Laboratorium Analiz Pierwiastkowych

Dlaczego włos jest wykorzystywany w biomonitoringu środowiskowym?

Najważniejsze

Włosy są wykorzystywane w biomonitoringu środowiskowym, ponieważ mogą odzwierciedlać długoterminową ekspozycję na wybrane pierwiastki obecne w środowisku. Dzięki swojej stabilnej strukturze i możliwości oznaczania wielu pierwiastków jednocześnie, analiza włosa znajduje zastosowanie w toksykologii, badaniach środowiskowych oraz monitorowaniu ekspozycji na metale ciężkie.

Czym jest biomonitoring środowiskowy?

Biomonitoring środowiskowy to ocena ekspozycji człowieka na substancje chemiczne i pierwiastki obecne w środowisku.
W badaniach biomonitoringowych wykorzystuje się różne materiały biologiczne, między innymi:

bloodKREW
urineMOCZ
nailsPAZNOKCIE
hairWŁOSY

Celem biomonitoringu jest analiza kontaktu organizmu z wybranymi substancjami środowiskowymi, takimi jak:

toxic pbMETALE CIĘŻKIE
elementsPIERWIASTKI ŚLADOWE
industrial toxicZANIECZYSZCZENIA PRZEMYSŁOWE
toxicSUBSTANCJE TOKSYCZNE OBECNE W ŚRODOWISKU

Organizacje międzynarodowe, takie jak Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), US EPA czy ATSDR, opisują biomonitoring jako ważne narzędzie wspierające ocenę ekspozycji środowiskowej populacji.

Dlaczego włos jest wykorzystywany w badaniach biomonitoringowych?

Włosy posiadają kilka cech, które sprawiają, że są przydatnym materiałem biologicznym w badaniach środowiskowych i toksykologicznych.
Najważniejsze z nich to:

  • możliwość oceny długoterminowej ekspozycji,
  • łatwość pobrania próbki,
  • nieinwazyjność,
  • stabilność materiału,
  • możliwość oznaczania wielu pierwiastków jednocześnie.

W trakcie wzrostu włosa do jego struktury mogą być wbudowywane różne pierwiastki obecne w organizmie i środowisku.
Ponieważ włosy rosną średnio około 1 cm miesięcznie, fragment włosa może odzwierciedlać ekspozycję z okresu kilku tygodni lub miesięcy.

Włos a badania krwi — różne „okna czasowe”

Jednym z powodów wykorzystywania włosa w biomonitoringu jest różnica między włosem a krwią pod względem czasu odzwierciedlanej ekspozycji.

bloodBADANIA KRWI

  • pokazują aktualny stan organizmu,
  • odzwierciedlają krótkoterminowe zmiany,
  • podlegają mechanizmom homeostazy.
bloodWŁOSY

  • mogą odzwierciedlać długoterminowe trendy,
  • pozwalają analizować ekspozycję w dłuższym okresie,
  • są mniej podatne na krótkotrwałe wahania.

Dlatego w toksykologii środowiskowej włosy bywają wykorzystywane jako materiał uzupełniający wobec innych metod biomonitoringu.

Jakie pierwiastki można oznaczać we włosach?

W analizie pierwiastkowej włosa oznacza się zarówno:

  • pierwiastki odżywcze,
  • mikroelementy,
  • wybrane pierwiastki uznawane za potencjalnie toksyczne.


Najczęściej analizowane pierwiastki obejmują:

  • cynk,
  • magnez,
  • wapń,
  • selen,
  • żelazo,
  • miedź,
  • arsen,
  • rtęć,
  • kadm,
  • ołów.

Zakres oznaczeń zależy od stosowanej metody laboratoryjnej i procedur laboratorium.

Wykorzystanie włosa w toksykologii środowiskowej

W toksykologii środowiskowej analiza włosa jest wykorzystywana między innymi:

  • do oceny ekspozycji zawodowej,
  • w badaniach populacyjnych,
  • w analizie narażenia środowiskowego,
  • w projektach epidemiologicznych,
  • w monitorowaniu ekspozycji na metale ciężkie.

Włosy są szczególnie przydatne w ocenie ekspozycji przewlekłej, ponieważ mogą akumulować pierwiastki przez dłuższy czas.

Z tego powodu analiza włosa była wykorzystywana w licznych badaniach dotyczących:

  • rtęci,
  • arsenu,
  • ołowiu,
  • kadmu.

Znaczenie metod laboratoryjnych

Wiarygodność wyników biomonitoringu zależy od jakości procesu laboratoryjnego.
W analizie włosa istotne znaczenie mają:

  • sposób pobrania próbki,
  • procedury mycia materiału,
  • przygotowanie próbki,
  • kalibracja aparatury,
  • walidacja metod,
  • system kontroli jakości.

Najczęściej stosowane techniki oznaczeń obejmują:

  • ICP-OES,
  • ICP-MS.

