Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 6 (2): 119-123, 2013
ISSN: 1308-0040, E-ISSN: 2146-0132, www.nobel.gen.tr
Esansiyel Bir Komponent: Bor -Borun Günlük Alımı ve Fizyolojik Etkileri-
Zuhal UÇKUN*
Mersin Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalı, Mersin
*Sorumlu Yazar:Geliş Tarihi: 26 Mart 2013
E-posta: uckunzuhal@yahoo.comKabul Tarihi: 12 Mayıs 2013
Özet
Bor, insan ve hayvanlar için diyetle alınabilen esansiyel bir komponenttir. İnsanlar günde en az 1 mg B/gün bor almaları gerekmektedir. Yetişkinler tarafından alınabilecek üst sınır 20 mg B/gün olarak belirlenmiştir. İnsanlar bora normal koşullar altında, bor açısından en zengin gıdalar olan yeşil yapraklı sebze ve meyveler, fındık ceviz gibi sert kabuklu yemişler, baklagiller, avokado ve mantarları yiyerek maruz kalmaktadırlar. Borun akut ve kronik toksisitesinin olmasına rağmen, oksidatif stres, mikrobesin metabolizması, steroid hormon metabolizması, romatoid artrit ve beyin fonksiyonları üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Bor insan diyeti için önemli bir komponenttir.
An Essential Component: Boron - Daily Boron Intake and The Physiological Effects of Boron Abstract
Boron is an essential component in the diet of human beings and animals. People need at least 1 mg B/day intake. The upper limit that can be taken by adults is 20 mg B/day. Under normal conditions, people are exposed to eating foods rich in boron, that is, green leafy vegetables and fruits, nuts, like walnuts, legumes, avocados, and mushrooms. In spite of acute and chronic toxicity of boron, there are important effects of boron on oxidative stress, micronutrient metabolism, steroid hormone metabolism, rheumatoid arthritis, and brain functions. Boron is an important component for human diet.
GİRİŞ
Kimyasal sembolü B ile tanımlanan bor elementi periyodik sistemin III. grubun başında olup bu grubun metal olmayan yegane elementidir. Atom numarası 5 ve atom ağırlığı 10.81 olan bor elementi aslında kütle numaraları 10 (10B %19.8) ve 11 (11B % 80.2) olan iki kararlı izotopundan oluşmaktadır [1,2]. Doğada serbest olarak başka bir deyişle elemental olarak bulunmayan bor elementi daima oksijene bağlı halde bulunmaktadır ki; oksijene bağlı halde bulunan bu bileşiğe borat adı verilmektedir [1,3,4]. Bor bileşikleri arasında en basit yapıdaki bileşikler bor oksit (B2O3) ve borik asit (H3BO3) tir. Doğada yaklaşık olarak 230 çeşit bor minerali bulunmakta olup bu mineraller arasında en önemlileri yapılarında Na, Ca, ve Na-Ca bulunduranlardır. Na kökenli bor minerallerine boraks (tinkal), Ca kökenli bor minerallerine kolemanit, Na –Ca kökenli bor minerallerine ise üleksit adı verilmektedir.
Bor mineralleri ve bileşikleri çeşitli endüstri dallarında çok farklı malzeme ve ürünlerin üretiminde kullanılmaktadır. Bor ve bor ürünlerin kullanım alanlarını şu şekilde sıralamak mümkündür; Cam sanayi, seramik sanayi, nükleer sanayi, elektronik-elektrik ve bilgisayar sanayisinde, askeri-zırhlı araçlar, iletişim araçlarında, inşaat-çimento sektöründe, metalurji, enerji sektöründe, otomobil sanayinde, tekstil sektöründe, kimya sanayinde, tıp alanında (Osteoporoz tedavilerinde, alerjik hastalıklarda, psikiyatride, kemik gelişiminde ve artiritte, menopoz tedavisinde, beyin kanserlerinin tedavisinde -BNCT-, dezenfekte edicilerde, antiseptiklerde) gibi alanlardır [5]. Türkiye sahip olduğu bor rezervleri ve cevherlerinin kalitesi ile dünyanın önde gelen ülkesi konumundadır. Türkiye, dünya bor cevheri rezervlerinin %72’sine sahiptir. Borun kullanım alanlarının da geniş olması Türkiye’nin önemini daha da artırmaktadır. Bor, havada, suda ve toprakta heryerde bulunmaktadır. Bor, oldukça yüksek miktarda kasten veya kasıtlı olarak alınmadığı sürece toksik etkisi görülmemektedir. Aksine insanda bazı fonksiyonların yerine getirilmesinde önemli rol oynayan esansiyel bir komponenttir. Bu çalışma kapsamında insanların bora maruz kalma durumları, borun günlük alımı, oksidatif stres, mikrobesin metabolizması, steroid hormon metabolizması, romatoid artrit ve beyin fonksiyonları gibi önemli fizyolojik etkiler üzerine borun rolü gözden geçirilmiştir.
Çevredeki Bor ve Bora Maruziyet Yolları
Doğada genellikle borat formu şeklinde bulunan bor elementi [1] yer kabuğunda, atmosferde, denizde, toprakta, kömürde, yeraltı ve yerüstü sularında ve sedimentlerde yüksek oranda bulunmaktadır [4,6,7,8]. Yeryüzünde geniş bir alana yayılmış halde bulunan bor elementi doğada değişime uğramaz ve parçalanmaz. Ancak çevre koşullarına bağlı olarak (nem düzeyi, pH vb.) spesifik formlarına dönüşebilmektedir [9]. Doğal olarak bor, toprakta 5 –150 mg/kg [3], yerkabuğunda ortalama 10 mg/kg, deniz suyunda 0.5-9.6 mg/l konsantrasyonları arasında olup ortalama 4.6 mg/l, tatlı sularda <0.01–1.5 mg/l arasında değişen konsantrasyonlarda [10,11] ve havada <0.5-80 ng/m3 arasında değişen konsantrasyonlarda (ortalama 20 ng/m3) bor bulunmaktadır [6,12]. Bor okyanuslardan, yanardağlardan, kaplıcalardan, orman yangınlarından ve ticari olarak kullanılmasıyla atmosfere serbest olarak ulaşabilmektedir [13]. Atmosferdeki bor kaynağının % 65-85’ini okyanuslar oluştururken % 7-18’ini major antropojenik kaynaklar oluşturmaktadır [13]. Her yıl atmosfere yaklaşık olarak 1.8 ile 5.3 milyon/kg bor serbest olarak bırakılmaktadır [14]. Denizler, yanardağlar ve kaplıcalar başta olmak üzere kayalardan, topraklardan, yer altı ve yerüstü sularından, ticari kullanımından ve atıklardan çevresel komponentlere ulaşan bora insanlar; hava ve sudaki bor mineralleriyle temas ederek, bor yatakları bakımından zengin havzalardaki yeraltı ve yerüstü sularını kullanarak, maden ocaklarında ve fabrikalarda çalışarak, bor içeren kimyasal maddeleri ve ürünleri kullanarak ve bor bakımından zengin yiyecek ve içecekleri alarak maruz kalmaktadırlar.
Borun Günlük olarak Alımı
İnsanlar, bora en fazla gıda ve içme suyu ile maruz kalmaktadırlar [3,6,7]. Gıda ile bora maruz kalma su ile maruz kalmaya göre daha fazla önem taşımaktadır. Yüksek oranda bor içeren yiyecekler; yeşil yapraklı sebze ve meyveler, fındık ceviz gibi sert kabuklu yemişler, baklagiller, avokado ve mantarlardır. Şarap, elma şarabı ve bira gibi içecekler de yüksek oranda bor içeren içeceklerdir. Et, balık, süt ve süt ürünleri gibi gıdalar da nispeten düşük oranda bor içeren gıdalardır [6,7,15].
Kurutulmuş meyveler, baklagiller, fındık-ceviz gibi sert kabuklu yemişler ve avokado 1.0-4.5 mg bor/100 g; taze meyve ve sebzeler ve bal 0.1-0.6 mg bor/100 g; et, balık, süt ve süt ürünleri 0.01-0.06 mg bor/100 g miktarlarında bor içermektedirler [16,17,18]. Diyet ile alınabilecek bor miktarı ülkeler arasında farklılık göstermektedir. Bu farklılık bireyler arasında da görülmektedir (Çizelge 1). Türkiye'de, Korkmaz ve ark. (2007) tarafından yapılan çalışmada ortalama günlük bor alımın, bor bakımından zengin alanlarda (> 2.0 mg/l) çalışan 66 erkek için 6.77 mg/gün olduğu, kontrol grubu için ise 1.26 mg/gün olduğu tespit edilmiştir [24].
Diyet ile alınan günlük bor miktarı, ülke ve cinsiyet bazında farklılıklar göstermesine rağmen, ortalama alınan bor miktarı 1.5-3.0 mg B/gün olarak belirlenmiştir [17,25]. Gıda haricinde su, hava ve kozmetik ürünlerle de bora maruz kalabilen insanlar, içme suyundan günde 0.2-0.6 mg bor; havadan günde 0.44 μg bor ve kozmetik ürünlerden maksimum 0.47 mg bor alabilmektedirler [6,7,8,12]. Tüm bu değerlerin toplanmasıyla elde edilecek olan değer aşağıda The Food and Nutrition Board of the Institute of Medicine (2001) [26] ve The Institute of Medicine (IOM, 2002) [27] tarafından açıklanan değerden daha yüksek bir değer olmamakla birlikte insanın alması gereken doz aralığında bulunmaktadır. Bundan dolayı insanlar normal koşullar altında bora maruz kaldıklarında herhangi bir toksik etki oluşturmaz sonucuna ulaşabilir. Bor alımı insan metabolizmasına ve yaşına göre de değişiklik göstermektedir. Örneğin, 0-6 aylık bebeklerin bor alımı 0.75 ± 0.14 mg/gün, 51-70 yaş arasındaki erkekler için 1.34 ± 0.02 mg/gün, emziren anneler için ise bu değer 1.39 ± 0.16 mg/gün dür [26]. The Food and Nutrition Board of The Institute of Medicine (2001) [26] ve The Institute of Medicine (IOM, 2002) [27], borun yetişkinler tarafından alınabilecek üst sınırını 20 mg B/gün olarak açıklamışlardır.
