כרום - Chromium

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
כרום
Chromium
מעבדה	כימיה בדם וכימיה בשתן
תחום	השפעת מתכות על הפיזיולוגיה של הגוף; נזקים מחשיפת יתר לכרום
טווח ערכים תקין	0.3-1.2 ננוגרם/מ"ל
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

בדיקת סקר לחשיפה תעסוקתית, לאבחון של הרעלת כרום או לחסר שלו. מדידת רמת כרום בדם משמשת לניטור של שחיקה שתלים מתכתיים אורתופדים או דנטאליים.

המשמעות הביולוגית של כרום

כרום נמצא בסביבה בריכוז גבוה פי-100 עד פי 1,000 מריכוזיו ברקמות ביולוגיות. כרום תלת ערכי מסייע בכמויות זעירות לגוף האדם, בשל תפקידו בספיגת סוכרים. קיים קשר בין מחסור בכרום לפגיעה בוויסות איזון כמויות האינסולין בגוף (Vincent ב-Acc Chem Res משנת 2000). שלא כמו מתכות חיוניות אחרות, כרום לא נמצא בחלבונים. בין פעילויות כרום: מסייע לאינסולין להכניס גלוקוז לתאים ומסייע בהפרשת עודפי סוכר מהדם.‏ כרום משמעותי במטבוליזם של שומנים – מפחית רמת טריגליצרידים ומפחית רמת ‏Total Cholesterol‏ (מפחית רמת ‏LDL‏ ומעלה רמת ‏HDL‏).‏

כרום מתכתי ותרכובות כרום תלת ערכי אינן נחשבות כמזיקות לבריאות, אך לעומתן תרכובות כרום שש ערכי הן רעילות. חצי כפית של תרכובת כרום שש ערכי (הקסה-וולנטי) יכולה לגרום למוות. רוב התרכובות של כרום שש ערכי מגרות את העיניים, העור והאף. חשיפה כרונית לכרום שש ערכי יכולה לגרום לנזק קבוע בעיניים ולסרטן ריאות. כרום מתחרה בספיקתו במעי באבץ ובברזל, ולא מומלץ ליטול אותם ביחד. בשרים מעובדים עשירים בכרום. חומצה פיטית מפחיתה את הספיגה של כרום, ואילו חומצה אוקסלית מגבירה את ספיגתו במעי.

מידע קליני

כרום קיים במספר ערכויות (valencies) בין (-)‏2 ל (+)‏6. כרום hexavalent‏ (Cr[+6]) וכרום trivalent ‏ (Cr[+3]), הן שתי הצורות השכיחות ביותר. כרום שש-ערכי Cr(+6), נמצא בשימוש בתעשייה ליצור של alloys (סַגְסֹגֶת, מֶסֶג או נֶתֶךְ) כולל פלדת אל-חלד, צבענים, וציפוי חומרים בשכבת מתכת דקה באמצעות אלקטרוליזה. Cr(+6) הוא קרצינוגן ידוע, המוסב מהר ל- Cr(+3) בחשיפה לרקמות ביולוגיות. Cr (+3) היא סוג הכרום היחיד הנמצא בדגימות ביולוגיות.

ריכוזים של כרום בנסיוב מוגברים מעל סף הנורמה העליון במטופלים שהושתלו עם מפרקים מתכתיים בניתוחים אורתופדיים. השתלים הללו של החברות המובילות בתחום כגון Depuy, Dow Corning, LCA, PCA, Howmedica, Tricon, Richards Company, Osteonics ו-Whitesid, מכילים באופן מקובל כרום, קובלט ומוליבדניום.

כאשר הדם נדגם על ידי נוטל-דם מקצועי המנוסה בנטילת דם אולטרה-מוקפדת, רמת כרום בנסיוב הייתה נמוכה מ-0.3 ננוגרם/מ"ל. לעומת זאת, הדגימות שהוצגו לאנליזה מנבדקים שלא נחשפו לכרום, הניבו תוצאות ריכוזי כרום של 0.3-0.9 ננוגרם/מ"ל. מבחנות שלא נועדו לאיסוף דגימות בתנאים של trace-metal, הניבו תוצאות של ריכוזי כרום שנעו בין 2.0-5.0 ננוגרם/מ"ל.

שתלים מתכתיים להחלפת מפרקים פגומים בניתוחים אורתופדיים או שתלים דנטאליים מגדילים את ריכוזי יונים של מתכות שונות בדם. עלייה מתונה של 0.3-0.6 ננוגרם/מ"ל ברמת כרום, סביר שמקורה באותם שתלים אורתופדיים. ריכוזי כרום מעל 1 ננוגרם/מ"ל, מצביע על שחיקה של השתל המתכתי (Keegen וחב' ב- Critical Review in Toxicologyמשנת 2008).