Metody te umożliwiają oznaczanie wielu pierwiastków jednocześnie przy wysokiej czułości analitycznej.

Dlaczego standaryzacja ma tak duże znaczenie?

Włosy są materiałem podatnym na wpływ czynników zewnętrznych.
Na wynik mogą wpływać:

  • kosmetyki,
  • farbowanie,
  • zanieczyszczenia środowiskowe,
  • sposób pobrania próbki,
  • długość analizowanego włosa.

Dlatego w badaniach biomonitoringowych duże znaczenie ma standaryzacja:

  • pobrania próbki,
  • mycia materiału,
  • długości włosa,
  • procedur laboratoryjnych.

Bez odpowiedniej standaryzacji wyniki między laboratoriami mogą być trudne do porównania.

HTMA jako narzędzie biomonitoringuHTMA jako narzędzie biomonitoringu

Analiza pierwiastkowa włosów (HTMA) jest wykorzystywana jako metoda oznaczania składu pierwiastkowego włosa.
W praktyce HTMA może służyć:

  • obserwacji trendów mineralnych,
  • analizie ekspozycji środowiskowej,
  • monitorowaniu zmian w czasie,
  • ocenie długoterminowej ekspozycji na wybrane pierwiastki.

Należy jednak podkreślić, że:

  • HTMA nie jest badaniem diagnostycznym chorób,
  • wyniki wymagają ostrożnej interpretacji,
  • analiza włosa nie zastępuje diagnostyki medycznej.

Praktyczne aspekty interpretacji wyników HTMA opisano szerzej w materiałach edukacyjnych LifelineDiag

Rola jakości laboratorium

W badaniach biomonitoringowych kluczowe znaczenie ma doświadczenie laboratorium w pracy z materiałem biologicznym.
Rzetelne laboratorium powinno stosować:

  • zwalidowane procedury,
  • kontrolę jakości,
  • regularną kalibrację aparatury,
  • standaryzowane protokoły przygotowania próbki.

W laboratoriach wykonujących analizę włosa ważna jest również znajomość specyfiki materiału biologicznego oraz ograniczeń interpretacyjnych.
Informacje dotyczące pobrania próbki i interpretacji wyników dostępne są w centrum wiedzy LifelineDiag.

FAQ – najczęściej zadawane pytania


Ponieważ mogą odzwierciedlać długoterminową ekspozycję na wybrane pierwiastki i substancje środowiskowe.


Nie. Włosy i krew dostarczają różnych informacji i mają odmienne zastosowania w biomonitoringu.


Analiza włosa może umożliwiać ocenę ekspozycji na wybrane metale ciężkie, takie jak rtęć, arsen, ołów czy kadm.


Nie. HTMA jest narzędziem biomonitoringu i obserwacji trendów mineralnych, a nie testem diagnostycznym chorób.


Na wyniki wpływają między innymi:

  • sposób przygotowania próbki,
  • procedury laboratoryjne,
  • metoda oznaczeń,
  • standardy kontroli jakości.

Podsumowanie

Włosy są ważnym materiałem biologicznym wykorzystywanym w biomonitoringu środowiskowym i toksykologii.
Ich znaczenie wynika między innymi z:

  • możliwości oceny długoterminowej ekspozycji,
  • łatwego i nieinwazyjnego pobrania,
  • stabilności materiału,
  • możliwości oznaczania wielu pierwiastków jednocześnie.

Jednocześnie wiarygodność wyników zależy od:

  • jakości procedur laboratoryjnych,
  • standaryzacji przygotowania próbki,
  • kontroli jakości,
  • odpowiedzialnej interpretacji.

Dlatego analiza włosa powinna być traktowana jako narzędzie biomonitoringu i oceny ekspozycji środowiskowej, a nie samodzielna metoda diagnostyczna.

Bibliografia

  1. Kempson IM, Lombi E. Hair analysis as a biomonitor for toxicology, disease and health status. Chemical Society Reviews. 2011.
  2. Rodrigues JL, Batista BL, Nunes JA, Passos CJ, Barbosa F Jr. Evaluation of the use of human hair for biomonitoring the deficiency of essential and exposure to toxic elements. Science of the Total Environment. 2008.
  3. Harkins DK, Susten AS. Hair Analysis: Exploring the State of the Science. Environmental Health Perspectives. 2003.
  4. World Health Organization (WHO). Environmental Health Criteria and Biomonitoring Guidance.
  5. ATSDR. Toxicological Profile and Environmental Biomonitoring Guidance.
  6. Seidel S et al. Assessment of commercial laboratories performing hair mineral analysis. JAMA.
  7. Bass DA et al. Trace element analysis in hair: Factors determining accuracy, precision and reliability. Biological Trace Element Research.

Analiza pierwiastkowa włosa (HTMA) jest narzędziem funkcjonalnym i edukacyjnym. Nie zastępuje diagnostyki medycznej ani konsultacji lekarskiej.

Przeczytaj także: