiedzi na pytania zawarte w kwestionariuszu ankiety, dotycz¹ce nawyków palenia tytoniu i picia alkoholu oraz zwyczajów ywieniowych. Nastêpnie od osób tych pobrane zosta³y próbki w³osów i paznokci. Materia³ biologiczny poddany zosta³ w pierwszym etapie procesowi mineralizacji, a nastêpnie, w drugim, chrom i kobalt oznaczono iloœciowo przy zastosowaniu metody ICP-MS. Oznaczone poziomy chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach u pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki by³y zró nicowane. We w³osach i paznokciach pacjentów z rakiem œli- Tobacco smoking constitutes today one of the most widely used and one of the most harmful and lethal stimulants in the world. It is recognized as an etiological factor of many diseases, including head and neck cancers, e.g. laryngeal cancer and salivary gland cancer. Huge toxicity of the tobacco results from the presence in tobacco smoke thousands of harmful chemicals and substances, including tens of carcinogens. To smoke components also belong metals, such as chromium and cobalt. Besides the number of physiological functions, which have both elements in the body, there are many possible negative health activities, including carcinogenicity of chromium. The purpose of this study was to determine the concentrations of chromium and cobalt in hair and nails of patients with tumors of the larynx and salivary gland. They represent an alternative (in relation to serum and urine) material for the toxicological studies. Subjects (52) were patients of Otolaryngology and Laryngological Oncology Clinic of Poznan University of Medical Sciences (SPSK No. 2) and The Head and Neck Surgery Ward of The Greater Poland Cancer Centre in Poznan. They gave answers to the questionnaire, concerning smoking habits, alcohol consumption and dietary habits. Then the samples of their hair and nails were collected. In the first step, biological material has underwent the process of digestion, and then, in the second one, chromium and cobalt were determined quantitatively using the method of ICP- MS. Determined levels of chromium and cobalt in hair and nails in patients with laryngeal cancer and salivary gland cancer were varied. In hair and nails of patients with salivary gland cancer the highest levels of both, chromium and cobalt, was reported. Con- 786 Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 / 10 A. WoŸniak i wsp.

2 nianki odnotowano najwy sze stê enia zarówno chromu, jak i kobaltu. Zawartoœæ pierwiastków w obu materia³ach alternatywnych by³a statystycznie ni sza w próbkach od osób z rakiem krtani. Zastosowana analiza chemometryczna wykaza³a, e w badanej grupie pacjentów z guzami krtani i œlinianki mo na wyró niæ dwie podgrupy, a tak e, e istnieje silna korelacja miêdzy chromem i kobaltem w tym samym materiale biologicznym i jednoczeœnie brak zale - noœci pomiêdzy badanymi materia³ami. Wiêksze stê enia chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach osób z rakiem œlinianki, które w znacznym stopniu nie by³y wywo³ane paleniem tytoniu, wskazuj¹ na koniecznoœæ dzia³ania na tych pacjentów innych czynników zewnêtrznych, które przyczyni³y siê do takich rezultatów. Jednoczeœnie tak e rozwój guza œlinianek musia³ byæ u tych osób efektem dzia³ania innych, ni palenie tytoniu, czynników. Ze wzglêdu na niejednoznacznoœæ, który z materia³ów alternatywnych - w³osy czy paznokcie, jest lepszy do oceny nara enia na chrom i kobalt wœród pacjentów z guzami krtani i œlinianki, konieczne s¹ dalsze badania, które to wyka ¹. tent of elements in both materials was significantly lower in samples from individuals with laryngeal cancer. Applied chemometric analysis showed that the studied group of patients with laryngeal and salivary gland tumors can be divided into two subgroups, and also that there is a strong correlation between chromium and cobalt in the same biological material, while no association between the investigated materials. Higher concentrations of chromium and cobalt in hair and nails of people with salivary gland cancer, which largely were not caused by smoking, suggest that the other external factors had to affect these patients and contributed to these results. At the same time the development of salivary gland tumor had to be, in these subjects, the effect of other, non-smoking, factors. Due to the ambiguity, which of the alternative materials - hair or nails, is better to evaluate exposure to chromium and cobalt in patients with laryngeal and salivary gland tumors, further research is needed. Wstêp Szacuje siê, e palenie tytoniu i spo ywanie alkoholu odpowiada za oko³o 75% przypadków rozwoju raka p³askonab³onkowego (Squamous Cell Carcinoma - SCC) g³owy i szyi w uprzemys³owionych regionach œwiata (Europa, Stany Zjednoczone). Wielu badaczy wykaza³o, e palenie oraz picie alkoholu kilkakrotnie zwiêksza ryzyko zachorowania w porównaniu do osób, które nie korzystaj¹ z tych u ywek. Rakotwórcze dzia³anie dymu tytoniowego jest spowodowane wystêpowaniem w nim ponad 60 zidentyfikowanych substancji kancerogennych. Do najwa niejszych zaliczyæ mo na m.in. N-nitrozoaminy, wielopierœcieniowe wêglowodory aromatyczne (WWA), takie jak benzo[a]piren, fluoren, inden, benzo[f]inden, a tak e aminy aromatyczne, hydrazynê, chlorek winylu oraz niektóre pierwiastki, jak kadm, chrom, nikiel, o³ów, czy polon [17]. Kancerogenami wystêpuj¹cymi w dymie papierosowym w najwiêkszej iloœci s¹ aldehydy i inne lotne zwi¹zki organiczne, takie jak benzen i 1,3-butadien [19]. Innymi szkodliwymi substancjami, które znajduj¹ siê w dymie tytoniowym s¹ substancje o dzia³aniu dra ni¹cym drogi oddechowe. Zaliczyæ tu mo na: zwi¹zki powoduj¹ce zwê enie œwiat³a oskrzeli i wywo³uj¹ce kaszel, substancje hamuj¹ce ruch rzêsek wystêpuj¹cych w drogach oddechowych (tzw. ciliostatyki), co skutkuje zaburzeniami w procesie samooczyszczania oskrzeli i zwiêkszon¹ podatnoœci¹ na wszelkie infekcje, a tak e zwi¹zki pobudzaj¹ce produkcjê œluzu w oskrzelach, czego efektem jest jego zaleganie w drogach oddechowych i czêœciowe lub nawet ca³kowite zamkniêcie œwiat³a oskrzeli. Zwi¹zkami dra ni¹cymi s¹ m.in.: akroleina, amoniak, aldehyd octowy, formaldehyd [16]. Wœród sk³adników dymu znajduj¹ siê te m.in. chloroform, dimetyloformamid, karbaminian etylu, które powoduj¹ uszkodzenia w¹troby, chlorek metylu uszkadzaj¹cy mó d ek, toluen mog¹cy wywo³aæ zaburzenia widzenia barwnego, a tak e wiele innych toksycznych zwi¹zków [34]. Oprócz tych wszystkich komponentów ka dy producent