Nikal: Učinci na ljudski organizam

Nikal je metal široko rasprostranjen u Zemljinoj kori i tehnosferi. Nalazi se u legurama, nehrđajućem čeliku, kovanicama, nakitu i tehničkim komponentama, a prisutan je u tlu, vodi i, u malim količinama, u hrani. Za ljude se nikal ne smatra klasičnim esencijalnim elementom u tragovima poput željeza ili joda, ali nijedno okruženje nije potpuno "sterilno" od nikla, pa je izloženost njemu neizbježna. [1]

Glavna praktična zabrinutost s niklom nije toliko akutno trovanje koliko alergija i izloženost kroničnoj izloženosti. Nikal je jedan od vodećih alergena kod alergijskog kontaktnog dermatitisa. U europskoj populaciji, osjetljivost na nikal nalazi se kod otprilike 8-20% odraslih i usporedivog udjela djece, posebno kod žena i kod osoba s piercingom ili čestim nošenjem jeftinog nakita. [2]

Nikal se unosi hranom u mikrogramskim količinama dnevno. Europska agencija za sigurnost hrane procjenjuje da kod nekih populacijskih skupina, posebno djece i osoba koje su već senzibilizirane na nikal, kronična i akutna izloženost prehranom može uzrokovati sustavne kožne reakcije i druge štetne učinke. Stručnjaci su 2020. godine ažurirali svoju procjenu rizika i postavili prihvatljiv dnevni unos od 13 mikrograma po kilogramu tjelesne težine dnevno za kroničnu izloženost. [3]

Važno je napomenuti da je nikal toksikološki heterogen. Različiti spojevi nikla razlikuju se po topljivosti, sposobnosti stvaranja reaktivnih vrsta kisika i sposobnosti prodiranja u stanice. U zraku i industrijskim okruženjima nikal se procjenjuje kao kancerogen zbog dugotrajnog udisanja određenih spojeva, dok u kontaktu s kožom u kućanstvu alergije i iritacija igraju primarnu ulogu. U vodi za piće i hrani nikal se prvenstveno smatra potencijalno toksičnim i alergenim elementom, a ne korisnom komponentom. [4]

Pitanje ima li nikal bilo kakvu korisnu fiziološku ulogu kod ljudi raspravlja se zasebno. U bakterijama i biljkama, nikal je doista nužan kofaktor za neke enzime. Za ljude nije utvrđena jasna vitalna funkcija, iako nikal može biti uključen u regulaciju nekih enzimskih sustava u tragovima. Stoga ga trenutne smjernice smatraju kontaminantom i alergenom, a ne hranjivom tvari koja zahtijeva ciljanu suplementaciju. [5]

Tablica 1. Kratke činjenice o niklu

Parametar	Značenje
Biološki status za ljude	Nije prepoznat kao esencijalni mikronutrijent, smatra se zagađivačem i alergenom [6]
Glavni putevi kontakta	Koža, hrana, voda, udisanje aerosola na radu [7]
Glavni masovni efekt	Alergijski kontaktni dermatitis i sistemski kontaktni dermatitis kod senzibiliziranih osoba [8]
Prihvatljivi dnevni unos (kronična izloženost)	13 mikrograma po kilogramu tjelesne težine dnevno prema europskim stručnjacima [9]
Posebne rizične skupine	Djeca, osobe alergične na nikal, pacijenti s kroničnim dermatozama i određene profesionalne izloženosti [10]

Nikal u okolišu i putovi ulaska u tijelo

Nikal je prisutan u tlu i stijenama, odakle ulazi u biljke, vodu, a zatim u hranidbeni lanac. U prirodnim uvjetima, koncentracije nikla su obično niske, ali industrijska aktivnost, izgaranje goriva i proizvodnja legura, baterija i kemikalija mogu povećati njegove razine u zraku, prašini i otpadnim vodama. Za stanovništvo koje nije uključeno u proizvodnju, primarni izvori izloženosti niklu nisu zrak, već hrana, voda i kontakt kože s proizvodima. [11]

Hrana se smatra glavnim izvorom nikla za prosječnu osobu. Doprinos različitih namirnica ovisi o sastavu tla, vode i tehnološkim procesima. Povrće, žitarice, orašasti plodovi, čokolada, kakao i neke mahunarke često značajno doprinose. Europske procjene pokazuju da biljna hrana, a ne meso ili mliječni proizvodi, doprinosi najvećim udjelom dnevnom unosu nikla. [12]