אלרגיה לכרום

אלרגיה לכרום כתוצאה ממגע באה לביטוי בדרמטיטיס כרונית כתוצאה מריאקציה של delayed hypersensitivity למלחי כרום (כרומאטים), כאשר מחוללי האלרגיה העיקריים הם dichromates. האבחון של אלרגיה לכרום מתבצע על ידי בירור ההיסטוריה הקלינית של הנבדק, וכן על ידי ביצוע בדיקת Patch' Test, על ידי הדבקה לזרוע של דיסקית ספוגה בתמיסת 0.5% של potassium dichromate ב-petrolatum. הריאקציה לדיסקית הכרום היא פּפּוּלוֹ-וסיקולארית, והיא יכולה להתפשט מעבר לגבולות הדיסקית, ולהימשך לפחות 3 ימים (תמונה למטה):

מבחן patch חיובי ל- potassium dichromate

דרמטיטיס כרונית במטופל עם אלרגיה לכרום

התנהלות עם אלרגיה לכרום

ההימנעות ממגע עם מלחי כרום היא הדרך היחידה לטווח-ארוך להימנע מאלרגיה לכרום. דרמטיטיס הנגרמת על ידי כרומאטים עלולה להיות קשה מנשוא, ולכן אבחון מוקדם שלה מלווה באמצעים שנועדו לצמצום מגע זה או להפסיקו כליל הם המפתח להתנהלות נכונה.

שיטות למזעור החשיפה לכרומאטים: לבוש בגדי-הגנה ויישום טכניקות של אי-מגע; הוספת כימיקאלים אחרים למלט או לטיט מנטרלת את תכולת הכרומאטים: חומרים אלה כוללים ברזל סולפאט, או שילוב של בריום הידראט, ניטראט וכלוריד עם עופרת אצטאט. גם יצירת קרם מחסום העשוי מחומצה אסקורבית ו-EDTA (שהוא chelate הקושר מתכות), הספגה של חומצה אסקורבית לתוך פילטרים של מַנְשֵׁמים (respirators) מגבירה את ההגנה מפני שאיפה של אבק כרומאטים, מה שמתאים בעיקר לעובדים רגישים לכרומאט בתחום ההדפסה והליתוגרפיה.

רמות חסר של כרום

הגוף זקוק למתכות כמגנזיום וכרום, B‏ למטבוליזם של סוכר, כאשר צריכה מוגברת של פחמימות ‏מזוקקות תגרור חסר/דלדול במרכיבים אלו.‏ חסר בכרום עלול לגרום להיפר-כולסטרולמיה; גלאוקומה; לויקופניה; סוכרת type ‏2, אוסטאופורוזיס או נזק עצבי; טרשת עורקים; חולשת שרירים ופגיעה בקואורדינציה; עייפות, נימול או עקצוץ בגפיים; רגזנות-יתר ודיכאון; בלבול, שינויים במצב רוח. חסר בכרום שכיח יותר באנשים קשישים, בסוכרתיים, ובעובדים בתעשיות כגון ציפויי מתכות, פלדה וסגסוגות לא-ברזליות, וצבענים וחומרי שימור כרומטיים. צריכה מוגברת של אלכוהול או של מזון מעובד, שימוש מופרז בסטרואידים. צריכה מוגברת של תכשירים נוגדי חומציות המכילים CaCO3, מפריעים לספיגה תקינה של כרום. ‏רמות חסר של כרום יכולות להופיע באלה הניזונים מעירוי לווריד (TPN) ולא מקבלים את מנת הכרום היומית המגיעה ממזון מאוזן ופומי.

השפעת רמות-יתר של מלחי כרום

רמות-יתר של מלחי כרום יכולות לגרום: היפוגליקמיה; בעיות עיכול וכן בתפקוד הקיבה; נזק לכבד ו/או לכליות; נזק עצבי; הפרעות קצב; pneumoconiosis כאשר נשאפים אדים או אבק של כרום; כיבי עור, דרמטיטיס כרונית ממגע, irritant contact dermatitis, כיבים בעור, רגישות נשימתית ונמק רקמתי בעיקר פרפורציה ב-septum הנזלי, שעלולים להיגרם על ידי מלחים אנאורגניים של כרום מתכתי.

דרמטיטיס מחשיפה למלט

סוג זה של דרמטיטיס שכיח בעיקר בעובדי בניין ובעוסקים בפיסול, הנחשפים למלט בעבודת הבנייה או הפיסול תוך שימוש במלט. דו-כרומאטים במלט אינם הסיבה היחידה ל-cenent dermatitis. אך הם גורמים רק למקרים של דרמטיטיס אלרגי ממגע.

