Czym jest kobalt i jak może objawiać się niedobór tego pierwiastka w organizmie?

Czym jest kobalt i gdzie występuje?

Kobalt jest pierwiastkiem śladowym. Jego symbol w układzie okresowym to Co. Ten lśniący, srebrzysty metal występuje w skorupie ziemskiej w minerałach siarczkowych i arsenkowych oraz w minerałach tlenkowych miedzi, żelaza i niklu.

Największe złoża tego pierwiastka występują w Afryce. Rudy kobaltu są potrzebne do wytwarzania różnych stopów, służących do produkcji zaworów i pierścieni silnikowych, do wyrobu szybkotnących stali narzędziowych i do pokrywania innych metali ze względu na odporność na korozję.

Kobalt służy do wyrobu endoprotez i implantów, np. biodrowych. Jest obecny w farbach stosowanych do malowania porcelany, w środkach czyszczących i cemencie, w sztucznej biżuterii i klamrach do pasków. Jest składnikiem elektrod akumulatorów litowo-jonowych.

Ten mikroelement jest niezbędny w organizmie człowieka, ponieważ stanowi atom centralny witaminy B12. Z tego powodu bywa używany jako środek dopingujący.

Kobalt w jedzeniu i używkach

Kobalt jest obecny w jedzeniu i używkach. Produktami bogatymi w kobalt są zielone warzywa:

• szpinak,
• brokuły,
• jarmuż,
• sałata,
• kapusta.

Występuje także w:

• zbożach i produktach zbożowych,
• roślinach strączkowych,
• świeżych i suszonych owocach,
• orzechach,
• nasionach (w tym w nasionach kawy),
• mleku i przetworach mlecznych,
• jajach,
• produktach mięsnych,
• rybach i owocach morza,
• ziemniakach,
• słodyczach,
• olejach,
• tłuszczach,
• napojach.

Kobalt można również znaleźć w e-papierosach, liquidach i piwie.

Kobalt w kosmetykach

Kobalt może być obecny w kosmetykach, jako barwnik lub trudne do uniknięcia zanieczyszczenie. Prawo unijne pozwala na obecność kobaltu w produktach kosmetycznych pod pewnymi warunkami.

Błękit kobaltowy (glinian kobaltu, Al₂CoO₄) jest używany jako niebieski barwnik głównie:

• w cieniach do powiek,
• w farbach do włosów,
• jako barwnik do tatuażu,
• w tuszach do rzęs,
• w lakierach do paznokci,
• w kosmetykach kolorowych do ust (szminkach, błyszczykach do ust),
• w podkładach,
• w pudrach,
• w bazach pod makijaż.     

Należy podkreślić, że stosowanie innych soli kobaltu, kobaltu metalicznego oraz benzenosulfonianu kobaltu w kosmetykach jest zabronione. Numer CI 77346 oznacza obecność kobaltu w produktach kosmetycznych. Należy mieć świadomość, że pierwiastek ten może powodować alergie kontaktowe.    

Usunięcie tego metalu, znajdującego się w ilościach śladowych w surowcach, jest bardzo ciężkie podczas produkcji preparatów gotowych. Kobalt wykryto w surowcach używanych do produkcji kosmetyków naturalnych i kolorowych oraz w gotowych mydłach i kremach do twarzy, a także w szamponach i w większych stężeniach w pomadach do włosów.

Obecność kobaltu w kosmetykach pochodzenia naturalnego nie dziwi, bo łatwo ją wytłumaczyć występowaniem tego pierwiastka w różnych minerałach w skorupie ziemskiej.

Jednym z surowców używanych do produkcji kosmetyków pochodzenia naturalnego (takich jak balsamy do ciała, kremy do rąk, mydła, maseczki do twarzy itp.) jest błoto z Morza Martwego. Stężenie kobaltu w tych produktach sięga 4,5 mg/kg. Kobalt jest też obecny w ziołach powszechnie używanych w kosmetykach takich jak pokrzywa, rumianek i skrzyp. Miód jest kolejnym surowcem używanym do produkcji kosmetyków pochodzenia naturalnego, w którym wykryto kobalt.

Kobalt wykrywano w kohl (tradycyjnym produkcie opartym na składnikach naturalnych używanym w Azji i Afryce jako eyeliner) i talku, jak również w hennie (barwniku roślinnym produkowanym z liści i pędów lawsonii bezbronnej, służącym do farbowania włosów oraz do wykonywania tatuaży).

Dalszą część artykułu znajdziesz pod sekcją "Pytania do eksperta"

Pytania do eksperta

Sylwia Borowska

dr n. farm.