Borun Fizyolojik Etkileri
Araştırmacılar tarafından yapılmış çalışmalar neticesinde, borun insan ve hayvanlar için diyetle alınabilen esansiyel bir komponent olduğu gösterilmiştir [6,17,28,29] ki; Nielsen (1992), insanların günde en az 1 mg bor almaları gerektiğini açıklamıştır [30]. Borun fizyolojik etkilerini öğrenmek amacıyla; borun
• Oksidatif stress üzerine olan etkileri • Mikrobesin metabolizması üzerine olan etkileri • Steroid hormon metabolizması üzerine olan etkileri • Romatoid artrit üzerine olan etkileri
• Beyin fonksiyonları üzerine olan etkileri ile ilgili çalışmalar yapılmıştır.
Çizelge 1. Ülke ve cinsiyete göre borun günlük alımı
Borun Oksidatif Stress Üzerine olan Etkileri
Süperoksit radikali (O2.-), hidroksil radikali (HO.) ve hidrojen peroksit (H2O2) gibi reaktif oksijen radikalleri hücrelerde detoksifiye edilemeyecek kadar fazla miktarda oluştuklarında hücrelerde oksidatif stress meydana gelmektedir [31]. Reaktif oksijen radikalleri hücredeki DNA, lipit ve protein gibi makromoleküllerle etkileşerek irreversibl bozukluklara neden olmaktadır [31]. Hücrelerde reaktif oksijen radikallerini detoksifiye edebilen önemli antioksidanlar bulunmaktadır. Bu antioksidanlardan olan indirgenmiş glutatyon (GSH), oksidatif stres ortamında hızlıca oksitlenerek miktarı azalır [32]. Oksitlenmiş glutatyonun (GSSG) yeniden indirgenmesi için nikotinamid adenin dinükleotid fosfata (NADPH) gereksinim duyulmaktadır. Borun buradaki etkin rolü NADPH seviyelerinin düzenlenmesinde olmaktadır [17]. NADPH, hücrelerde indirgenmiş glutatyon (GSH) miktarını artırarak oksidatif stresi ve buna bağlı olarak oluşabilecek oksidatif hasarı azaltmaktadır.
BorunMikrobesin Metabolizması Üzerine olan Etkileri
Bor kalsiyum, fosfor, vitamin D, magnezyum, molibden, alüminyum gibi çeşitli mikrobesinlerin metabolizmasında regulatör bir rol oynamaktadır [17]. Bor özellikle sağlıklı bir kemik yapısının oluşmasında son derece önemli rol oynayan magnezyum, vitamin D, fosfor, kalsiyum minerallerinin metabolizmasını olumlu yönde etkilemektedir [6,17,33,34]. Menapoz sonrası osteoporoz görülen kadınların serumlarındaki kalsitonin seviyeleri diğer insanlara göre daha yüksek seviyede bulunmaktadır. Serumda kalsitonin seviyelerin yüksek olması kalsiyum atılımını artırmaktadır. Bor günlük olarak yeterli miktarda alındığında serumdaki kalsitonin seviyesi düşmekte ve buna bağlı olarak da kalsiyum kaybı azalmaktadır [17,34,35]. Borun mikrobesin metabolizmasını olumlu yönde etkilemesi ve serumdaki kalsitonin seviyesini düşürmesi borun osteoporoz oluşumunun önlenmesinde önemli bir rol oynayabileceğini göstermektedir [17,34,35].
Borun Steroid Hormon Metabolizması Üzerine Olan Etkileri
Yapılmış çalışmalar sonucunda borun steroid hormon metabolizmasını olumlu yönde etkilediği görülmüştür [17,20,25,36]. Bor, hidroksilasyon reaksiyonları ile steroid hormon metabolizmasını etkileyerek bu hormonların hızlı bir şekilde degradasyona uğramasını önlemektedir [17,18,34]. Steroid metabolizması ile ilgili Nielsen ve ark. (1987) tarafından yapılmış çalışmada menopoz sonrası dönemde 7 hafta boyunca günde 3 mg bor kullanan kadınlarda 17-ß estradiol hormonun önemli oranda arttığı gözlenmiştir [25]. Steroid hormon seviyelerin yükselmesi kalsiyum atılımını azaltmaktadır. Dolayısıyla, borun günlük olarak yeterli miktarda alınması osteoporoz görülen kadınlar için büyük önem taşımaktadır [17].
Borun Romatoid Artrit Üzerine Olan Etkileri
Bor, T hücrelerinin aktivitesini azaltarak ve serumdaki antikor konsantrasyonlarını düzenleyerek artirit sonucu oluşacak olumsuz etkileri azaltmaktadır [17,18]. Romatoid artrit ile ilgili yapılan çalışmalarda içme suyunda, toprakta, meyve ve sebzelerde daha yüksek oranda bor içeren bölgelerde gözlenen artrit vakalarının bor konsantrasyonu daha düşük olan bölgelere göre daha az olduğu bildirilmiştir
[17,34,37].
Borun Beyin Fonksiyonları Üzerine Olan Etkileri
Düşük miktarda bor alımı; el-göz koordinasyonu, algıma, dikkat, kısa ve uzun sürede olayları ve durumları hatırlama gibi performanslar, yüksek miktarda bor alındığında görülen performansa göre daha zayıf olmaktadır [17,18,34,38]. İnsanlarda yapılan ölçümlerle diyetle alınan bor miktarı azaltıldığında elekroensefalogram (EEG) aktivitesinin de azaldığı gözlenmiştir [6,17,29].