Pitka voda obično sadrži tragove nikla. Svjetska zdravstvena organizacija preporučuje sigurnosnu smjernicu od 70 mikrograma po litri, dok je Europska unija postavila stroži standard od približno 20 mikrograma po litri. Nikal u vodi može potjecati ne samo od prirodne mineralizacije već i od korozije metalnih cijevi i spojnica, posebno onih s niklom. [13]

Kontaktni put - kroz kožu - važan je za alergije. Nikal se oslobađa iz legura u nakitu, kopčama, satovima, naočalama i metalnim dijelovima odjeće, posebno tijekom duljeg kontakta sa znojem i trenjem. To je razlog za poznatu europsku inicijativu za ograničavanje oslobađanja nikla iz potrošačkih proizvoda, što je značajno smanjilo razinu senzibilizacije u populaciji nakon uvođenja direktiva. [14]

Za radnike u metalurgiji, galvanizaciji, proizvodnji baterija i brojnim drugim industrijama, udisanje je značajan put izloženosti. U tim okruženjima nikal se smatra profesionalnim kancerogenom za dišne putove i faktorom kroničnog bronhitisa i drugih bolesti. Zaštitne mjere, praćenje zraka i pridržavanje maksimalno dopuštenih koncentracija obvezni su elementi sigurnosti na radu. [15]

Tablica 2. Glavni putovi unosa nikla i njihove karakteristike

Put	Za koga je to najvažnije?	Glavni učinci
Hrana	Opća populacija, posebno djeca	Kronična izloženost, sistemske reakcije kod senzibiliziranih osoba [16]
Pitka voda	Stanovništvo u regijama s visokim razinama nikla i korozijom cijevi	Dodatni doprinos prehrambenom unosu, moguće reakcije kod osoba koje pate od alergija [17]
Kontakt s kožom	Ljudi koji često nose nakit i predmete koji sadrže nikal	Alergijski kontaktni dermatitis, senzibilizacija [18]
Udisanje aerosola	Radnici u industriji nikla	Rizik od respiratornih bolesti i nekih oblika raka pri dugotrajnoj izloženosti [19]

Metabolizam nikla: apsorpcija, distribucija i izlučivanje

Nakon unosa s hranom, nikal se relativno slabo apsorbira iz gastrointestinalnog trakta. Procjene bioraspoloživosti variraju, ali obično ne prelaze približno 1-10% unesene količine. Na apsorpciju utječu kemijski oblik nikla, sastav hrane i prisutnost željeza, kalcija i drugih konkurentskih metala. Topljive niklove soli apsorbiraju se bolje od slabo topljivih oblika. [20]

Apsorbirani nikal se distribuira po krvi i tkivima, vežući se za proteine plazme i stanične strukture. Značajan dio se taloži u jetri, bubrezima, plućima i koštanom tkivu, ali koncentracije u tim organima ostaju niske u usporedbi s normalnim fiziološkim elementima. Pri razinama izloženosti u kućanstvu, akumulacija je ograničena, ali kod kronične profesionalne izloženosti, razine u tkivu se povećavaju. [21]

Primarni put izlučivanja nikla je putem bubrega u urinu. Zbog toga je bubrežna funkcija važna za upravljanje sistemskim opterećenjem: s normalnom bubrežnom funkcijom, tijelo je u stanju relativno brzo izlučiti većinu apsorbiranog nikla. Neke količine se također izlučuju žuči i znojem. U situacijama kada je bubrežna funkcija oštećena, potencijalni rizik od nakupljanja se povećava. [22]

Na molekularnoj razini, nikal može stupiti u interakciju s proteinima i enzimima, istiskujući druge metale i sudjelujući u stvaranju reaktivnih vrsta kisika. Eksperimentalni podaci pokazuju da nikal može ometati metabolizam željeza natjecanjem za transportne sustave i vezanjem na enzime, što teoretski utječe na regulaciju hipoksije i ekspresiju određenih gena. Ti se mehanizmi uzimaju u obzir u novim toksikološkim procjenama. [23]

Kod ljudi još nije dokazano da nedostatak nikla uzrokuje jasan sindrom. Istovremeno, tijelo se prilagođava određenoj pozadinskoj razini izloženosti, a potpuni "nulti kontakt" je nedostižan u stvarnom životu. Stoga se procjene rizika ne usredotočuju na identificiranje nedostataka, već na ograničavanje prekomjerne izloženosti dopuštenoj dnevnoj dozi i praćenje osjetljivih populacija. [24]