01

Czy kobalt jest szkodliwy dla zdrowia?

Kobalt może być szkodliwy dla zdrowia, ale jego toksyczność zależy od dawki i wrażliwości osób eksponowanych na ten metal. Może powodować alergie, zaburzenia układu oddechowego i układu krążenia, niewydolność tarczycy, zmiany w szpiku kostnym, zaburzenia metabolizmu innych biopierwiastków oraz zmiany cytotoksyczne, genotoksyczne i mutagenne w komórkach.

02

Jak uzupełnić kobalt w organizmie?

Kobalt można uzupełniać spożywając produkty bogate w ten mikroelement, takie jak zielone warzywa i świeże owoce, pełnoziarniste produkty zbożowe (np. płatki owsiane), a także nabiał i produkty mięsne, ryby i owoce morza. Należy stosować zbilansowaną dietę, aby zapewnić właściwą podaż kobaltu. Można też przyjmować suplementy diety zawierające kobalt.

03

Czy witamina B12 zawiera kobalt?

Witamina B12 zawiera kobalt jako centrum koordynacji, wokół którego skoordynowane są inne atomy. Wzór sumaryczny witaminy B12 to C63H88CoN14O14P. Kobalt jest niezbędny, by witamina B12 mogła pełnić swoje funkcje w organizmie.

04

Czy nabiał zawiera dużo kobaltu?

Nabiał nie zawiera dużo kobaltu. Filippini i współpracownicy ustalili w 2020 roku, że spożycie kobaltu z mleka i przetworów mlecznych we Włoszech waha się między 0,694 µg/dobę a 1,737 µg/dobę, a z jaj jest jeszcze mniejsze i wynosi 0,023 µg/dobę - 0,068 µg/dobę. Dla porównania spożycie kobaltu z warzyw wynosi 3,593 µg/dobę - 9,684 µg/dobę.

05

Czy kawa zawiera kobalt?

Kobalt jest obecny w kawie w niewielkich ilościach. Zawartość kobaltu w kawie zależy od sposobu przyrządzenia i była najniższa w espresso (0,006 mg/l), a najwyższa w naparze (0,012 mg/l). Wg badań przeprowadzonych przez Nędzarka i współpracowników w 2013 roku średnie spożycie tego pierwiastka wraz z kawą ocenia się od 0,12 mg do 0,48 mg na osobę rocznie.

Reklama

Czy kobalt jest szkodliwy?

Do kobaltu dobrze pasują słowa Paracelsusa uznawanego za ojca toksykologii: “Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną. Tylko dawka czyni, że dana substancja jest trucizną”.

Czy kobalt jest radioaktywny?

Kobalt jest radioaktywny i z tego powodu odgrywa ważną rolę w medycynie, technice oraz w procesach sterylizacji żywności.

Kobalt-60 jest używany do napromieniowania komórek nowotworowych za pomocą takich urządzeń jak bomba kobaltowa i nóż gamma. Służy do unieszkodliwiania odpadów medycznych, sterylizacji sprzętu medycznego i wykrywania wad materiałów.

Szkodliwość kobaltu

Kobalt jest pierwiastkiem o dwóch twarzach – jest antyoksydantem chroniącym tkanki i narządy przed wolnymi rodnikami, który w większych stężeniach może również nasilać stres oksydacyjny, co może prowadzić do rozwoju chorób cywilizacyjnych, w tym nadciśnienia tętniczego, chorób mięśnia sercowego i nowotworów układu oddechowego.

Szkodliwość kobaltu zależy od czasu ekspozycji i wrażliwości danej osoby. Kobalt i jego związki są zaliczane do II grupy kancerogenów przez IARC (Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem).

Kobalt wchodzi w interakcje z jonami cynku (Zn²⁺) i magnezu (Mg²⁺) i wypiera je z enzymów, które naprawiają uszkodzone DNA, co prowadzi do mutacji. Interakcje kobaltu z cynkiem w komórkach Sertoliego w jądrach mogą prowadzić do zaburzeń spermatogenezy i zaburzeń płodności u mężczyzn.

Kobalt hamuje prawidłową funkcję tarczycy przez bezpośrednie działanie na nabłonek jej pęcherzyków i zmniejszenie zdolności tarczycy do wytwarzania tyroksyny i gromadzenia jodu, co może prowadzić do niedoczynności tego gruczołu. Z tego powodu zaleca się regularną kontrolę funkcji tarczycy u pacjentów poddawanych radioterapii z zastosowaniem radioaktywnego kobaltu. Działając na skórę, może prowadzić do wystąpienia alergii.