Bor yeterli miktarda alınması ile;
• Serumdaki kalsitonin seviyesi düşmekte
• Steroid hormonların (östrojen, testosteron) konsantrasyonları yükselmekte
• Yukarıdaki her iki duruma bağlı olarak plazmadaki kalsiyum seviyesi yükselirken atılımı azalmakta
• Magnezyum ve vitamin D’ nin eksikliği sonucu oluşacak olumsuz etkiler indirgenmektedir.
Tüm bu sonuçlar özellikle osteoporoz görülen kadınlarda kemik yapısını korumada önemli rol oynayan minerallerin seviyelerinin yükselmesinde çok büyük etkileri bulunmaktadır [17].
Bor antioksidant özelliği ile ateroskleroz hastalığının önlenmesinde de etkili bir rol oynamaktadır [17,36].
Bor Toksisitesi
İnsan ve hayvanlarda borik asit, kısa süre içinde vücuttan uzaklaştırıldığından toksik etkisini ancak yüksek dozda maruz kalındığında göstermektedir [17]. Borun tek doz olarak alındığında öldürücü olma olasılığı oldukça düşüktür. Ancak bireylerde kan dolaşım bozukluğu, böbrek yetmezliği bulunuyor ise ölüm, yüksek doz alındıktan sonra birkaç gün içinde görülebilir [17].Bor zehirlenmesi ile ilgili 2 spesifik vaka bulunmaktadır; Birinci vaka raporunda, 34 haftalık hamile bir kadının kazara 70 gr borik asidi oral yolla alması sonucu 2 saat içinde düşük yaptığı bildirilmiştir. Fetüsün kalp durması ve dolaşım bozukluğu sonucu öldüğü düşünülmektedir [39].
İkinci vaka raporunda ise 24 gr üzerinde borik asit alarak intihar girişiminde bulunan 44 yaşındaki bir kadında borik asidi alımından sonra 2 gün boyunca eksfolyatif dermatit ve mide bulantısı görüldüğü ve sıvı terapisiyle hastanın kurtarıldığı bildirilmiştir [39].
Borik asidin rapor edilen en düşük letal dozu; oral maruziyette 640 mg/kg; dermal maruziyette 8600 mg/kg; intravenöz injeksiyon ile 29 mg/kg olarak bildirilmiştir [1,6,40]. Oral olarak borik aside maruz kalındığında borik asidin potensiyel letal dozu genellikle yetişkinler için 15-20 gr, çocuklar için 5-6 gr ve bebekler için 2-3 gr olarak bildirilmiştir [1,6,7]. Bora akut olarak maruz kalındığında kusma, mide bulantısı, ishal ve karın ağrısı başta olmak üzere konvülsiyon, yüksek ateş, merkezi sinir sisteminde bozukluk, renal tübüllerde hasar, deride kızarıklık, sarılık ve karaciğer fonksiyonunda anormallikler gibi semptomlar görülürken kronik olarak maruz kalındığında anoreksi, halsizlik, anemi, alopesi, dermatit, konvülsiyon ve gastrointestinal rahatsızlık gibi semptomlar görülmektedir [1,18,34]. Bor yetersizliği olumsuz sonuçlara neden olurken yüksek miktarda bora maruz kalmak toksisiteye neden olmaktadır.
SONUÇ
Yapılan çalışmalar sonucunda, bor yüksek dozda alınmadığı sürece normal koşullar altında insan sağlığı için gerekli olduğu söylenebilir. Bor mineralleri ve bor türevleri kendilerine özgü birçok özelliğe sahip olmaları nedeniyle bunların yerlerinin doldurulması çok mümkün olamamaktadır
[41].
Son yıllarda, borun reprodüktif ve gelişim toksisitesi üzerinde durulmaktadır. Ancak yapılan çalışmalar sonucunda bugünkü düzeyleriyle kaldıkları sürece bor ve bor bileşiklerinin böyle bir etkilerinin olmadığı sonucuna varılmaktadır [42,43,44-46].
Bor, insanda bazı fizyolojik fonksiyonların yerine getirilmesinde önemli rol oynayan esansiyel bir komponenttir.
KAYNAKLAR
[1] U.S. EPA. 2004. Toxicology review of boron and compounds in support of summary information on integrated risk information (IRIS). National Center for Environmental Assessment, Washington, DC.
ISSN: 1308-0040, E-ISSN: 2146-0132, www.nobel.gen.tr
Esansiyel Bir Komponent: Bor -Borun Günlük Alımı ve Fizyolojik Etkileri-
Zuhal UÇKUN*
Mersin Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalı, Mersin
*Sorumlu Yazar:Geliş Tarihi: 26 Mart 2013
E-posta: uckunzuhal@yahoo.comKabul Tarihi: 12 Mayıs 2013
Özet
Bor, insan ve hayvanlar için diyetle alınabilen esansiyel bir komponenttir. İnsanlar günde en az 1 mg B/gün bor almaları gerekmektedir. Yetişkinler tarafından alınabilecek üst sınır 20 mg B/gün olarak belirlenmiştir. İnsanlar bora normal koşullar altında, bor açısından en zengin gıdalar olan yeşil yapraklı sebze ve meyveler, fındık ceviz gibi sert kabuklu yemişler, baklagiller, avokado ve mantarları yiyerek maruz kalmaktadırlar. Borun akut ve kronik toksisitesinin olmasına rağmen, oksidatif stres, mikrobesin metabolizması, steroid hormon metabolizması, romatoid artrit ve beyin fonksiyonları üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Bor insan diyeti için önemli bir komponenttir.