Tablica 3. Ključne značajke ponašanja nikla u tijelu

Pozornica	Osobitost
Crijevna apsorpcija	Nisko, otprilike 1-10%, više u topljivim oblicima, niže u pozadini hrane bogate željezom [25]
Distribucija	Niske koncentracije u krvi, nakupljanje u jetri, bubrezima, plućima, kostima pri kroničnoj izloženosti [26]
Povlačenje	Uglavnom putem bubrega s urinom, dijelom sa žuči i znojem [27]
Molekularni učinci	Stvaranje reaktivnih kisikovih vrsta, konkurencija s željezom za transport i enzime [28]
Biološki status	Ne postoji prepoznat sindrom nedostatka kod ljudi, naglasak je na ograničavanju viška [29]

Toksičnost i alergija na nikl

S toksikološkog gledišta, nikal je opasan prvenstveno kao alergen. Alergijski kontaktni dermatitis, koji nastaje kada koža dođe u kontakt s niklom, jedna je od najčešćih alergijskih bolesti. U raznim studijama, udio ljudi s pozitivnim kožnim testovima na nikal kreće se od 8-20% u općoj populaciji, a među pacijentima s kontaktnim dermatitisom, osjetljivost na nikal nalazi se kod otprilike četvrtine ili više. Posebno visoke stope zabilježene su kod žena i osoba s piercingom. [30]

Nikal uzrokuje senzibilizaciju pri duljem kontaktu s kožom. Nakon početne senzibilizacije, čak i manja naknadna izloženost može dovesti do razvoja osipa, crvenila, svrbeža i ljuštenja kože na mjestima kontakta s metalom. U težim slučajevima, osip se može proširiti izvan područja kontakta, što dovodi do kroničnog dermatitisa, posebno na rukama, ušima, pupku i ispod pojasa. [31]

Posebna briga je sistemski kontaktni dermatitis. Kod osoba koje su već senzibilizirane na nikal, konzumiranje hrane koja sadrži visoke doze nikla može uzrokovati generalizirane kožne osipe i pogoršanje ekcema. Europski toksikolozi pokazali su da akutno gutanje približno 4,3 mikrograma nikla po kilogramu tjelesne težine može izazvati reakcije kod takvih pacijenata, pa je uvedena zasebna linija za procjenu rizika za akutnu izloženost. [32]

U visokim dozama, koje se susreću u izuzetno rijetkim kućanskim situacijama ili industrijskim nesrećama, nikal može uzrokovati akutne toksične učinke - mučninu, povraćanje, bolove u trbuhu, vrtoglavicu, tešku slabost i respiratorne tegobe. U pokusima na životinjama, topljive soli nikla pokazale su toksičnost u dozama mnogo većim od normalne izloženosti ljudi. Za opću populaciju, primarna briga su kronični i alergijski učinci. [33]

Određeni spojevi nikla prepoznati su kao ljudski kancerogeni ako se udišu dulje vrijeme na radnom mjestu, prvenstveno u vezi s rakom pluća i sinusa. Ti se rizici odnose na profesionalnu izloženost visokim koncentracijama aerosola i prašine. Za one koji ne rade s niklom, dermatološki i gastrointestinalni aspekti su relevantniji, a profesionalni rizici regulirani su odvojenim sanitarnim standardima i razinama kontrole. [34]

Tablica 4. Glavni štetni učinci nikla

Vrsta utjecaja	Glavni učinak	Za koga je to relevantno?
Kontakt s kožom	Alergijski kontaktni dermatitis, kronični ekcem	Osobe s piercingom, nakitom, kontaktnim dermatitisom [35]
Izloženost hrani kod senzibiliziranih osoba	Sistemski kontaktni dermatitis, pogoršanje ekcema	Pacijenti s alergijom na nikal i atopijskim dermatozama [36]
Visoke akutne doze oralno	Gastrointestinalni simptomi, moguća sistemska toksičnost	Rijetki slučajevi u nesrećama ili značajnom zagađenju [37]
Dugotrajno udisanje industrijskih aerosola	Kronična bolest pluća, povećan rizik od nekih oblika raka	Radnici u industrijama izloženi topljivim spojevima nikla [38]

Norme, izvori hrane i uloga prehrane

Europska procjena rizika iz 2020. godine utvrdila je podnošljiv dnevni unos od 13 mikrograma po kilogramu tjelesne težine za nikal za kroničnu izloženost. Za osobu od 70 kilograma to je približno 910 mikrograma nikla dnevno. Akutna izloženost kod senzibiliziranih osoba razmatrana je zasebno, kod kojih približno 4,3 mikrograma nikla po kilogramu tjelesne težine u jednom obroku može izazvati reakciju kože. To naglašava da je sigurni raspon uži za osobe s alergijama. [39]

Prehrambene analize opće populacije pokazuju da je kronična izloženost niklu za većinu odraslih osoba unutar prihvatljivih granica, ali za djecu, dojenčad i osobe s visokom konzumacijom određene hrane (npr. određenog povrća, žitarica i čokolade) može premašiti preporučenu razinu. Europski stručnjaci napominju da mlađe dobne skupine znatno češće premašuju prihvatljivi dnevni unos nego odrasli. [40]

Namirnice s relativno visokim udjelom nikla često uključuju kakao i čokoladu, neke orašaste plodove, cjelovite žitarice, zob, sojine proizvode, neko lisnato povrće i mahunarke. Međutim, specifičan sadržaj uvelike varira ovisno o tlu, vodi i uzgojnim praksama. Meso, mlijeko i jaja općenito manje doprinose dnevnom unosu nikla. Za osobe bez alergije na nikal, takva hrana može ostati dio uobičajene prehrane. [41]

Na regulatornoj razini, Europska unija raspravlja i uvodi maksimalne granice koncentracije nikla za niz prehrambenih proizvoda, posebno za dječju hranu i određene kategorije. To je zato što djeca, na temelju svoje tjelesne težine, konzumiraju više nikla iz istog asortimana hrane. Uvođenje maksimalnih razina u hranu i vodu za piće pomaže u smanjenju rizika od kroničnog predoziranja za najosjetljivije skupine. [42]

Za prosječnu odraslu osobu bez alergije na nikal, prehrambena ograničenja uglavnom nisu potrebna. Primarni fokus je na raznolikoj prehrani i izbjegavanju prekomjernih količina iste hrane, posebno ako je potencijalno bogata niklom. U slučajevima utvrđenih sistemskih reakcija na nikal, liječnik i nutricionist mogu preporučiti privremenu prehranu s niskim udjelom nikla, ograničavajući najzasićenije izvore, s postupnim proširenjem prehrane kako se simptomi prate. [43]

Tablica 5. Izvori nikla u prehrani i procijenjeni doprinos

Grupa proizvoda	Karakteristike sadržaja nikla	Doprinos dnevnoj izloženosti
Povrće i biljni proizvodi	Sadržaj ovisi o tlu i vodi, a sustavno se primjećuje značajan doprinos	Često glavni izvor za stanovništvo [44]
Čokolada, kakao, neki orašasti plodovi i mahunarke	Može sadržavati veće razine nikla od drugih proizvoda	Važno za čestu upotrebu, posebno kod djece i osoba koje pate od alergija [45]
Žitarice i proizvodi od cjelovitih žitarica	Nikal je koncentriran u ljuskama žitarica, ali cjelovite žitarice mogu doprinijeti većem udjelu.	Značajan dio prehrane u brojnim zemljama [46]
Meso i mliječni proizvodi	Tipično niže koncentracije u usporedbi s biljnim izvorima	Tipično manji udio ukupnog unosa nikla [47]
Pitka voda	Doprinos ovisi o lokalnoj koncentraciji i koroziji opreme	Može biti značajno u određenim regijama s visokim razinama nikla [48]

Posebne rizične skupine i prevencija

Ključna rizična skupina za izloženost niklu su osobe s alergijskim kontaktnim dermatitisom i utvrđenom senzibilizacijom. Kod njih čak i male dodatne doze nikla putem kontakta s nakitom, remenima, kopčama ili konzumiranjem hrane bogate niklom mogu uzrokovati pogoršanje simptoma. Preporuke uključuju odabir predmeta koji malo otpuštaju nikal, nošenje nakita bez nikla i, u slučaju sistemskih reakcija, privremena prehrambena ograničenja i praćenje od strane dermatologa. [49]

Djeca i adolescenti su posebno osjetljivi iz dva razloga. Prvo, imaju veći relativni unos hrane po kilogramu tjelesne težine, pa konzumiraju više nikla s istom prehranom. Drugo, rano piercing i nošenje jeftinog nakita značajno povećavaju rizik od razvoja alergije na nikal, koja zatim traje doživotno. Europske inicijative i nedavni pregledi ističu utjecaj piercinga kod djece na sve veću učestalost alergije na nikal. [50]