Przewlekłe narażenie na kobalt ma miejsce wśród osób eksponowanych zawodowo (np. pracujących przy wydobyciu rud kobaltu) i palących papierosy. W wielu krajach stwierdzono obecność kobaltu w szminkach i błyszczykach do ust, co może przyczyniać się do połykania tego metalu w sposób niezamierzony, a to w konsekwencji może dać ogólnoustrojowe objawy zatrucia.

Chroniczna ekspozycja na kobalt pacjentów posiadających implanty biodrowe zawierające ten pierwiastek, a szczególnie cierpiących jednocześnie na problemy endokrynologiczne i hematologiczne, może przyczynić się do pojawienia się objawów zatrucia tym metalem. Toksyczne działanie kobaltu w takich sytuacjach może być tłumaczone przez zmniejszone wiązanie kobaltu z białkami, a przez to wzrost stężenia wolnych jonów Co²⁺ we krwi.

Kardiomiopatia indukowana kobaltem była obserwowana u osób posiadających protezy biodrowe, a także u pacjentów hemodializowanych, suplementujących kobalt w celu zapobiegania anemii. Opisywano przypadki ostrej kardiomiopatii spowodowanej kobaltem u osób często pijących piwo w barze – pierwiastek ten był dodawany do piwa jako stabilizator piany.

Wdychanie kobaltu może prowadzić do indukcji stresu oksydacyjnego i zmian genotoksycznych, a następnie do rozwoju nowotworów dróg oddechowych. Zbliznowacenia w płucach indukowane kobaltem utrudniają oddychanie i powodują chroniczny kaszel, a zaburzenie to określa się jako “płuco kobaltowe”.

Opisano przypadek rozwoju olbrzymiokomórkowego zapalenia śródmiąższowego płuc spowodowanego przez kobalt u mężczyzny, który regularnie palił e-papierosy. Mężczyzna ten nie był zawodowo narażony na kobalt, zaś analiza składu e-liquidu w jego papierosie wykazała wysokie stężenie tego metalu. Ustalono, że kobalt był obecny w elementach grzewczych jego e-papierosa.

Do rozwoju płuca kobaltowego doszło u kobiety, która przez pół roku paliła marihuanę za pomocą e-papierosa. Zbadano, że używany przez nią e-liquid zawierał kobalt. Rozwój choroby w jej wypadku można wyjaśnić przez wdychanie kobaltu uwalnianego z pojemnika w wyniku wysokiej temperatury niezbędnej do wdychania oparów marihuany.

Reklama

Właściwości kobaltu

Kobalt pełni w organizmie wiele ważnych funkcji.

• Stanowi centralny atom witaminy B12. Nazwa witaminy B12 - kobalamina - pochodzi od tego, że jej centrum stanowi kobalt. Dlatego rola tego pierwiastka w organizmie związana jest nierozłącznie z funkcjami, jakie spełnia witamina B12 (udział w procesie erytropoezy tj. namnażania i wzrostu czerwonych krwinek w szpiku kostnym, prawidłowa budowa erytrocytów i ochrona przed niedokrwistością, udział  w powstawaniu kwasu foliowego, białek i kwasów nukleinowych oraz utrzymanie prawidłowej funkcji układu nerwowego przez utrzymywanie ciągłości osłonek mielinowych komórek nerwowych).
• Wspomaga odporność i procesy gojenia się skóry.
• Stymuluje proces angiogenezy (tj. powstawania nowych naczyń krwionośnych, co może być wykorzystywane w zapobieganiu i leczeniu chorób żylnych).
• Przyspiesza regenerację kości.
• Zapobiega zaburzeniom gospodarki lipidowej (dyslipidemii).

Jakie są właściwości kobaltu? Korzystne dla zdrowia właściwości kobaltu częściowo mogą być tłumaczone jego działaniem antyoksydacyjnym. Wyniki badań przeprowadzonych przez Yildirim i Büyükbingöl sugerują, że suplementacja kobaltu na wczesnym etapie cukrzycy (choroby cywilizacyjnej, w której stres oksydacyjny jest nasilony) może spowalniać jej rozwój przez przywrócenie do wartości prawidłowych parametrów opisujących status oksydacyjno-antyoksydacyjny.

Kobalt wchodzi w interakcje z żelazem i w ten sposób chroni przed bardzo niebezpiecznym patologicznym stanem, jakim jest odkładanie żelaza w komórkach różnych narządów, co może skutkować marskością wątroby, kardiomiopatią przerostową i zaburzeniami funkcji trzustki. Kobalt chroni przed stresem oksydacyjnym indukowanym żelazem w tych narządach.

