Problemy włosowe XIII: Analiza pierwiastkowa włosów w celach diagnostycznych - hit czy kit?

Sam temat analizy pierwiastkowej włosów nie był mi obcy - część mojego naukowego życia związana była z analityką chemiczną i wtedy właśnie miałam pierwszy kontakt z tym zagadnieniem. Dotyczyło ono jednak oznaczania konkretnych substancji (zwykle narkotyków bądź toksyn - któż nie słyszał o poszukiwaniu śladów arszeniku we włosach Napoleona), natomiast nie spotkałam się z jego wykorzystaniem w celach diagnostycznych. Z racji, że sama nie uważam się za specjalistę od toksykologii - poprosiłam o pomoc mojego przyjaciela Pana z Całką, dzięki któremu uzyskałam lwią część informacji potrzebnych do dzisiejszego posta (za co należą mu się gorące brawa i podziękowania :)) i który w każdym momencie pracy nad nim służył mi radą oraz pomocą.

Włosy stanowią obiekt zainteresowań toksykologów i chemików sądowych. Dlaczego? Stanowią bardzo dobry materiał do badania trucizn, szczególnie metalicznych (np. tal, rtęć, arsen, ołów, kadm). Włos, jak wiadomo, rośnie w czasie, dzięki czemu wykorzystując jego segmentowanie (cięcie na odcinki i ich łączenie z odpowiednim okresem w przeszłości) możemy badać spożycie narkotyków w przeszłości nawet, jeśli np. od miesiąca dana osoba jest "czysta". 

Badania włosów mogą dać także odpowiedź na pytanie, czy dana osoba pali, czy też tylko przebywa w otoczeniu palaczy (palący mają kotyninę we włosach, niepalący - nie), czy paliła heroinę, czy jedynie przebywała wśród palących... 

Włosy to także doskonały materiał do badania stężenia alkoholu po śmierci - w krwi denata jego stężenie może wynosić np. 1 promil, co wcale nie oznacza, że zmarły wypił cokolwiek wyskokowego przed śmiercią: etanol jest produktem w reakcjach rozkładu mających początek tuż po zgonie. Jako ciekawostkę mogę podać, że w alkohologii sądowej wykorzystuje się także maź stawową i ciało szkliste oka.

Przenieśmy się jednak z zagadnień toksykologicznych do analizy pierwiastkowych włosa, które mają być podstawą ustalania profilu metabolicznego oraz stanu odżywienia organizmu i wykorzystania poszczególnych pierwiastków w ustroju. Organizm utrzymuje homeostazę(równowagę), czego odzwierciedleniem jest ustalenie równowagi pomiędzy stężeniami różnorakich substancji we krwi oraz tkankach. Tutaj dodam ważny aspekt - równowaga stężeń substancji między krwią a tkankami dotyczy tkanek żywych, a jak wiadomo - włosy czy paznokcie są martwe...

Z racji tego, że włos rośnie, w wyniku jego analizy otrzymujemy wynik uśredniony - w zależności od "długości" próbki będzie to suma danej substancji w materiale z np. tygodnia, miesiąca, roku. Poza tym szybkość wzrostu włosa (stosunkowo niewielka) nijak ma się do szybkości zmian zachodzących w organizmie na skutek różnych czynników (diety, zmiany klimatu, infekcji, stresu...).

Chemicy i toksykolodzy oczywiście próbowali znaleźć związek między zawartością pewnych substancji we włosach a występowaniem chorób, niedoborów i innych niepokojących objawów (czyli takiego związku, jaki przed laty określili badacze względem krwi, czego wynikiem jest obecnie chociażby badanie morfologiczne z podanymi normami). Wyniki uzyskane w ten sposób nie były jednak zadowalające - jedynie dla dużych grup badanych (i dodatkowo nachodzących na siebie) otrzymano w miarę sensowne zestawienia. 

Spore wątpliwości budzi także sama procedura badania.  Metody ICP-MS i ICP-OES (dla ciekawych: pierwsza metoda wykorzystuje wzbudzenie w plaźmie indukcyjnie sprzężonej z detektorem mas, druga wykorzystuje także wzbudzenie w plaźmie, ale sprzężonej indukcyjnie ze spektrometrem emisyjnym) wykorzystywane w analizie pierwiastkowej włosów są technikami skomplikowanymi. Wymagają odpowiedniego przygotowania próbki (próbki bywają "wysyłane w świat" w celu analizy - sytuacja ta budzi niepokój dotyczący tego, czy próbki w czasie podróży będą miały zapewnione odpowiednie warunki przechowywania), wzorcowania(czyli znalezienia zależności między sygnałem detektora a stężeniem danej substancji w próbce; konieczne jest przygotowanie serii roztworów zawierających dokładnie określone stężenie oznaczanej substancji) oraz usuwania interferencji (włos jest próbką złożoną, czyli składa się z wielu substancji - jedne mogą "ukrywać", maskować obecność innych i detektor nie jest w stanie ich wykryć bądź też fałszować wartość stężenia danej substancji).

Metody te charakteryzują się szeroką rozpiętością granic wykrywalności dla różnych pierwiastków, co dodatkowo utrudnia analizę. Granica wykrywalności to takie stężenie substancji, poniżej którego niemożliwe jest wykrycie jej w danej próbce z założonym prawdopodobieństwem (wyniki nie są odpowiednio dokładne i precyzyjne). 
Przykład (tym razem nieżyciowy): wyobraźmy sobie, że granica wykrywalności dla magnezu wynosi 1 mg/L, a dla wapnia - 100 mg/L. Ciężko oznaczyć je równocześnie, ponieważ z dużym prawdopodobieństwem w próbce jednego będzie za dużo, a drugiego - za mało, by otrzymać dokładne i precyzyjne wyniki.

Dodatkowo nie istnieją żadne określone i zatwierdzone normy, które umożliwiałyby interpretację uzyskanych wyników (tak jak jest w przypadku wspomnianej wcześniej morfologii).

Niektóre laboratoria świadczące tego typu usługi są laboratoriami tylko z nazwy - próbki wysyłają w świat i właściwie nie mają kontroli nad jakością przeprowadzonej analizy. 
Analizy z wykorzystaniem metod ICP-MS i ICP-OES wymagają bardzo wykwalifikowanego personelu oraz bardzo dobrze opracowanej i zwalidowanej (zoptymalizowanej - czyli z określonymi parametrami) metody. Ciężko o gwarancję, że komercyjne laboratoria analiz włosów zapewniają tak wysoki poziom usług. 
Zwykłe, pospolite laboratoria analityki medycznej (miejsca, gdzie robimy sobie podstawowe badania) przechodzą obowiązkowo kontrole jakości i audyty, a także mogą starać się o certyfikat ISO, a czy tak jest w przypadku laboratoriów analiz włosów do celów diagnostyczno-metabolicznych - nie wiadomo.

Podsumowując: analiza pierwiastkowa włosów w celu określenia profilu metabolicznego, stanu odżywienia organizmu oraz wykorzystania pewnych substancji przez organizm jest badaniem wątpliwym zarówno na poziomie samej idei, jak i wykonania - nie powinna stanowić więc decydującej formy diagnostyki. 

Naszym celem nie jest zdyskredytowanie analizy pierwiastkowej włosa, ale obiektywne przedstawienie wszystkich uzasadnionych wątpliwości co do jej zastosowania jako metody diagnostycznej.

Jaki jest Wasz stosunek do tego badania? Budzi Wasze zainteresowanie?