dodaje do wyrobów tytoniowych wiele substancji dodatkowych, których sk³ad jest przez niego zastrze ony. Maj¹ one za zadanie m.in. zmieniaæ farmakologiczn¹ aktywnoœæ niektórych sk³adników tytoniu (np. nikotyny), ale tak e poprawiaæ smak i zapach tytoniu lub os³abiaæ dra ni¹ce dzia³anie powstaj¹cego dymu [17]. Wed³ug szacunków Œwiatowej Organizacji Zdrowia liczba osób pal¹cych na œwiecie to mniej wiêcej 1 miliard mê czyzn i 250 milionów kobiet. Dodatkowo nale y podkreœliæ, e co roku palenie rozpoczyna oko³o 30 milionów m³odych osób [22]. Wœród pal¹cych mê czyzn, w krajach rozwiniêtych papierosy pali ok. 35%, natomiast w krajach rozwijaj¹cych siê - 50%. Z kolei pal¹ce kobiety w pañstwach rozwiniêtych stanowi¹ 22%, zaœ w rozwijaj¹cych siê jedynie 9% [37]. Taka sytuacja sprawia, e palenie tytoniu jest wiod¹c¹ przyczyn¹ przedwczesnych zgonów wœród ludzi. WHO szacuje, e obecnie oko³o 5 milionów umiera rocznie na œwiecie z powodu chorób, bêd¹cych skutkami palenia. Znaczna wiêkszoœæ tych zgonów dotyczy krajów o niskich lub œrednich dochodach, a ró nica pomiêdzy liczb¹ zgonów w tych pañstwach i pañstwach bogatych stale siê powiêksza. Jeœli obecna tendencja bêdzie siê utrzymywa³a, to stosowanie wyrobów tytoniowych bêdzie na œwiecie przyczyn¹ zgonów ponad 8 milionów ludzi rocznie do 2030, przy czym 80% tych przedwczesnych zgonów bêdzie mia³o miejsce w krajach biednych lub o œrednich dochodach. W ten sposób, do koñca XXI wieku tytoñ mo e byæ przyczyn¹ œmierci oko³o miliarda ludzi [35]. Dane wed³ug WHO (2007) w odniesieniu do Polski wykazuj¹, e w naszym kraju pali oko³o 32% mieszkañców. Wœród mê - czyzn powy ej 15 roku ycia, pal¹cy stanowi¹ 38%, natomiast pal¹cych kobiet (tak e powy ej 15 roku ycia) jest 25,6%. W grupie 15-letniej m³odzie y, 20,8% stanowi¹ ch³opcy, a 14,3% dziewczynki. Na uwagê zas³uguj¹ te dane dotycz¹ce nara enia dzieci i m³odzie y na œrodowiskowy dym tytoniowy - 86,7% m³odych ludzi poddawanych jest dzia³aniu dymu we w³asnych domach, a a 90,4% poza nim [15,36]. Warto te zaznaczyæ, e znacznie czêœciej pal¹ osoby s³abo wykszta³cone i ubo - sze, w porównaniu do osób lepiej wykszta³conych i zamo niejszych. [17]. Kolejn¹ u ywk¹ zwiêkszaj¹c¹ ryzyko powstania raka p³askonab³onkowego g³owy i szyi jest alkohol etylowy. Etanol jest zwi¹zkiem toksycznym, odpowiada za uszkodzenie miêdzy innymi w¹troby, trzustki, b³ony œluzowej o³¹dka, prowadzi te do zaburzeñ w centralnym i obwodowym uk³adzie nerwowym, w obrêbie naczyñ wieñcowych [9]. Ostre zatrucia alkoholem etylowym oraz zwi¹zane z tym powik³ania narz¹dowe jego przewlek³ego nadu ywania nale ¹ do najczêstszych przyczyn hospitalizacji w wielu krajach. Zatrucia etanolem odpowiadaj¹ za oko³o 20-34% wszystkich stanów œpi¹czkowych, które s¹ przyczyn¹ przyjêæ do szpitalnych oddzia³ów ratunkowych. Bardziej niepokoj¹cy jest fakt, e dotycz¹ coraz m³odszych grup wiekowych, wszystkich grup spo³ecznych, jak i równie przedstawicieli obu p³ci [7]. Jako pierwsze i najsilniejsze objawiaj¹ siê zaburzenia ze strony oœrodkowego uk³adu nerwowego (OUN). Wynika to z wp³ywu etanolu na receptory opioidowe, benzodwuazepinowe oraz na niektóre neurotransmitery. Innym, bardzo niebezpiecznym objawem wystêpuj¹cym u osób zatrutych etanolem, a szczególnie u dzieci, jest hipoglikemia. Patogeneza tego zjawiska nie jest jednak dok³adnie znana. Tak e szczególnie u dzieci, z powodu rozszerzenia naczyñ krwionoœnych skóry, mo e dojœæ do wzmo- onej utraty ciep³a. Wystêpuje zagro enie powstania znacznego stopnia hipotermii. Podczas ogrzewania pojawiæ siê mo e kwasica metaboliczna. Prawdopodobne jest wyst¹pienie migotania komór lub pora enie oœrodka oddechowego [23]. Znany jest te kardiotoksyczny efekt dzia³ania etanolu. Badania wskazuj¹, e przyczyn¹ nag³ych zgonów u osób uzale - nionych od alkoholu etylowego jest spadek fizjopatologicznego progu wra liwoœci serca na wystêpowanie migotania komór w ostrym zatruciu etanolem [8]. W uszkodzeniu miêœnia sercowego rolê odgrywaæ mo e Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 /

3 zwiêkszona peroksydacja lipidów indukowana przez etanol [4]. Najczêœciej uszkodzonym przez etanol organem jest w¹troba. Uwarunkowane jest to przede wszystkim aktywacj¹ komórek Kupffera i uwalnianymi przez nie oksydantami [4]. Alkohol wywiera silne dzia³anie immunosupresyjne na uk³ad immunologiczny, dlatego osoby nadu ywaj¹ce alkohol s¹ bardzo wra liwe na czynniki infekcyjne - wirusowe oraz bakteryjne. Czêsta jest zapadalnoœæ na gruÿlicê [10]. W odró nieniu od innych u ywek etanol jest znacznym Ÿród³em energii - 7,1 kcal (29,7 kj)/gram. Etanol jest zatem odpowiedzialny za po³owê kalorycznego spo ycia u alkoholików. Zastêpuj¹c normalne sk³adniki pokarmowe, prowadzi do niedo ywienia oraz braków folianu, tiaminy i innych witamin [14]. Natomiast w warunkach prawid³owego od ywiania dodatkowa energia, któr¹ dostarcza etanol, mo e prowadziæ do oty³oœci. Równoczesne stosowanie produktów tytoniowych i picie alkoholu nasila jeszcze bardziej ryzyko zapadniêcia na raka jamy ustnej. Dowodem mog¹ byæ badania przeprowadzone w Indiach, które wykaza³y, e jednoczesne ucie tytoniu, palenie papierosów i spo ywanie napojów alkoholowych zwiêksza ryzyko raka 11-krotnie [33]. Ryzyko wystêpowania nowotworów g³owy i szyi jest œciœle skorelowane ze stylem ycia i pewnymi zachowaniami i nawykami. Do rozwoju raka jamy ustnej przyczyniæ mog¹ siê wszelakiego rodzaju czynniki, które pochodz¹ ze œrodowiska zewnêtrznego - biologiczne, fizyczne oraz chemiczne [32]. Zgodnie z doniesieniami projektu GLO- BOCAN tworzonego na rzecz WHO z 2008 roku, nowotwory g³owy i szyi ponad 2 razy czêœciej wystêpuj¹ w krajach s³abo rozwiniêtych (67,8%) ni w rejonach dobrze rozwiniêtych (32,2%). Z kolei œmiertelnoœæ z powodu tych schorzeñ w pañstwach o niskim stopniu rozwoju jest a 3-krotnie wy- sza (76,3%) ni w krajach dobrze rozwiniêtych (23,7%). Takie wyniki wynikaj¹ oczywiœcie z gorszego poziomu opieki zdrowotnej oraz trudniejszego dostêpu do niej w pañstwach s³abo rozwiniêtych. Prawie 60% wszystkich przypadków nowotworów g³owy i szyi na œwiecie ma miejsce w Azji, tam równie odnotowuje siê najwiêksz¹ liczbê zgonów z tego powodu. Na drugim miejscu plasuje siê Europa, przy czym nowotwory g³owy i szyi wystêpuj¹ tam znacznie rzadziej ni w krajach Azji. Najrzadziej zaœ schorzenia te wystêpuj¹ w Australii i Oceanii. Spoœród wszystkich nowotworów rejonu g³owy i szyi najczêœciej wystêpuj¹cymi na œwiecie s¹ nowotwory wargi i jamy ustnej - rocznie choruje na nie ponad osób. Umieralnoœæ z ich powodu jest jednak 2-krotnie mniejsza od zapadalnoœci. Podobnie wygl¹da to w przypadku raka krtani. Analiza danych statystycznych w odniesieniu do Polski wykaza³a, e najczêœciej wystêpuj¹cym i powoduj¹cym najwiêksz¹ œmiertelnoœæ nowotworem g³owy i szyi w naszym kraju, w przeciwieñstwie do ca³ego œwiata, jest rak krtani. Drugie miejsce zajmuje rak wargi i jamy ustnej, za to rak nosogardzieli jest najrzadszy. Wszystkie te nowotwory zdecydowanie czêœciej wystêpuj¹ przy tym wœród mê czyzn, odsetek przypadków zachorowañ wœród kobiet jest niewielki. Najwa niejszymi, zwi¹zanymi ze stylem ycia, behawioralnymi czynnikami ryzyka s¹: palenie papierosów (lub stosowanie innych produktów tytoniowych), intensywne spo ywanie alkoholu oraz niedobór mikroelementów w diecie, a tak e zaka enia wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV; 3%). Dodatkowo, nara enie na kilka spoœród tych czynników jednoczeœnie wywo³uje synergistyczny efekt w zwiêkszaniu ryzyka raka [28]. W dymie obecne s¹ metale ciê kie, takie jak np. kobalt i chrom, które pe³ni¹ w organizmie kilka istotnych funkcji fizjologicznych. Pierwszy z nich wystêpuje w cz¹steczce witamy B12, zwanej cyjanokobalamin¹. Kobalt dostarczany organizmowi w formie organicznej umo liwia utrzymanie homeostazy. Jedynie oko³o 10% tego pierwiastka obecnego w ciele ludzkim wystêpuje w postaci wit. B12, z której uwalnia siê na skutek ró nych procesów metabolicznych [6, 12]. Witamina B12, a wiêc poœrednio tak e kobalt, jest czynnikiem, który zapobiega anemii z³oœliwej, co jest zwi¹zane z jej udzia- ³em w tworzeniu erytrocytów oraz w aktywacji kwasu tetrahydrofoliowego. Ponadto, koenzymy tej witaminy bior¹ m.in. udzia³ w procesie syntezy zasad purynowych i pirymidynowych, redukcji rybonukleotydów do detoksyrybonukleotydów, biosyntezie metioniny z homocysteiny oraz w tworzeniu os³onek mielinowych w uk³adzie nerwowym [12,26]. Toksyczne dzia³anie kobaltu jako metalu lub jego soli dotyczy przede wszystkim osób maj¹cych, ze wzglêdu na sw¹ pracê, d³ugotrwa³y kontakt z tym metalem, ale tak- e osób, które przesz³y operacjê wstawienia metalowej endoprotezy stawu biodrowego. Obejmuje wiele uk³adów, narz¹dów i tkanek w ludzkim organizmie, m.in. uk³ad oddechowy - mo e wywo³aæ reakcje astmatyczne, choroby p³uc z nadwra liwoœci oraz œródmi¹ szowe zapalenie p³uc, pylicê p³uc; nerwowy - zatrucie metalem prowadzi do uszkodzenia wzroku, s³uchu, a tak e zaburzeñ w obrêbie nerwów obwodowych; narz¹dy zmys³u oraz skórê - mo e powodowaæ kontaktowe zapalenie skóry. Ponadto, w badaniach eksperymentalnych zaobserwowano tak e dzia³anie teratogenne i kancerogenne. Chrom trójwartoœciowy sam w sobie nie spe³nia fizjologicznych funkcji, lecz dzia³a w postaci po³¹czeñ z odpowiednim ligandem, np. kwasem nikotynowym. Dowiedziono, e to w³aœnie rodzaj liganda, z jakim zwi¹zany jest jon metalu ma decyduj¹cy wp³yw na jego dostêpnoœæ biologiczn¹, dzia³anie i bezpieczeñstwo. Najwiêksz¹ aktywnoœæ w warunkach in vitro wykazuje specjalny kompleks, nazwany czynnikiem tolerancji glukozy (GTF), który oprócz chromu i kwasu nikotynowego, zawiera równie aminokwasy wchodz¹ce w sk³ad glutationu (glicynê, kwas glutaminowy oraz cysteinê). Odgrywa on znacz¹c¹ rolê w procesie regulacji metabolizmu wêglowodanów, obni a poziom frakcji LDL cholesterolu, a tak e nasila hipoglikemizuj¹ce dzia³anie insuliny. Nasila bowiem wi¹zanie insuliny do komórek, zwiêksza liczbê receptorów dla niej, a tak e aktywuje receptor insulinowy, co prowadzi do wzrostu wra liwoœci na ten hormon. W postaci GTF chrom (III) ³atwo wch³ania siê w przewodzie pokarmowym, jest te ³atwo transportowany przez ³o ysko, a tak e, w porównaniu do nieorganicznych soli chromu, lepiej pobudza wydzielanie insuliny i jest bezpieczny w stosowaniu [2, 31]. Niedobór chromu (III) jest z kolei zwi¹zany z takimi chorobami, jak cukrzyca typu 2, chorobami uk³adu sercowo-naczyniowego i zaburzeniami w uk³adzie nerwowym [30]. Chrom szeœciowartoœciowy ma udowodnione dzia³anie alergizuj¹ce (powoduje alergiczne zapalenie skóry), ale tak e dzia³anie kancerogenne, zarówno w stosunku do zwierz¹t, jak i ludzi. Dowiedziona zosta³a równie jego genotoksycznoœæ oraz immunotoksycznoœæ oraz ogólna toksycznoœæ œrodowiskowa. Sole chromu (VI), rozpuszczalne, jak i nierozpuszczalne, okaza³y siê indukowaæ morfologiczne i nowotworowe transformacje oraz wywo³ywaæ mutacje w komórkach zwierzêcych i ludzkich. Ponadto, dowiedziona zosta³a równie zale na od dawki cytotoksycznoœæ oraz nefrotoksycznoœæ [2]. Z kolei toksycznoœæ chromu na trzecim stopniu utlenienia jest dyskusyjna, chocia w ci¹gu ostatnich kilku lat pojawi³y siê dowody na ni¹, tak jak i na korzystne dla organizmu dzia³anie tego pierwiastka (st¹d jest stosowany jako suplement diety). Toksyczne efekty dzia³ania zwi¹zków chromu (III) obejmuj¹ m.in. embriotoksycznoœæ i teratogennoœæ potwierdzon¹ w badaniach na zwierzêtach, a tak e pobudzanie apoptozy przez aktywacjê kaspazy [30]. Wiêkszoœæ przypadków raka p³uca to rak p³askonab³onkowy, czêsto z licznymi guzami. Na jego rozwój nara eni s¹ pracownicy w ró nych zak³adach przemys³owych, w których maj¹ oni stycznoœæ z cz¹stkami chromu (VI), przy czym im d³u szy jest czas nara enia na inhalacjê py³ów, tym wiêksze jest ryzyko powstania raka p³uca [20]. Przy relatywnie niskich dawkach inhalowanego chromu p³uca zachowuj¹ swoj¹ zdolnoœæ do redukcji toksycznego Cr (VI) do zasadniczo nieszkodliwego, nierakotwórczego Cr (III) - uczestnicz¹ w tym makrofagi pêcherzykowe, komórki œródmi¹ szu obwodu p³uc oraz sk³adniki p³ynu p³ucnego. Przy wdychaniu du ych iloœci py³ów chromu zdolnoœæ ta zdaje siê zanikaæ, co powoduje zwiêkszenie prawdopodobieñstwa rozwoju raka p³uc [11]. Badania na zwierzêtach udowodni³y równie negatywny wp³yw chromu (III) i (VI) na p³odnoœæ i rozrodczoœæ przy d³ugotrwa- ³ej ekspozycji na ich zwi¹zki [13]. Chrom mo e równie wywo³aæ schorzenia dermatologiczne takie jak: alergiczne kontaktowe zapalenia skóry, owrzodzenia cia³a oraz oddzia³ywaæ na uk³ad odpornoœciowy. Rozwój wielu typów nowotworów zale - ny jest od dzia³ania m.in. ró nych czynników œrodowiskowych - biologicznych, fizycznych i chemicznych. Do grupy tej nale ¹ równie nowotwory g³owy i szyi, dla których jednymi z g³ównych czynników ryzyka s¹ palenie tytoniu oraz nadmierne spo ywanie alkoholu. Inhalowany dym tytoniowy zawiera wiele niezwykle toksycznych zwi¹zków i substancji, z których kilkadziesi¹t ma udo- 788 Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 / 10 A. WoŸniak i wsp.