Pacijenti s kroničnim dermatozama, posebno atopijskim dermatitisom i kroničnim ekcemom ruku, skloniji su reagiranju na nikal i mogu ga slabije podnijeti. Važnije im je izbjegavati stalni kontakt s metalima, pratiti sastav nakita, odjevnih predmeta i alata za rad te razgovarati sa svojim liječnikom o prikladnosti prehrane s niskim udjelom nikla tijekom upornih pogoršanja. [51]

Radnici u industrijama koje koriste nikal imaju povećan rizik od udisanja. Za njih su na snazi zaštitne mjere, uključujući ventilaciju, osobnu zaštitnu opremu, praćenje zraka i liječničke preglede. Za okolno stanovništvo važno je da industrijske emisije budu u skladu s propisima i da su izvori pitke vode zaštićeni od kontaminacije. [52]

Pacijentima s potvrđenim alergijama na nikal i teškim sistemskim reakcijama savjetuje se da ne uzimaju metalne dodatke prehrani samostalno, da ne eksperimentiraju s trendovskim dijetama za čišćenje ili da ne koriste nepoznate mineralne dodatke prehrani. Sve promjene u prehrani, posebno one koje uključuju uklanjanje cijelih skupina namirnica, trebale bi se razgovarati s liječnikom kako bi se spriječili nedostaci drugih hranjivih tvari. [53]

Tablica 6. Za koga je praćenje izloženosti niklu posebno važno

Skupina	Osnovne preventivne mjere
Osobe s alergijama na nikal	Izbjegavanje nakita i okova koji sadrže nikal, prehrana s niskim udjelom nikla u slučaju sistemskih reakcija, nadzor dermatologa [54]
Djeca i tinejdžeri	Ograničavanje ranog piercinga, odabir nakita bez nikla, kontrola prehrane i proizvoda koji dolaze u kontakt s kožom [55]
Pacijenti s kroničnim dermatozama	Smanjite dugotrajni kontakt kože s metalom, razgovarajte o prehrambenim ograničenjima sa svojim liječnikom [56]
Radnici u industriji nikla	Korištenje zaštitne opreme, poštivanje propisa, redoviti liječnički pregledi i praćenje zraka [57]
Mala djeca i dojenčad	Pratite razinu nikla u dječjoj hrani i vodi, izbjegavajte nepotrebne dodatke prehrani i lijekove koji sadrže nikal [58]

Kratka često postavljana pitanja o niklu i zdravlju

Je li potrebno posebno nadoknađivati nikal kao element u tragovima?
Ne. Nikal nije prepoznat kao esencijalni nutrijent za ljude, a nedostatak nikla nije opisan kao zaseban sindrom. Umjesto toga, cilj je izbjeći prekoračenje preporučenog dnevnog unosa i izbjeći izazivanje alergijskih reakcija. [59]

Je li opasno piti vodu ako se u njoj otkrije nikal?
Procjena ovisi o koncentraciji. Na razinama ispod preporučene granice Svjetske zdravstvene organizacije od 70 mikrograma po litri i strožih nacionalnih standarda (npr. 20 mikrograma po litri u Europskoj uniji), voda se općenito smatra sigurnom, osim u slučajevima teške alergije na nikal. Ako se granica prekorači, o situaciji treba razgovarati s dobavljačem vode i liječnikom. [60]

Može li krvni test otkriti koliko nikla ima u tijelu?
Testovi na nikal u krvi i urinu koriste se prvenstveno u medicini rada i toksikologiji. Za prosječnu osobu takvi testovi rijetko su informativni i ne smatraju se rutinskom dijagnostikom osim ako postoje jasne indikacije ili sumnje na profesionalnu izloženost. [61]

Što biste trebali učiniti ako ste alergični na nikal i često imate osip?
Prvi korak je što više ograničiti kontakt kože s niklom: zamijenite nakit, remene, kopče i naočale predmetima bez nikla. Drugi korak je razgovarati s dermatologom o potrebi prehrane s niskim udjelom nikla i odabrati proizvode za njegu kože. Važno je da si ne namećete stroga ograničenja bez liječničkog nadzora kako biste izbjegli razvoj drugih nutritivnih nedostataka. [62]

Treba li zdrava osoba izbjegavati hranu koja sadrži nikal?
Osim ako nemate alergiju i dio ste uravnotežene prehrane, nema potrebe posebno izbjegavati takvu hranu. Pametnije je usredotočiti se na raznoliku prehranu s naglaskom na lagano prerađenu hranu i izbjegavati prejedanje bilo kojom hranom koja potencijalno ima visok udio nikla. Naglasak je na praćenju ranjivih skupina, a ne na strogim ograničenjima za sve. [63]