ריאקציות גירוי ראשוניות של cement dermatitis כוללות יובש והיסדקות של העור הנגרמים על ידי התכונות ההיגרוסקופיות של מלט, והפציעה בעור שמקורה בגירוי מכני של חלקיקי סיליקה גסים במלט. יש עובדי בניין המפתחים cement dermatitis שנים רבות לאחר שנחשפו למלט ללא כל בעיה.

מקורות מזון עשירים בכרום

מזונות מן הצומח המהווים מקור לכרום הם בעיקר ירקות ופירות טריים, דגנים מלאים, נבטי חיטה, שיבולת שועל, פטריות, שזיפים מיובשים, קליפת תפוחי אדמה, שמרים, תבלינים, ברוקולי, דִּבְשָׁה (molasses) וענבים. מזונות מן החי שמכילים כמות נאה של כרום הם בעיקר צדפות ומאכלי ים, חלמון ביצה, גבינות קשות, דבש, כבד ובשר בקר. סיבים תזונתיים מעודדים ספיגה של המינרל ומכילים גם כמות גבוהה שלו. ‏3-10% מתכולת הכרום המזון נספגת בגוף.

צריכה יומית מומלצת (RDA) של כרום

• עד גיל חצי שנה - 0.2 מק"ג
• בין 7-12 חודשים - 5.5 מק"ג
• בין גיל 1-3 שנים - 11 מק"ג
• בין גיל 4-8 שנים - 15 מק"ג
• בנים בין גיל 9-13 שנים - 25 מק"ג
• גברים בין גיל 14-50- 35 מק"ג
• גברים מעל גיל 50 שנה - 30 מק"ג
• בנות בין גיל 9-13 שנה - 21 מק"ג
• צעירות בגיל 14-18 שנה - 24 מק"ג
• נשים בגיל 19-50 שנה- 25 מק"ג
• נשים מעל גיל 50 שנה - 20 מק"ג
• נשים הרות – 30 מק"ג
• נשים מניקות – 45 מק"ג

רמות כרום בנסיוב

מספר שיטות זמינות לקביעת רמת כרום בנוזלי גוף שונים. לדוגמה, רמות (Cr(VI וקומפלסים של (Cr(III יכולים להיקבע במהירות בפלזמה ובנוזלים ביולוגיים אחרים בשיטה של anion exchange HPLC (על פי Suzuki ב-J Chromatog B משנת 1987). הפיזור של כרום בדם, מתחלק שווה בשווה בין הפלזמה והאריתרוציטים. בהיעדר חשיפה של הנבדק לכרומאטים, רמת כרום בדם היא בתחום שבין 0.2-0.3 ננוגרם/מ"ל. הריכוזים גבוהים יותר באזורים כפריים, וגבוהים יותר באזורים עירוניים. בעוד ש-(Cr (VI נכנס לתוך האריתרוציטים, (Cr (III אינו נכנס לתאים. לכן ניתן להבדיל בין החשיפה לסוגים שונים של כרום על ידי מדידה של הכרום בכדוריות הדם לעומת רמתו בנסיוב. גישה זו עשויה להיות במיוחד יעילה אם רמות כרום בשתן מוגברות, וקיים רצון לדעת האם מדובר בחשיפה טוקסית ל-(Cr(VI או שמא מדובר בחשיפה שאינה מסוכנת ל-(Cr(III. כרום מתפנה במהירות מהדם, לכן מדידתו בדם משקפת רק חשיפה עכשווית בטווח הזמן המאוד סמוך למדידת רמתו.

רמות כרום בשתן

שוֹנוּת אינדיבידואלית רבה בפרמטרים המטבוליים כמו גם בקצב המהיר של פינוי כרום מהגוף, מגבילים את ערכה של מדידת כרום בשתן. הפרשות כרום בשתן משקפות את ספיגתו בגוף רק במהלך 1-2 הימים האחרונים. בתחום של ספיגה תעסוקתית של כרום, ריכוזי כרום בשתן של 40-50 מיקרוגרם/ליטר מיד לאחר סיום משמרת עבודה, משקפת חשיפה לריכוזי תרכובות (Cr(VI מסיס בסדר גודל של 50 מיקרוגרם/מ"ק, ריכוזים שעלולים להיות כרוכים בפרפורציה נזלית כפי שתועד במספר מחקרים. בהנחה שלא הייתה חשיפה מוגזמת לכרום, ערכי כרום בשתן הם באופן אופייני נמוכים מ-10 מיקרוגרם/ליטר/24 שעות.