4 wodnione dzia³anie kancerogenne. Wœród sk³adników znajduj¹ siê m.in. metale ciê - kie, w tym tak e chrom i kobalt. Celem niniejszej pracy by³a ocena poziomów obu tych metali w próbkach w³osów i paznokci, pobranych od pacjentów z guzami krtani i œlinianki z uwzglêdnieniem wp³ywu na te poziomy palenia tytoniu i picia alkoholu. Materia³y te stanowi¹ bowiem materia³ alternatywny dla surowicy krwi i moczu. Materia³ i metody Protokó³ badañ zosta³ zatwierdzony przez Komisjê Bioetyczn¹ przy Uniwersytecie Medycznym im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu nr 670/08 w dniu 12 czerwca 2008 r. i 129/11 z dnia 3 marca 2011 r. Udzia³ w badaniach by³ dobrowolny, a pacjenci zostali poinformowani o istocie i celowoœci ich wykonania. Grupê badan¹ stanowili pacjenci Kliniki Otolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu (SPSK nr 2) i pacjenci Oddzia³u Chirurgii G³owy i Szyi i Onkologii Laryngologicznej Wielkopolskiego Centrum Onkologii w Poznaniu. Pacjentami by³o 44 mê czyzn oraz 8 kobiet z guzem krtani lub œlinianek. W badaniach zastosowano metodê ankietow¹ z wykorzystaniem opracowanego w Laboratorium Badañ Œrodowiskowych Katedry i Zak³adu Toksykologii kwestionariusza ankiety. Materia³em biologicznym wykorzystanym w badaniach by³y w³osy oraz paznokcie pacjentów. Technikê przygotowania materia³u biologicznego do badañ przedstawiono poni ej. W³osy: pobierane by³y od osób, które nie farbuj¹ w³osów, z okolic potylicy; w przypadku osób farbuj¹cych w³osy, pobieranych by³o kilka porcji, z ró nych miejsc z ty³u g³owy, a nastêpnie odcinane by³y fragmenty w³osów z odrostów. do odcinania próbek wykorzystywane by³y (w miarê mo liwoœci) no yczki ceramiczne; aby uwzglêdniæ ewentualne, nieznaczne straty podczas przygotowywania materia³u do badañ (mycie, ciêcie na drobno), pobierane próbki w³osów by³y zawsze nieco wiêksze od wymaganych, optymalna nawa ka próbki wynosi³a oko³o 0,2 g. po procedurze mycia w³osy ciête by³y na odcinki oko³o 0,5-1 cm; nastêpnie na drodze mineralizacji, przy u yciu mineralizatora "Mars" otrzymywano klarowne próbki.. Paznokcie: pobierane by³y od osób niemaluj¹cych paznokci, z obu r¹k i nóg; iloœæ pobranego materia³u zale na by³a od p³ci pacjenta - mêskie paznokcie s¹ bowiem zazwyczaj wiêksze i grubsze - w takim przypadku wystarcza³y jedynie 2-3 paznokcie; od kobiet konieczne by³o pobranie wiêkszej iloœci paznokci; sumaryczna masa próbki musia³a wynosiæ minimum 0,07-0,1 g. po procesie mycia materia³, podobnie jak w³osy, rozdrabniano, a nastêpnie poddawano mineralizacji. Próbki w³osów i paznokci poddane zosta³y procesowi mycia, nastêpnie materia³ przenoszono do naczynek wagowych i odpowiednio suszono. Przygotowane w ten sposób próbki przechowywano w eksykatorze. Jako wype³nienie do eksykatora zastosowano bezwodny, granulowany chlorek wapnia. Próbki w³osów oraz paznokci poddano procesowi mineralizacji, a nastêpnie analizie iloœciowej metod¹ spektrometrii mas ze wzbudzeniem w indukowanej plazmie - ICP-MS. Mineralizacjê prowadzono przy zastosowaniu mineralizatora ciœnieniowego firmy Mars 5X (Cem-USA). Oznaczanie przeprowadzono za pomoc¹ spektrometru ICP-MS Elan DRC-e z analizatorem kwadrupolowym - Perkin-Elmer, Germany Wyniki Oznaczanie poziomów kobaltu i chromu w próbkach w³osów i paznokci zosta³o przeprowadzone z wykorzystaniem materia³u pobranego od pacjentów Kliniki Otolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu (SPSK nr 2) oraz pacjentów Oddzia³u Chirurgii G³owy i Szyi i Onkologii Laryngologicznej Wielkopolskiego Centrum Onkologii w Poznaniu. Grupê badan¹ stanowi³o 44 mê czyzn oraz 8 kobiet choruj¹cych na raka krtani oraz œlinianki. Wœród chorych na raka krtani a 97,8% stanowili mê czyÿni, natomiast w przypadku raka œlinianki to kobiety stanowi³y zdecydowan¹ wiêkszoœæ - 87,5%. Najwiêkszy odsetek pacjentów stanowili ci miêdzy rokiem ycia (52,8%), a tak e osoby po 60. roku ycia (oko³o 41,5%). To oznacza, e ³¹cznie a oko³o 94,3% pacjentów by³o po 40. roku ycia. W grupie pacjentów z rakiem krtani nie by³o ani jednego pacjenta poni ej 40. roku ycia, natomiast proporcje pomiêdzy chorymi miêdzy 40. a 60. rokiem ycia i po 60. roku ycia by³y w tej grupie niemal jednakowe (odpowiednio 51,1% i 48,9%). W grupie osób z rakiem œlinianki nie by³o zaœ ani jednego chorego powy ej 60. roku ycia, wiêkszoœci¹ by³y osoby w przedziale wiekowym (62,5%), a 37,5% stanowili chorzy poni ej 40. Badani pacjenci w wiêkszoœci byli mieszkañcami wsi (oko³o 45%) lub te miejscowoœci poni ej 100 tys. mieszkañców (oko³o 43,4%). Jedynie niewiele ponad 11% chorych pochodzi³o z du ych miast. W odniesieniu do wykszta³cenia, niewiele mniej ni 2/3 badanych posiada³o jedynie wykszta³cenie podstawowe (20,8%) lub zasadnicze (43,4%), osoby z wy szym wykszta³ceniem stanowi³y zaœ nieca³e 10%. Ci ostatni stanowili w grupach pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki, odpowiednio, 6,7% i 25%. Zdecydowana wiêkszoœæ badanych chorych (86,8%) pali³a w przesz³oœci papierosy. Wœród badanych pacjentów 11,3% stanowi³y osoby nigdy niepal¹ce, przy czym zdecydowan¹ wiêkszoœci¹ by³y w tej grupie kobiety z guzem œlinianki. W grupie osób z tym typem raka a 62,5% nie pali³o bowiem nigdy, natomiast w przypadku raka krtani sytuacja by³a odwrotna - 84,4% stanowili mê czyÿni pal¹cy w przesz³oœci ponad 10 papierosów dziennie, co stanowi³o 71,7% ogó³u badanych (pal¹cych chorych z guzem krtani by³o a 97,7%). Wiêkszoœæ pacjentów, z wyj¹tkiem 7,5%, w momencie wype³niania ankiety ju nie pali³a. W badanej grupie 7,5% osób nigdy nie pi³o alkoholu (2,2% chorych z guzem krtani i 37,5% z guzem œlinianki), oko³o 26,4% przyzna³o siê zaœ do spo ywania w przesz³oœci ponad 5 drinków tygodniowo (by³y to tylko osoby z rakiem krtani). Najwiêksza grupa wœród badanych, prawie 40%, pi³a œrednio 1 drinka na tydzieñ. W chwili odpowiadania na pytania zawarte w ankiecie rezygnacjê z picia alkoholu deklarowa³o 77,4% badanych. Najczêœciej spo ywanym przez badanych napojem alkoholowym by³o piwo - do jego konsumpcji w przesz³oœci przyzna³o siê 32%, rzadziej pacjenci pili alkohole wysokoprocentowe (22,6%), a najrzadziej wino (11,3%). Nale y jednak zaznaczyæ, e nie wszyscy pacjenci (32%) sprecyzowali w ankiecie, jaki rodzaj alkoholu zwykli byli piæ. Osoby zarówno pal¹ce, jak i pij¹ce alkohol w przesz³oœci stanowi³y 83%, zaœ chorych, którzy nie palili papierosów, ale spo- ywali napoje alkoholowe by³o zdecydowanie mniej - 11,3%, osób pal¹cych i niepij¹cych jeszcze mniej - 3,8%, natomiast tylko 1 badana osoba zadeklarowa³a, e nigdy nie stosowa³a adnej z tych u ywek. W grupie pacjentów z guzem krtani a 95,6% stanowi³y osoby, które w przesz³oœci pali³y tytoñ i pi³y alkohol, przy czym 46,5% tych chorych spo ywa³o alkohol i pali³o papierosów dziennie, a 44,2% pi³o i pali- ³o ponad 20 papierosów na dzieñ. W grupie osób pal¹cych ponad 10 papierosów dziennie, do czêstego spo ywania alkoholu (powy ej 5 drinków tygodniowo) przyzna³o siê 36,8% chorych. Z kolei wœród pacjentów z guzem œlinianki wiêkszoœci¹ (62,5%) by³y osoby, które przyznawa³y siê do spo ywania alkoholu w przesz³oœci, natomiast nigdy nie pali³y. Jedynie niewiele ponad 20% pacjentów deklarowa³o przyjmowanie wielowitaminowych suplementów diety. W pobranych od pacjentów próbkach w³osów i paznokci zbadano stê enia kobaltu i chromu. W pierwszym etapie analizy dokonano mineralizacji materia³u przy zastosowaniu aparatu MARS 5X, CEM, a nastêpnie w drugim etapie iloœciowo oznaczono oba metale przy u yciu spektrometru ICP- MS Elan DRC-e z analizatorem kwadrupolowym. Oznaczone stê enia chromu i kobaltu w próbkach w³osów i paznokci pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki oraz ich wartoœci œrednie przedstawione zosta³y w Tabeli I. W grupie pacjentów z guzem krtani przy pomiarze poziomu zarówno chromu, jak i kobaltu w obu materia³ach - w³osach i paznokciach stwierdzono ró nicê statystycznie znamienn¹ w stosunku do poziomów tych pierwiastków u pacjentów z guzem œlinianki, przy poziomie istotnoœci p<0,05. Rycina 1 przedstawia œrednie stê enia chromu i kobaltu w próbkach w³osów i paznokci, które pobrane zosta³y od pacjentów z guzem krtani. Odnotowano, e stê enie chromu w paznokciach by³o wy sze ni we w³osach. W przypadku zaœ kobaltu, stê enia w próbkach w³osów i paznokci by³y jednakowe. Jednoczeœnie stê enia chromu zarówno we w³osach, jak i paznokciach by³y znacznie wy sze ni stê enia kobaltu w tych materia³ach. Rycina 2 przedstawia œrednie stê enia chromu i kobaltu w próbkach w³osów i paznokci, które pobrane zosta³y od pacjentów z guzem œlinianki. Wykazano, e stê enie chromu we w³osach by³o zbli one do tego w paznokciach. Dla kobaltu zaœ niemal 2- krotnie wy sze stê enia odnotowano w próbkach w³osów. Przy tym, tak jak w przypadku guza krtani obserwowane s¹ znaczne ró nice miêdzy poziomami obu metali w badanych materia³ach biologicznych. Na rycinie 3. przedstawiono œrednie poziomy chromu w próbkach w³osów i paznokci, które zosta³y pobrane od pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki. Zaobserwowano statystycznie istotne ró nice w stê eniach metalu w obu materia³ach, tj. a o Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 /

5 Tabela I Stê enia chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki. Concentrations of chromium and cobalt in hair and nails of patients with laryngeal cancer and salivary gland cancer. WARTOŒÆ ŒREDNIA ±SD U PACJENTÓW Z RAKIEM KRTANI WARTOŒÆ ŒREDNIA ±SD U PACJENTÓW Z RAKIEM ŒLINIANKI w³osy C hrom [µg/g] Kobalt [µg/g] paznokcie w³osy paznokcie ,84 ± 1,34 1,24 ± 1,84 0,05 ± 0,13 0,05 ± 0,07 3,68 ± 5,13 3,48 ± 3,20 0,42 ± 0,86 0,22 ± 0,20 Objaœnienia: 1 - ró nice statystycznie znamienne p<0,5; statystycznie istotne ró nice dotycz¹ porównania stê enia pierwiastków u pacjentów z guzem krtani i guzem œlinianek. ± SD - odchylenie standardowe Rycina 1 Œrednie stê enia chromu i kobaltu w próbkach w³osów i paznokci pobranych od pacjentów z guzem krtani. Average concentrations of chromium and cobalt in hair and nail samples taken from patients with laryngeal tumors. Rycina 2 Œrednie stê enia chromu i kobaltu w próbkach w³osów i paznokci pobranych od pacjentów z guzem œlinianki. Average concentrations of chromium and cobalt in hair and nail samples taken from patients with salivary gland tumor. Rycina 3 Œrednie stê enia chromu w próbkach w³osów i paznokci pobranych od pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki. 1 - ró nice statystycznie znamienne p<0,5; statystycznie istotne ró nice dotycz¹ porównania stê enia pierwiastków u pacjentów z guzem krtani i guzem œlinianek. The average concentration of chromium in hair and nail samples taken from patients with laryngeal cancer and salivary gland cancer. 1 - statistically significant differences p<0,5; statistically significant differences concern comparison of the concentration of elements of patients with laryngeal cancer and salivary gland cancer Rycina 4 Œrednie stê enia kobaltu w próbkach w³osów i paznokci pobranych od pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki. 1 - ró nice statystycznie znamienne p<0,5; statystycznie istotne ró nice dotycz¹ porównania stê enia pierwiastków u pacjentów z guzem krtani i guzem œlinianek. The average concentration of cobalt in hair and nail samples taken from patients with laryngeal cancer and salivary gland cancer. 1 - statistically significant differences p<0,5; statistically significant differences concern comparison of the concentration of elements of patients with laryngeal cancer and salivary gland cancer 790 Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 / 10 A. WoŸniak i wsp.