Kobalt może tworzyć związki kompleksowe ze związkami polifenolowymi, w tym z kwercetyną – barwnikiem roślinnym wykazującym wiele korzystnych właściwości prozdrowotnych. Zaobserwowano, że kompleks kwercetyny z kobaltem może mieć podobną aktywność przeciwbakteryjną do penicylanu sodu przeciwko takim bakteriom jak Escherichia coli, Staphylococcus aureus i Klebsiella pneumoniae.

Odnotowano, że kompleks polifenoli z czarnej herbaty i kobaltu wywierał silniejsze działanie antyoksydsacyjne, a przez to regenerujące na tkankę kostną niż same polifenole.

Jakie jest zapotrzebowanie organizmu na kobalt?

Dzienne zapotrzebowanie na kobalt u osoby dorosłej jest śladowe i wynosi 11-45 µg. Stała zawartość kobaltu w organizmie dorosłego człowieka powinna wynosić 1,1-1,5 mg.

Wg badań przeprowadzonych przez Filippini i współpracowników w 2020 roku całkowite spożycie kobaltu wraz z dietą w populacji generalnej waha się między 14,822 µg/dobę a 25,170 µg/dobę.

Tylko 5-20% kobaltu jest wchłaniane z jelita cienkiego do krwioobiegu z pokarmu. Pierwiastek ten gromadzi się we wszystkich tkankach i płynach ustrojowych, a wydalany jest z moczem i kałem.

Stężenia poniżej 100 µg/litr krwi uważane są za bezpieczne dla populacji generalnej, natomiast stężenia powyżej 250 µg/litr krwi są czynnikiem ryzyka rozwoju kardiomiopatii, a nawet śmierci.

Reklama

Niedobór i nadmiar kobaltu w organizmie

Niedobór kobaltu może doprowadzić do:

• anemii złośliwej z powodu niedoboru witaminy B12,
• rozwoju hiperhomocysteinemii,
• problemów z krzepliwością krwi,
• wychudzenia,
• problemów ze strony układu nerwowego (rozdrażnienie, zmęczenie, halucynacje, stany lękowe i depresyjne, problemy z równowagą).

Nadmiar kobaltu w organizmie jest szkodliwy. Może przyczynić się do:

• stanów zapalnych jamy nosowo-gardłowej i oskrzeli, zwłóknienia płuc, niewydolności układu oddechowego i astmy,
• zaburzeń neurologicznych,
• niewydolności serca,
• hiperplazji szpiku kostnego,
• wzrostu gęstości krwi i podwyższenia ciśnienia krwi,
• niedoczynności tarczycy,
• interakcji z biopierwiastkami (m.in. cynkiem i magnezem), co prowadzi do zaburzeń procesów metabolicznych zależnych od tych jonów.

Ostre zatrucie wywołane jednorazowym przedawkowaniem kobaltu może powodować nudności, mdłości, krwotoki, obrzęk płuc, niewydolność nerek i alergie.

Reklama

Czy kobalt może uczulać?

Kobalt może uczulać. Alergia kontaktowa na kobalt jest częsta, natomiast metal ten bardzo rzadko uczula drogą doustną (obserwowano pokrzywkę i astmę). Uczulenie na kobalt może powodować pojawienie się osutki (zmiany w obrębie skóry i błon śluzowych w postaci pęcherzyków, grudek i plam) wszędzie, gdzie dojdzie do kontaktu z metalem (na dłoniach, nogach, brzuchu).

Alergia na kobalt przyczynia się również do pojawienia się wyprysku potnicowego (pęcherze wypełnione płynem).

Kobalt rzadko uczula samodzielnie. Izolowana alergia na kobalt była obserwowana u osób noszących protezy ortopedyczne jako rozsiana osutka plamisto-grudkowa o większym nasileniu w okolicach założonej protezy.

Izolowana nadwrażliwość na kobalt pojawiała się też u:

• malarzy porcelany,     
• złotników,
• pracowników drukarni,    

osób pracujących przy wytrawianiu metali. U osób uczulonych na kobalt często występuje jednocześnie alergia na nikiel i chrom. Można to wytłumaczyć tym, że tlenki kobaltu nie rozpuszczają się w wodzie i pocie, przez co nie przenikają przez naskórek, ale rozpuszczają się w płynach zawierających aminokwasy, np. w wysięku z pęcherzyków alergicznych wywołanych innymi metalami o właściwościach uczulających.     