An Essential Component: Boron - Daily Boron Intake and The Physiological Effects of Boron Abstract
Boron is an essential component in the diet of human beings and animals. People need at least 1 mg B/day intake. The upper limit that can be taken by adults is 20 mg B/day. Under normal conditions, people are exposed to eating foods rich in boron, that is, green leafy vegetables and fruits, nuts, like walnuts, legumes, avocados, and mushrooms. In spite of acute and chronic toxicity of boron, there are important effects of boron on oxidative stress, micronutrient metabolism, steroid hormone metabolism, rheumatoid arthritis, and brain functions. Boron is an important component for human diet.
GİRİŞ
Kimyasal sembolü B ile tanımlanan bor elementi periyodik sistemin III. grubun başında olup bu grubun metal olmayan yegane elementidir. Atom numarası 5 ve atom ağırlığı 10.81 olan bor elementi aslında kütle numaraları 10 (10B %19.8) ve 11 (11B % 80.2) olan iki kararlı izotopundan oluşmaktadır [1,2]. Doğada serbest olarak başka bir deyişle elemental olarak bulunmayan bor elementi daima oksijene bağlı halde bulunmaktadır ki; oksijene bağlı halde bulunan bu bileşiğe borat adı verilmektedir [1,3,4]. Bor bileşikleri arasında en basit yapıdaki bileşikler bor oksit (B2O3) ve borik asit (H3BO3) tir. Doğada yaklaşık olarak 230 çeşit bor minerali bulunmakta olup bu mineraller arasında en önemlileri yapılarında Na, Ca, ve Na-Ca bulunduranlardır. Na kökenli bor minerallerine boraks (tinkal), Ca kökenli bor minerallerine kolemanit, Na –Ca kökenli bor minerallerine ise üleksit adı verilmektedir.
Bor mineralleri ve bileşikleri çeşitli endüstri dallarında çok farklı malzeme ve ürünlerin üretiminde kullanılmaktadır. Bor ve bor ürünlerin kullanım alanlarını şu şekilde sıralamak mümkündür; Cam sanayi, seramik sanayi, nükleer sanayi, elektronik-elektrik ve bilgisayar sanayisinde, askeri-zırhlı araçlar, iletişim araçlarında, inşaat-çimento sektöründe, metalurji, enerji sektöründe, otomobil sanayinde, tekstil sektöründe, kimya sanayinde, tıp alanında (Osteoporoz tedavilerinde, alerjik hastalıklarda, psikiyatride, kemik gelişiminde ve artiritte, menopoz tedavisinde, beyin kanserlerinin tedavisinde -BNCT-, dezenfekte edicilerde, antiseptiklerde) gibi alanlardır [5]. Türkiye sahip olduğu bor rezervleri ve cevherlerinin kalitesi ile dünyanın önde gelen ülkesi konumundadır. Türkiye, dünya bor cevheri rezervlerinin %72’sine sahiptir. Borun kullanım alanlarının da geniş olması Türkiye’nin önemini daha da artırmaktadır. Bor, havada, suda ve toprakta heryerde bulunmaktadır. Bor, oldukça yüksek miktarda kasten veya kasıtlı olarak alınmadığı sürece toksik etkisi görülmemektedir. Aksine insanda bazı fonksiyonların yerine getirilmesinde önemli rol oynayan esansiyel bir komponenttir. Bu çalışma kapsamında insanların bora maruz kalma durumları, borun günlük alımı, oksidatif stres, mikrobesin metabolizması, steroid hormon metabolizması, romatoid artrit ve beyin fonksiyonları gibi önemli fizyolojik etkiler üzerine borun rolü gözden geçirilmiştir.
Çevredeki Bor ve Bora Maruziyet Yolları
Doğada genellikle borat formu şeklinde bulunan bor elementi [1] yer kabuğunda, atmosferde, denizde, toprakta, kömürde, yeraltı ve yerüstü sularında ve sedimentlerde yüksek oranda bulunmaktadır [4,6,7,8]. Yeryüzünde geniş bir alana yayılmış halde bulunan bor elementi doğada değişime uğramaz ve parçalanmaz. Ancak çevre koşullarına bağlı olarak (nem düzeyi, pH vb.) spesifik formlarına dönüşebilmektedir [9]. Doğal olarak bor, toprakta 5 –150 mg/kg [3], yerkabuğunda ortalama 10 mg/kg, deniz suyunda 0.5-9.6 mg/l konsantrasyonları arasında olup ortalama 4.6 mg/l, tatlı sularda <0.01–1.5 mg/l arasında değişen konsantrasyonlarda [10,11] ve havada <0.5-80 ng/m3 arasında değişen konsantrasyonlarda (ortalama 20 ng/m3) bor bulunmaktadır [6,12]. Bor okyanuslardan, yanardağlardan, kaplıcalardan, orman yangınlarından ve ticari olarak kullanılmasıyla atmosfere serbest olarak ulaşabilmektedir [13]. Atmosferdeki bor kaynağının % 65-85’ini okyanuslar oluştururken % 7-18’ini major antropojenik kaynaklar oluşturmaktadır [13]. Her yıl atmosfere yaklaşık olarak 1.8 ile 5.3 milyon/kg bor serbest olarak bırakılmaktadır [14]. Denizler, yanardağlar ve kaplıcalar başta olmak üzere kayalardan, topraklardan, yer altı ve yerüstü sularından, ticari kullanımından ve atıklardan çevresel komponentlere ulaşan bora insanlar; hava ve sudaki bor mineralleriyle temas ederek, bor yatakları bakımından zengin havzalardaki yeraltı ve yerüstü sularını kullanarak, maden ocaklarında ve fabrikalarda çalışarak, bor içeren kimyasal maddeleri ve ürünleri kullanarak ve bor bakımından zengin yiyecek ve içecekleri alarak maruz kalmaktadırlar.
Borun Günlük olarak Alımı
İnsanlar, bora en fazla gıda ve içme suyu ile maruz kalmaktadırlar [3,6,7]. Gıda ile bora maruz kalma su ile maruz kalmaya göre daha fazla önem taşımaktadır. Yüksek oranda bor içeren yiyecekler; yeşil yapraklı sebze ve meyveler, fındık ceviz gibi sert kabuklu yemişler, baklagiller, avokado ve mantarlardır. Şarap, elma şarabı ve bira gibi içecekler de yüksek oranda bor içeren içeceklerdir. Et, balık, süt ve süt ürünleri gibi gıdalar da nispeten düşük oranda bor içeren gıdalardır [6,7,15].
Kurutulmuş meyveler, baklagiller, fındık-ceviz gibi sert kabuklu yemişler ve avokado 1.0-4.5 mg bor/100 g; taze meyve ve sebzeler ve bal 0.1-0.6 mg bor/100 g; et, balık, süt ve süt ürünleri 0.01-0.06 mg bor/100 g miktarlarında bor içermektedirler [16,17,18]. Diyet ile alınabilecek bor miktarı ülkeler arasında farklılık göstermektedir. Bu farklılık bireyler arasında da görülmektedir (Çizelge 1). Türkiye'de, Korkmaz ve ark. (2007) tarafından yapılan çalışmada ortalama günlük bor alımın, bor bakımından zengin alanlarda (> 2.0 mg/l) çalışan 66 erkek için 6.77 mg/gün olduğu, kontrol grubu için ise 1.26 mg/gün olduğu tespit edilmiştir [24].
Diyet ile alınan günlük bor miktarı, ülke ve cinsiyet bazında farklılıklar göstermesine rağmen, ortalama alınan bor miktarı 1.5-3.0 mg B/gün olarak belirlenmiştir [17,25]. Gıda haricinde su, hava ve kozmetik ürünlerle de bora maruz kalabilen insanlar, içme suyundan günde 0.2-0.6 mg bor; havadan günde 0.44 μg bor ve kozmetik ürünlerden maksimum 0.47 mg bor alabilmektedirler [6,7,8,12]. Tüm bu değerlerin toplanmasıyla elde edilecek olan değer aşağıda The Food and Nutrition Board of the Institute of Medicine (2001) [26] ve The Institute of Medicine (IOM, 2002) [27] tarafından açıklanan değerden daha yüksek bir değer olmamakla birlikte insanın alması gereken doz aralığında bulunmaktadır. Bundan dolayı insanlar normal koşullar altında bora maruz kaldıklarında herhangi bir toksik etki oluşturmaz sonucuna ulaşabilir. Bor alımı insan metabolizmasına ve yaşına göre de değişiklik göstermektedir. Örneğin, 0-6 aylık bebeklerin bor alımı 0.75 ± 0.14 mg/gün, 51-70 yaş arasındaki erkekler için 1.34 ± 0.02 mg/gün, emziren anneler için ise bu değer 1.39 ± 0.16 mg/gün dür [26]. The Food and Nutrition Board of The Institute of Medicine (2001) [26] ve The Institute of Medicine (IOM, 2002) [27], borun yetişkinler tarafından alınabilecek üst sınırını 20 mg B/gün olarak açıklamışlardır.
Borun Fizyolojik Etkileri
Araştırmacılar tarafından yapılmış çalışmalar neticesinde, borun insan ve hayvanlar için diyetle alınabilen esansiyel bir komponent olduğu gösterilmiştir [6,17,28,29] ki; Nielsen (1992), insanların günde en az 1 mg bor almaları gerektiğini açıklamıştır [30]. Borun fizyolojik etkilerini öğrenmek amacıyla; borun
• Oksidatif stress üzerine olan etkileri • Mikrobesin metabolizması üzerine olan etkileri • Steroid hormon metabolizması üzerine olan etkileri • Romatoid artrit üzerine olan etkileri
• Beyin fonksiyonları üzerine olan etkileri ile ilgili çalışmalar yapılmıştır.