6 Rycina 5 Dendrogram otrzymany dla pacjentów z nowotworem œlinianki (S) i krtani (K). Dendrogram obtained for patients with cancer of the salivary glands (S) and larynx (K). Rycina 6 Dendrogram otrzymany dla pacjentów z nowotworem krtani (K). Dendrogram obtained for patients with larynx cancer. Rycina 7 Wykres osypiska. Graph land slip. 338% wy sze stê enie chromu we w³osach i o ponad 180% w paznokciach pacjentów z guzem œlinianki, w porównaniu do pacjentów z guzem krtani. Rycina 4. przedstawia œrednie poziomy kobaltu w próbkach w³osów i paznokci, które zosta³y pobrane od pacjentów z rakiem krtani i rakiem œlinianki. Podobnie jak w przypadku chromu, zaobserwowano statystycznie istotne ró nice w stê eniach kobaltu w obu materia³ach, tj. a o 740% wy sze stê- enie tego pierwiastka we w³osach i o 340% w paznokciach pacjentów z guzem œlinianki, w porównaniu do pacjentów z guzem krtani. W celu uzyskania na podstawie otrzymanych wyników wiêkszej iloœci przydatnych informacji, w opracowaniu wyników wykorzystano chemometriê, która zajmuje siê wydobywaniem u ytecznej informacji z wielowymiarowych danych pomiarowych, wykorzystuj¹c do tego ró ne metody statystyki i matematyki [13]. Wyniki oznaczeñ chromu i kobaltu w dwóch ró nych materia³ach biologicznych w³osach (H) oraz paznokciach (N) pobranych od 44 pacjentów z rakiem krtani oraz od 8 pacjentów z rakiem œlinianki poddano analizie chemometrycznej (analiza skupieñ (ang. Cluster Analysis, CA) oraz analizie g³ównych sk³adowych (ang. Principal Component Analysis, PCA). Analizê skupieñ (CA) zastosowano w celu zbadania, czy grupa pacjentów z guzem krtani ró ni siê istotnie od grupy pacjentów z guzem œlinianki ze wzglêdu na stê- enie ww. pierwiastków we w³osach oraz paznokciach. Na podstawie otrzymanego dendrogramu (kwadrat odleg³oœci Euklidesa i metoda Warda) (rycina 5) stwierdzono, e w badanym zbiorze mo na wyró niæ dwie grupy pacjentów. Trzydziestu piêciu pacjentów z rakiem krtani oraz 1 pacjent z rakiem œlinianki zosta³o po³¹czonych w jedn¹ grupê (prawa strona dendrogramu, rycina 5). Natomiast 8 pacjentów z rakiem krtani oraz 5 pacjentów z rakiem œlinianki utworzy³o drugie skupienie (lewa strona dendrogramu, rycina 5). Ponadto w badanym zbiorze trzej pacjenci (S37, S58, K16) zostali wyró nieni, jako obiekty istotnie odbiegaj¹ce od pozosta³ych. W kolejnym etapie przeprowadzono wiêc analizê skupieñ tylko w obrêbie pacjentów z guzem krtani aby zbadaæ, czy rzeczywiœcie mo na wyró niæ dwie grupy. Na rycinie 6. przedstawiono dendrogram (kwadrat odleg³oœci Euklidesa i metoda Warda), na podstawie którego stwierdzono dyskryminacjê zgodn¹ z dendrogramem na Rycinie 5 (dyskryminacja ma na celu wyodrêbnienie grup obiektów, które wykazuj¹ znaczne podobieñstwo dla okreœlonych zmiennych, w tym wypadku stê eñ chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach [25]). Nale a³oby wiêc w tym przypadku przeanalizowaæ ankiety pacjentów pod k¹tem poszukiwania czynników mog¹cych mieæ wp³yw na przyswajalnoœci oraz kumulacjê chromu i kobaltu w badanych materia³ach biologicznych. Drug¹ p³aszczyznê, na której by³a analizowana przedstawiona macierz danych, stanowi³o okreœlenie stopnia korelacji pomiêdzy oznaczonymi pierwiastkami w badanym materiale biologicznym oraz pomiêdzy ba- Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 /

7 Rycina 8 Zmienne (stê enia pierwiastków) na p³aszczyÿnie PC1 i PC2. Variables (element concentrations) on the plane of PC1 and PC2. danymi materia³ami biologicznymi. Wnioskowanie przeprowadzono w oparciu o wyniki analizy g³ównych sk³adowych (PCA). Na podstawie wykresu osypiska (rycina 7) stwierdzono, e dwie pierwsze g³ówne sk³adowe wyjaœniaj¹ oko³o 86% ca³kowitej wariancji zbioru oraz ich wartoœci w³asne s¹ znacznie wiêksze od jednoœci. W zwi¹zku z powy szymi rezultatami uznano, e analiza korelacyjna zostanie przeprowadzono na p³aszczyÿnie PC1 i PC2. Wspó³czynnik korelacji liniowej wykorzystuje siê bowiem czêsto do ustalenia podobieñstwa pomiêdzy zmiennymi. Interpretuj¹c ów wspó³czynnik (przyjmuj¹cy wartoœci od -1 do 1) na podstawie cosinusa k¹ta pomiêdzy wektorami zmiennych (rycina 8), stwierdzono siln¹ korelacjê pomiêdzy chromem i kobaltem w obrêbie badanego materia³u, natomiast brak korelacji pomiêdzy badanymi materia³ami. K¹t bliski 0 miêdzy pierwiastkami zarówno we w³osach, jak i paznokciach œwiadczy bowiem o znacznej zale noœci miêdzy zmiennymi (cos0 =1), zaœ k¹t bliski 90 miêdzy badanymi materia³ami biologicznymi informuje o braku korelacji (cos90 =0) [25]. Omówienie Powy sze badania wykaza³y, e najwy - szymi poziomami chromu i kobaltu odznacza³y siê próbki w³osów i paznokci osób choruj¹cych na raka œlinianki. Oba metale w tej grupie chorych osi¹gnê³y wy sze stê enia we w³osach, co mog³oby œwiadczyæ o silniejszym ich wi¹zaniu do keratyny w³osa. Co ciekawe, wiêkszoœæ tych pacjentów nigdy nie pali³a papierosów. Chc¹c poznaæ przyczynê takiego stanu rzeczy, nale a³oby wiêc przeanalizowaæ mo liwy wp³yw innych czynników, takich jak