Jednoczesna alergia na kobalt i nikiel częściej występuje u kobiet. Zastosowanie henny zawierającej kobalt przyczyniło się do rozwoju alergii kontaktowej. Oprócz kobaltu w badanym kosmetyku stwierdzono obecność niklu. Opisano przypadek obrzęku i egzemy na powiekach u kobiety używającej przez kilka dni cienia do powiek, w którym był obecny kobalt (4,5 mg/kg produktu) i nikiel (15,9 mg/kg produktu). Objawy alergii ustąpiły po odstawieniu tego kosmetyku .

Jednoczesna alergia na kobalt i chrom częściej występuje u mężczyzn (np. u pracowników budowlanych używających cementu).

Ze względu na opisane przypadki alergii kontaktowej wywołanej obecnością kobaltu, jak również innych metali, producenci kosmetyków powinni informować na opakowaniach o obecności i stężeniach m.in. kobaltu, niklu i chromu.

Uczulenie na kobalt a witamina b12

Alergia w postaci grudek i wysypki jest charakterystycznym objawem przedawkowania witaminy B12.     

Wyjaśnieniem tego zjawiska może być fakt, że centralnym atomem witaminy B12 jest kobalt, którego nadmiar prowadzi do rozwoju takiego uczulenia.

Reklama

Czego unikać przy uczuleniu na kobalt?

Przy uczuleniu na kobalt należy unikać używania produktów kosmetycznych nieznanego pochodzenia, o nieoznaczonej zawartości tego metalu, a także sztucznej biżuterii. Ponadto należy ostrożnie używać środków czyszczących.

Kobalt może być obecny w kosmetykach kolorowych dla dzieci czasami używanych na zabawach urodzinowych, karnawałowych itp. Te kosmetyki są sprzedawane często w zestawach i zawierają m.in. cienie do powiek, szminki i błyszczyki.

Po zastosowaniu na dziecięcą twarz pozostają na niej równie długo jak “prawdziwe” kosmetyki używane przez osoby dorosłe, a im dłuższy czas ekspozycji, tym większe ryzyko podrażnień i alergii kontaktowej. Należy pamiętać, że skóra dzieci jest szczególnie wrażliwa i skłonna do atopii.

Podobnie jak w przypadku kolorowych kosmetyków dla dorosłych, największe stężenie kobaltu wśród kosmetyków kolorowych dla dzieci stwierdzono w cieniach do powiek. Dlatego należy obserwować, czy nie dochodzi do wystąpienia alergii podczas używania takich produktów.

Alergia na kobalt a dieta

W przypadku potwierdzonej za pomocą testów płatkowych alergii na kobalt należy rozważyć ograniczenie spożycia:

• warzyw bogatych w kobalt,
• nabiału,
• produktów mięsnych i owoców morza, o ile osoba nie jest chora na anemię złośliwą.

Warto pamiętać o spożywaniu związków polifenolowych obecnych w owocach (np. aronii czarnoowocowej) i herbacie zielonej, ze względu na zdolność tych związków do tworzenia kompleksów z jonami metali, w tym kobaltu, co przyczynia się do ich neutralizacji i szybszego wydalania z organizmu.

Koniecznie należy przestać palić papierosy, bo kobalt jest obecny w dymie tytoniowym.

Reklama

Zastosowanie kobaltu

Kobalt ma zastosowanie:

• w celach medycznych (np. w radioterapii nowotworów, w produkcji endoprotez biodrowych, kolanowych i implantów stomatologicznych, w leczeniu anemii, w przeszłości chlorek kobaltu jako alternatywa terapii hormonalnej - w celu zwiększenia wydzielania estrogenów),
• jako barwnik w kosmetykach ze względu na jego niebieski kolor,
• w przemyśle (do produkcji twardych stopów, do wykrywania wad materiałów za pomocą metod radiologicznych, w przeszłości w przemyśle browarniczym siarczan kobaltu jako dodatek do piwa - w celu zapobiegania powstawania piany).

Kobalt można przyjmować, jako suplement w przypadku:

• stwierdzenia anemii złośliwej spowodowanej niedoborem witaminy B12
• problemów z układem kostnym,
• menopauzy,
• dyslipidemii,
• cukrzycy,
• hemosyderozy, czyli nadmiaru żelaza w tkankach,
• hiperhomocysteinemii,
• żylaków i zapalenia tętnic wieńcowych.

Suplementy zawierające kobalt czasami są używane jako doping przez sportowców z powodu obecności tego pierwiastka w witaminie B12 (a przez to jego wpływu na wzrost liczby czerwonych krwinek w szpiku kostnym i zwiększenia wydolności tlenowej organizmu).