Çizelge 1. Ülke ve cinsiyete göre borun günlük alımı
| Diyet ile alınan |
||||
| Ülke | Cinsiyet | bor miktarı |
Kaynak |
|
| (mg B/gün) |
||||
| Kanada | Kadın | 1.33 ±0.13 |
[19] |
|
| Avustralya | Kadın | 2.16 ± 1.10 |
[20] |
|
| ABD | Kadın | 0.89 ±0.57 |
[21] |
|
| Almanya | Kadın | 1.62 ± 0.76 |
[21] |
|
| İngiltere | Kadın | 1.14 ± 0.55 |
[21] |
|
| Meksiko | Kadın | 1.75 ± 0.48 |
[21] |
|
| Kenya | Kadın | 1.80 ± 0.49 |
[21] |
|
| Mısır | Kadın | 1.24 ± 0.40 |
[21] |
|
| ABD | Erkek | 1.52 ±0.38 |
[22] |
|
| ABD | Erkek | 1.21 ±0.07 |
[23] |
|
| Avustralya | Erkek | 2.28 ±1.30 |
[20] |
|
| ABD | Erkek | 1.11 ± 0.69 |
[21] |
|
| Almanya | Erkek | 1.72 ± 0.47 |
[21] |
|
| İngiltere | Erkek | 1.30 ± 0.63 |
[21] |
|
| Meksika | Erkek | 2.12 ± 0.69 |
[21] |
|
| Kenya | Erkek | 1.95 ± 0.57 |
[21] |
|
| Mısır | Erkek | 1.31 ± 0.50 |
[21] |
Süperoksit radikali (O2.-), hidroksil radikali (HO.) ve hidrojen peroksit (H2O2) gibi reaktif oksijen radikalleri hücrelerde detoksifiye edilemeyecek kadar fazla miktarda oluştuklarında hücrelerde oksidatif stress meydana gelmektedir [31]. Reaktif oksijen radikalleri hücredeki DNA, lipit ve protein gibi makromoleküllerle etkileşerek irreversibl bozukluklara neden olmaktadır [31]. Hücrelerde reaktif oksijen radikallerini detoksifiye edebilen önemli antioksidanlar bulunmaktadır. Bu antioksidanlardan olan indirgenmiş glutatyon (GSH), oksidatif stres ortamında hızlıca oksitlenerek miktarı azalır [32]. Oksitlenmiş glutatyonun (GSSG) yeniden indirgenmesi için nikotinamid adenin dinükleotid fosfata (NADPH) gereksinim duyulmaktadır. Borun buradaki etkin rolü NADPH seviyelerinin düzenlenmesinde olmaktadır [17]. NADPH, hücrelerde indirgenmiş glutatyon (GSH) miktarını artırarak oksidatif stresi ve buna bağlı olarak oluşabilecek oksidatif hasarı azaltmaktadır.
BorunMikrobesin Metabolizması Üzerine olan Etkileri
Bor kalsiyum, fosfor, vitamin D, magnezyum, molibden, alüminyum gibi çeşitli mikrobesinlerin metabolizmasında regulatör bir rol oynamaktadır [17]. Bor özellikle sağlıklı bir kemik yapısının oluşmasında son derece önemli rol oynayan magnezyum, vitamin D, fosfor, kalsiyum minerallerinin metabolizmasını olumlu yönde etkilemektedir [6,17,33,34]. Menapoz sonrası osteoporoz görülen kadınların serumlarındaki kalsitonin seviyeleri diğer insanlara göre daha yüksek seviyede bulunmaktadır. Serumda kalsitonin seviyelerin yüksek olması kalsiyum atılımını artırmaktadır. Bor günlük olarak yeterli miktarda alındığında serumdaki kalsitonin seviyesi düşmekte ve buna bağlı olarak da kalsiyum kaybı azalmaktadır [17,34,35]. Borun mikrobesin metabolizmasını olumlu yönde etkilemesi ve serumdaki kalsitonin seviyesini düşürmesi borun osteoporoz oluşumunun önlenmesinde önemli bir rol oynayabileceğini göstermektedir [17,34,35].
Borun Steroid Hormon Metabolizması Üzerine Olan Etkileri
Yapılmış çalışmalar sonucunda borun steroid hormon metabolizmasını olumlu yönde etkilediği görülmüştür [17,20,25,36]. Bor, hidroksilasyon reaksiyonları ile steroid hormon metabolizmasını etkileyerek bu hormonların hızlı bir şekilde degradasyona uğramasını önlemektedir [17,18,34]. Steroid metabolizması ile ilgili Nielsen ve ark. (1987) tarafından yapılmış çalışmada menopoz sonrası dönemde 7 hafta boyunca günde 3 mg bor kullanan kadınlarda 17-ß estradiol hormonun önemli oranda arttığı gözlenmiştir [25]. Steroid hormon seviyelerin yükselmesi kalsiyum atılımını azaltmaktadır. Dolayısıyla, borun günlük olarak yeterli miktarda alınması osteoporoz görülen kadınlar için büyük önem taşımaktadır [17].