na przyk³ad zanieczyszczenie powietrza metalami ciê kimi lub przyjmowanie tych pierwiastków z pokarmem b¹dÿ wod¹, na przyswajanie i kumulacjê chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach tych pacjentów. Jednoczeœnie mo na zatem wnioskowaæ, e wystêpowanie u tych pacjentów guza œlinianki musi byæ zwi¹zane z obecnoœci¹ lub dzia³aniem odmiennych od tytoniu czynników etiologicznych, takich jak predyspozycje genetyczne lub inne czynniki œrodowiskowe. Nale a³oby jednak wykonaæ dalsze badania w celu weryfikacji tej hipotezy. Z kolei w przypadku guza krtani zdecydowana wiêkszoœæ badanych pacjentów pali³a intensywnie papierosy, natomiast oznaczone stê enia, zarówno chromu, jak i kobaltu by³y u nich du o ni sze ni u pacjentów z guzem œlinianki (odnotowano ró nice statystycznie istotne w porównaniu do pacjentów z guzem œlinianki). Ponadto, wy sze stê enie chromu zaobserwowano (przeciwnie do wyników dla raka œlinianki) w paznokciach, zaœ poziom kobaltu w obu materia- ³ach biologicznych by³ jednakowy. W naszym badaniu, poziom chromu we w³osach wynosi³ œrednio 3,68 µg/g u osób z guzem œlinianki i 0,84 µg/g u osób z guzem krtani, a w paznokciach, odpowiednio, 3,48 µg/g i 1,24 µg/g. Badania zawartoœci ró - nych metali, m.in. chromu w czêœciach koœci udowej w grupach osób pal¹cych obecnie, niepal¹cych i pal¹cych w przesz³oœci wykaza³y, e poziom chromu w koœci u osób pal¹cych by³ wiêkszy (17,16 µg/g) ni u osób niepal¹cych i tych, które zaprzesta³y palenia (oko³o 12 µg/g) [5]. Powy sze badania dostarczaj¹ nowych, przydatnych informacji odnoœnie gromadzenia siê chromu i kobaltu we w³osach i paznokciach osób choruj¹cych na nowotwory g³owy i szyi. Bardzo niewiele jest badañ dotycz¹cych kumulacji metali ciê kich w organizmie, niezwykle liczne s¹ natomiast publikacje dotycz¹ce wp³ywu dymu tytoniowego, a wiêc Ÿród³a metali ciê kich, na rozwój tych schorzeñ, a tak e prace na temat ³¹cznego spo ywania alkoholu i palenia, b¹dÿ samego picia alkoholu [1,18, 24,27]. Polesel i wsp. wykazali w swych badaniach e, w przeciwieñstwie do spo ycia alkoholu, dla palenia papierosów nie istnieje aden próg, poni ej którego nie jest ono szkodliwe i nie przyczynia siê do rozwoju nowotworów g³owy i szyi. Nawet przy bardzo niskim poziomie konsumpcji (np. 2 papierosy/dzieñ) obserwowany by³ bowiem wzrost ryzyka zachorowania [29]. W innych badaniach zaobserwowano, e ryzyko to jest tym wiêksze, im d³u ej trwa na³óg oraz im wiêcej papierosów wypala siê, przy czym czas trwania na³ogu wywiera wiêkszy wp³yw na ryzyko raka ni iloœæ wypalanych papierosów. Ponadto, bardziej nara eni s¹ obecni palacze ni ci, którzy zaprzestali palenia, a tak e ci, którzy zaczêli paliæ w m³odym wieku [27]. Jurkiewicz i wsp. podaj¹, e palenie papierosów zwiêksza ryzyko zachorowania na raka krtani 30-krotnie, spo ywanie alkoholu 10-krotnie, natomiast stosowanie tych u ywek jednoczeœnie powoduje wzrost ryzyka a do 330 razy (!) [21]. Nowotwory g³owy i szyi mog¹ siê jednak rozwin¹æ nie tylko u palaczy tytoniu. Oko³o 5-30% wœród pacjentów chorych na nowotwory g³owy i szyi stanowi¹ osoby, które nigdy nie pali³y papierosów (ani nie stosowa³y innych u ywek tytoniowych). Czynniki etiologiczne tych nowotworów nie s¹ wiêc w tych przypadkach dobrze poznane i zrozumiane. Meta-analiza 20 badañ kliniczno-kontrolnych analizuj¹cych raka krtani przeprowadzona przez Bagnardi i wspó³pracowników, opieraj¹ca siê ³¹cznie na ponad przypadków potwierdzi³a silny, bezpoœredni zwi¹zek spo ywania alkoholu ze wzmo onym ryzykiem wymienionego raka. Wykazano, e spo ywanie 25, 50 lub 100 g czystego alkoholu na dzieñ wi¹za³o siê ze zbiorczym relatywnym ryzykiem (RR) raka krtani, wynosz¹cym odpowiednio, 1,38, 1,94 oraz 3,95 [3]. Podobnie, ryzyko raka jamy ustnej i raka gard³a tak e gwa³townie roœnie wraz ze wzrostem spo ycia alkoholu. Badanie, w którym po³¹czono dane z 26 osobnych analiz dotycz¹cych nowotworów jamy ustnej i gard³a wykaza³o, e relatywne ryzyko dla spo ycia 25, 50 lub 100 g czystego alkoholu dziennie wynosi³o, odpowiednio, 1,75, 2,85 i 6,01 [3]. Alkohol ma zatem, zgodnie z powy szymi wynikami, wiêkszy wp³yw na rozwój raka jamy ustnej i raka gard³a ni raka krtani. Podsumowuj¹c, wp³yw palenia tytoniu, jak równie spo ywania alkoholu w nadmiernych iloœciach na rozwój nowotworów g³owy i szyi jest znacz¹cy. Wynika on z zawartoœci w tych u ywkach niezwykle toksycznych zwi¹zków i substancji, które kumuluj¹ siê w organizmie, zaburzaj¹ jego fizjologiczne funkcje i uszkadzaj¹ narz¹dy. Metale ciê kie, w tym chrom i kobalt, tak e nale ¹ do tej grupy, jednak s¹ s³abo zbadanymi sk³adnikami dymu tytoniowego. Dlatego te ka de kolejne badania na ich temat dostarczaj¹ nowych, przydatnych informacji, dziêki którym stale poszerza siê wiedza na temat toksycznoœci dymu tytoniowego. Wnioski 1. Poziomy chromu i kobaltu w próbkach w³osów i paznokci u pacjentów z guzem krtani i guzem œlinianki by³y zró nicowane. Naj- 792 Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 / 10 A. WoŸniak i wsp.