כיוון שחשיפה ל-(Cr(VI עלולה לגרום לפגיעה באבוביות הכליה ולהפרשה מוגברת של β2-microglobulin בשתן, ניתן למדוד רמת חלבון קטן זה בשתן כבדיקה נלווית (Lindberg ו-Vesterberg ב-American Journal of Industrial Medicine משנת 1983).שיער וציפורניים הם בעלי שימוש מוגבל בהערכת נבדקים כיוון שזה בלתי אפשרי להבדיל בין כרום הקשור לשיער במהלך צמיחת שיער, לבין כרום ששקע ודבק בשיער מחשיפה לאבק, מים או מקורות חיצוניים אחרים של כרום. נבדקים ללא חשיפה לכרום הם בעלי רמות של כרום הנעות בין ppm50-100.

מקורות חשיפה לכרום ולמלחי כרום

סוללות, סיגריות, מלט, קרמיקה, enamel, חומרי נפץ, דבקים, דיו, צבעי טקסטיל, אפר של בערה, צבעים, גליונות צילום, תרסיסים להברקת ריהוט, סגסוגות מתכתיות, כפפות גומי, משחות נעליים, צבעי קעקוע (בעיקר בגוונים צהוב-ירוק), ממיסים שונים, מוצרי קוסמטיקה (מסקרה, צלליות לעיניים), תכשירים הומאופתיים, חומרים לשימור עץ, תמיסות של פיתוח צילומים מקצועיים, שמני קירור, ברגים אורתופדיים, הדפסת offset, חול ליציקה (foundry sand), שתלים מתכתיים אורתופדיים ודנטאליים, קוצבי לב, מוצרי עור (כפפות, נעלים, כובעים, ארנקים, בגדי עור), חומרי הברקה וליטוש לנעליים, לרצפות), מסכי טלוויזיה, תמיסות לחריטה, ריתוך, סרטים מגנטיים, דטרגנטים ותכשירי הבהרה והלבנה (bleachers), צבעים נוגדי חלודה, סידן אוקסיד (CaO) או quicklime, חומרים נוגדי קורוזיה.

בדיקות מעבדה התחלתיות

הבדיקות הבאות יכולות להילקח בחשבון בהערכה של חשיפה ל-Cr(VI): ספירת דם מלאה, תפקודי כבד (רמת האנזימים AST ו-GOT, רמת בילירובין, רמת urea, ו-urinalysis. אם קיים חשד סביר שהנבדק נחשף בשאיפה ל-Cr (VI), יש לבצע בו בדיקה רדיוגרפית של בית החזה, כמו גם בדיקת תפקודי ריאות.

הוראות לביצוע הבדיקה

אין צורך בצום לפני הבדיקה. הנבדק צריך להימנע מנטילת תוספי מינרלים או מולטי-ויטמינים לפחות 3 ימים לפני דגימת הדם. יש לדגום 4 מ"ל של דם במבחנה ללא נוגדי קרישה מיוחדת למתכות בריכוזי קורט. כדי להימנע מזיהום הדגימה יש להשתמש בכפפות נטולות אבקה. יש לאפשר לדגימת הדם להיקרש למשך 30 דקות, לפני הסרכוז שלה. יש להעביר את הדגימה בקירור. יציבות הדגימה היא 48 שעות בטמפרטורת החדר, 7 ימים בקירור ואילו דגימות בהקפאה אינן מתקבלות. יש לפסול גם דגימות קרושות, דגימות שנלקחו במבחנות פלסטיק, במבחנות ליתיום או סודיום הפארין (פקק ירוק), במבחנות סודיום פלואוריד/אשלגן אוקסלאט (פקק אפור), או במבחנות ספירת דם (EDTA, פקק סגלגל). כמו כן, אין לבצע בדיקת כרום באלה שטופלו לאחרונה עם חומרי ניגוד כיוד או גדוליניום. חומרי ניגוד אלה עלולים להפריע למדידת רמת כרום, ויש להמתין 96 שעות לפחות מהזרקת חומר הניגוד יד לביצוע מדידת כרום. ניתן לבצע את הבדיקה בדגימות המוליטיות, ליפמיות או איקטריות לכל דרגותיהן.

הסיבה שאין לקבל דגימות שנלקחו במבחנות עם נוגדי קרישה, נעוצה בעובדה שרמות קורט של כרום מופיעות בנוגדי הקרישה וכן במבחנות ואקום. שיטת המדידה הקובלת של כרום היא: Dynamic Reaction Cell-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectometry (DRC-ICP-MS).