Borun Romatoid Artrit Üzerine Olan Etkileri
Bor, T hücrelerinin aktivitesini azaltarak ve serumdaki antikor konsantrasyonlarını düzenleyerek artirit sonucu oluşacak olumsuz etkileri azaltmaktadır [17,18]. Romatoid artrit ile ilgili yapılan çalışmalarda içme suyunda, toprakta, meyve ve sebzelerde daha yüksek oranda bor içeren bölgelerde gözlenen artrit vakalarının bor konsantrasyonu daha düşük olan bölgelere göre daha az olduğu bildirilmiştir
[17,34,37].
Borun Beyin Fonksiyonları Üzerine Olan Etkileri
Düşük miktarda bor alımı; el-göz koordinasyonu, algıma, dikkat, kısa ve uzun sürede olayları ve durumları hatırlama gibi performanslar, yüksek miktarda bor alındığında görülen performansa göre daha zayıf olmaktadır [17,18,34,38]. İnsanlarda yapılan ölçümlerle diyetle alınan bor miktarı azaltıldığında elekroensefalogram (EEG) aktivitesinin de azaldığı gözlenmiştir [6,17,29].
Bor yeterli miktarda alınması ile;
• Serumdaki kalsitonin seviyesi düşmekte
• Steroid hormonların (östrojen, testosteron) konsantrasyonları yükselmekte
• Yukarıdaki her iki duruma bağlı olarak plazmadaki kalsiyum seviyesi yükselirken atılımı azalmakta
• Magnezyum ve vitamin D’ nin eksikliği sonucu oluşacak olumsuz etkiler indirgenmektedir.
Tüm bu sonuçlar özellikle osteoporoz görülen kadınlarda kemik yapısını korumada önemli rol oynayan minerallerin seviyelerinin yükselmesinde çok büyük etkileri bulunmaktadır [17].
Bor antioksidant özelliği ile ateroskleroz hastalığının önlenmesinde de etkili bir rol oynamaktadır [17,36].
Bor Toksisitesi
İnsan ve hayvanlarda borik asit, kısa süre içinde vücuttan uzaklaştırıldığından toksik etkisini ancak yüksek dozda maruz kalındığında göstermektedir [17]. Borun tek doz olarak alındığında öldürücü olma olasılığı oldukça düşüktür. Ancak bireylerde kan dolaşım bozukluğu, böbrek yetmezliği bulunuyor ise ölüm, yüksek doz alındıktan sonra birkaç gün içinde görülebilir [17].Bor zehirlenmesi ile ilgili 2 spesifik vaka bulunmaktadır; Birinci vaka raporunda, 34 haftalık hamile bir kadının kazara 70 gr borik asidi oral yolla alması sonucu 2 saat içinde düşük yaptığı bildirilmiştir. Fetüsün kalp durması ve dolaşım bozukluğu sonucu öldüğü düşünülmektedir [39].
İkinci vaka raporunda ise 24 gr üzerinde borik asit alarak intihar girişiminde bulunan 44 yaşındaki bir kadında borik asidi alımından sonra 2 gün boyunca eksfolyatif dermatit ve mide bulantısı görüldüğü ve sıvı terapisiyle hastanın kurtarıldığı bildirilmiştir [39].
Borik asidin rapor edilen en düşük letal dozu; oral maruziyette 640 mg/kg; dermal maruziyette 8600 mg/kg; intravenöz injeksiyon ile 29 mg/kg olarak bildirilmiştir [1,6,40]. Oral olarak borik aside maruz kalındığında borik asidin potensiyel letal dozu genellikle yetişkinler için 15-20 gr, çocuklar için 5-6 gr ve bebekler için 2-3 gr olarak bildirilmiştir [1,6,7]. Bora akut olarak maruz kalındığında kusma, mide bulantısı, ishal ve karın ağrısı başta olmak üzere konvülsiyon, yüksek ateş, merkezi sinir sisteminde bozukluk, renal tübüllerde hasar, deride kızarıklık, sarılık ve karaciğer fonksiyonunda anormallikler gibi semptomlar görülürken kronik olarak maruz kalındığında anoreksi, halsizlik, anemi, alopesi, dermatit, konvülsiyon ve gastrointestinal rahatsızlık gibi semptomlar görülmektedir [1,18,34]. Bor yetersizliği olumsuz sonuçlara neden olurken yüksek miktarda bora maruz kalmak toksisiteye neden olmaktadır.
SONUÇ
Yapılan çalışmalar sonucunda, bor yüksek dozda alınmadığı sürece normal koşullar altında insan sağlığı için gerekli olduğu söylenebilir. Bor mineralleri ve bor türevleri kendilerine özgü birçok özelliğe sahip olmaları nedeniyle bunların yerlerinin doldurulması çok mümkün olamamaktadır
[41].
Son yıllarda, borun reprodüktif ve gelişim toksisitesi üzerinde durulmaktadır. Ancak yapılan çalışmalar sonucunda bugünkü düzeyleriyle kaldıkları sürece bor ve bor bileşiklerinin böyle bir etkilerinin olmadığı sonucuna varılmaktadır [42,43,44-46].
Bor, insanda bazı fizyolojik fonksiyonların yerine getirilmesinde önemli rol oynayan esansiyel bir komponenttir.
KAYNAKLAR
[1] U.S. EPA. 2004. Toxicology review of boron and compounds in support of summary information on integrated risk information (IRIS). National Center for Environmental Assessment, Washington, DC.
Yorum yap