8 wy sze stê enie chromu odnotowano we w³osach i paznokciach pacjentów z rakiem œlinianki, podobnie jak maksymalne stê enie kobaltu. Zawartoœæ pierwiastków w obu materia³ach alternatywnych by³a przy tym istotnie ni sza w próbkach materia³u biologicznego od osób z guzem krtani. 2. Analiza chemometryczna w postaci analizy skupieñ wykaza³a, e w badanej grupie pacjentów z guzami krtani i œlinianki mo na wyró niæ dwie podgrupy; póÿniejsza analiza skupieñ w odniesieniu tylko do guza krtani potwierdzi³a tê dyskryminacjê. Niezbêdna by³aby dalsza analiza ankiet pacjentów, maj¹ca na celu wyodrêbnienie czynników, które mog¹ mieæ wp³yw na przyswajalnoœæ i gromadzenie siê obu metali we w³osach i paznokciach. 3. Wyniki przeprowadzonej analizy g³ównych sk³adowych wykaza³y siln¹ korelacjê miêdzy chromem i kobaltem w tym samym materiale biologicznym i jednoczeœnie brak zale noœci pomiêdzy w³osami i paznokciami. 4. Dotychczasowe badania wskazuj¹, e zale nie od rodzaju nowotworu istniej¹ ró - nice w poziomach pierwiastków w badanych materia³ach alternatywnych. 5. Nie jest jednoznaczne, który z alternatywnych, w stosunku do surowicy i moczu, materia³ów biologicznych - w³osy czy paznokcie, jest lepszy do oceny nara enia na chrom i kobalt w grupie pacjentów z nowotworami krtani i œlinianki. W zwi¹zku z tym, konieczne s¹ dalsze badania, które to wyka ¹. Piœmiennictwo 1. Altieri A., Garavello W., Bosetti C.: Alcohol consumption and risk of laryngeal cancer. Oral Oncol. 2005, 41, Bagchi D., Stohs S. J., Downs B.W. et al.: Cytotoxicity and oxidative mechanisms of different forms of chromium. Toxicology 2002, 180, Bagnardi V., Blangiardo M., La Vecchia C. et al.: A meta-analysis of alcohol drinking and cancer risk. Br. J. Cancer 2001, 85, Bartosz G.: Druga twarz tlenu - wolne rodniki w przyrodzie. PWN, Warszawa, Polska, Brodziak-Dopiera³a B., Kwapuliñski J., Rzepka J. i wsp.: Wp³yw na³ogu palenia tytoniu na wystêpowanie metali w czêœciach i przekrojach g³owy koœci udowej. Przegl. Lek. 2007, 64, Brzozowska A.: Sk³adniki mineralne. W: Gawêcki J.: ywienie cz³owieka. Podstawy nauki o ywieniu. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, Chodorowski Z., Sein Anand J., Kujawska H. i wsp.: Wybrane aspekty kliniczne ostrego zatrucia alkoholem etylowym. Przegl. Lek. 2004, 61, Chodorowski Z., Hauser R., D¹bkowska A. i wsp.: Œmiertelne zatrucie etanolem osób uzale nionych od alkoholu etylowego. Przegl. Lek. 2000, 57, Cicho - Lach H., Grzyb M., Celiñski K. i wsp.: Nadu ywanie alkoholu a alkoholowa choroba w¹troby. Instytut Psychiatrii i Neurologii. Alkoholizm i Narkomania 2008, 21, Cieæko-Michalska I., Garlicka M., Bogda³ J.: Analiza zaburzeñ immunologicznych u chorych z alkoholow¹ marskoœci¹ w¹troby. Przegl. Lek. 2004, 61, Crump C., Crump K., Hack E. et al.: Dose-response and risk assessment of airborne hexavalent chromium and lung cancer mortality. Risk Anal., 2003, 23, Drozdowski B.: Witaminy. W: Sikorski Z.E.: Chemia ywnoœci. Od ywcze i zdrowotne w³aœciwoœci sk³adników ywnoœci. Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, Elbetieha A., Al-Hamood M.H.: Long-term exposure of male and female mice to trivalent and hexavalent chromium compounds: effect on fertility. Toxicology 1997, 116, Flier J. S., Underhill L. H., Saul Lieber Ch.: Medical disorders of alcoholism. N. Engl. J. Med. 1995, Florek E., Piekoszewski W.: Nikotynowa i nie nikotynowa farmakoterapia uzale nienia od nikotyny. Przegl. Lek. 2008, 65, Florek E.: Co tkwi w dymie? Poradnik Aptekarski, 2006, Florek E., Piekoszewski W.: Toksycznoœæ substancji uzale niaj¹cych. [W:] Señczuk W.: Toksykologia wspó³czesna, Wyd. Lek. PZWL, Warszawa, Hashibe M., Brennan P., Benhamou S. et al.: Alcohol drinking in never users of tobacco, cigarette smoking in never drinkers, and the risk of head and neck cancer: pooled analysis in the International Head and Neck Cancer Epidemiology Consortium. J. Natl. Cancer Inst. 2007, 99, Hecht S.: Cigarette smoking and lung cancer: chemical mechanisms and approaches to prevention, Lancet Oncol. 2002, 3, Holmes A. L., Wise S. S., Wise J. P. Sr.: Carcinogenicity of hexavalent chromium. Indian J. Med. Res. 2008, 128, Jurkiewicz D., D aman K., Rapiejko P.: Czynniki ryzyka raka krtani. Pol. Merkur. Lek. 2006, 21, Khlifi R., Hamza-Chaffai A.: Head and neck cancer due to heavy metal exposure via tobacco smoking and professional exposure: A review. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2010, 248, Ko³aciñski Z., Rusiñski P.: Dzia³anie biologiczne i toksyczne etanolu, diagnostyka i leczenie zatruæ. Przegl. Lek. 2003, 60, Lubin J. H., Gaudet M. M., Olshan A. F. et al.: Body mass index, cigarette smoking, and alcohol consumption and cancers of the oral cavity, pharynx, and larynx: modeling odds ratios in pooled case-control data. Am. J. Epidemiol. 2010, 171, Mazerski J.: Chemometria praktyczna. Wyd. Malamut, Warszawa, Mutschler E., Geisslinger G., Kroemer H. K. i wsp.: Farmakologia i toksykologia. MedPharm Polska, Pelucchi C., Gallus S., Garavello W. et al.: Cancer risk associated with alcohol and tobacco use: focus on upper aerodigestive tract and liver. Alcohol Res. Health 2006, 29, Petti S.: Lifestyle risk factors for oral cancer. Oral Oncol. 2009, 45, Polesel J., Talamini R., La Vecchia C. et al.: Tobacco smoking and the risk of upper aero-digestive tract cancers: A reanalysis of case-control studies using spline models. Int. J. Cancer 2008, 122, Raja N. S., Sankaranarayanan K., Dhathathreyan A. et al.: Interaction of chromium(iii) complexes with model lipid bilayers: implications on cellular uptake. Biochim. Biophys. Acta 2011, 1808, Shrivastava R., Upreti R. K., Seth P. K. et al.: Effects of chromium on the immune system. FEMS Immunol. Med. Microbiol., 2002, 34, Strycharz M., Polz-Dacewicz M., Got³¹bek W. i wsp.: Palenie tytoniu jako czynnik ryzyka zachorowañ na nowotwory z³oœliwe jamy ustnej. Przegl. Lek. 2008, 65, Subapriya R., Thangavelu A., Mathavan B. et al.: Assessment of risk factors for oral squamous cell carcinoma in Chidambaram, Southern India: a casecontrol study. Eur. J. Cancer Prev. 2007, 16, Talhout R., Schulz T., Florek E. et al.: Hazardous compounds in tobacco smoke. Int. J. Environ. Res. Public Health 2011, 8, World Health Organization: WHO report on the global tobacco epidemic, 2009: Implementing smokefree environments, World Health Organization: The European Tobacco Control Report, World Health Organization: The world health report Reducing Risks, Promoting Healthy Life, Przegl¹d Lekarski 2011 / 68 /