Nikel eksikliği ve zehirlenmesi, Nikel (Ni) gümüş beyazında sert, yüksek mıknatıs gücü (ferromagnetic) olan bir metaldir. Kaplamalarda parlatıcı olarak kullanılır. Bir çok maden cevherlerinde chalcopyrite, pyrhotite, garnierite, pentlandite, niccolite ve millerite olarak adlandırılan şekillerde bulunur. Yer kabuğunun % 0.008’ini işgal eder. Alaşımlarda, baterilerde ve yüzey kaplamalarında ve ranel nikel denilen toz hali organik bileşiklerin hidrojenleştirme işlemlerinde katalizör olarak kullanılır.
Nikel Eksikliği ve Zehirlenme Metabolizması
Ağız yolu ile alınan nikelin yaklaşık 90690’ı emilmeden gaita ile atılmaktadır. Az sayıda çalışmalar diyetle alınan nikelin ancak “o 10’dan daha azının absorblandığını ortaya koymuştur. Fakat demir noksanlığında ve gebelikte nikel absorbsiyonu artmaktadır. Absorblanan nikelin atılımı idrar yolu iledir. Az bir kısmı da safra yolu ile atılır. Ter bezleri ile de atılmaktadır. Aşırı terlemelerde nikel atılımı oldukça yüksektir. Düşük seviyede nikel içeren diyetle beslenme durumunda kuzularda işkembede urease enzim seviyesinin düştüğü saptanmıştır. Bu bilgiden yola çıkılarak nikelin urease enziminin bir parçası olduğu ortaya konmuştur. Nikelin organizmadaki birikimi çok düşüktür.
Nikel eksikliği civcivlerde, vanadyum benzeri, karaciğer total lipid, fosfolipid ve kolesterol yoğunluğunun arttığı gözlenmiştir. Bu durum nikelin lipid metabolizması ile yakından ilgili olduğunu doğrulamaktadır. Nikelin hücre membran metabolizması ve yapısında, çekirdek asitleri ve protein biyokimyasında da rolünün olabileceği varsayılmaktadır.
Mikroorganizmalarda ve bitkilerde nikel içeren bir kısım enzimlerin keşfinden sonra nikelin işlevinin bir enzim ko-faktörü ve yapısal parçası olduğu üzerinde durulmaktadır.
Nikel Noksanlığı ve Zehirliliği
Hayvanlarda sağlıklı yaşamın sürmesi için diyetle çok düşük düzey» de de olsa nikel alınmasına gereksinim vardır. Diyette 50 ng/g nikelin civcivler için yeterli olduğu bildirilmektedir. Keçilerde gereksinim 100 ng/g’dan fazladır. Mısır çıkışlı ve 320 ng/g nikel ve % 9.5 ham protein içeren bir diyetle beslenen kuzulara 5 ug/g seviyesinde nikel saplementinin işkembe urease aktivitesini arttırdığı saptanmıştır. Benzeri durum sığırlarda da gözlenmiştir. Fakat sığırlarda 500 ng/g nikel içeren diyetle beslenme durumunda nikel saplementinin bir yararı olmamıştır. Yazarlara göre geviş getirenlerin nikel gereksinimi 300-350 ng/g seviyesindedir. Tek midelilerde 200 ng/g diyet nikeli yeterli görülmektedir.
Çok düşük seviyede nikel içeren diyetle özel olarak düzenlenmiş temiz bir çevrede beslenen hayvanlarda gelişmenin yavaşlaması ve döl veriminin durduğu gözlenmiştir. Fakat normal laboratuvar ve pratik yetiştirme koşullarında nikel eksikliği rastlanmamıştır.
Piliçlerde nikel eksikliği hematoktrit seviyesi de düşmektedir. Karaciğerde o-giycerophosphate‘ın varlığı halinde oksitleme yeteneğinin düşmesi ve ultrastructural anormallikler görülmektedir.
Sığırlarda nikel eksikliği sadece düşük veya marjinal seviyede diyet proteini bulunması halinde geçerlidir ki buda düşük urease, serum üre, serum nitrojen seviyesi ile özdeş bir durumdur ve gelişmeyi yavaşlatmaktadır.
Nikel toprak ve bitkide düzenli bir şekilde hayvan doku ve sıvılarından daha yüksek yoğunlukta bulunur. Toprak nikel yoğunluğu ile bitki nikel yoğunluğu paralellik arz eder. Daneler ve sebzeler insan ve hayvanların nikel gereksinimini karşılayacak yeterli kaynaklardır.
Son yıllarda doğal şartlarda şekillenen nikel noksanlığına piliçler, domuzlar ve keçilerde rastlandığı bildirilmektedir. Civcivlerde nikel noksanlığı karaciğerin metabolik işlevlerinin yavaşlamasına neden olmaktadır. Elektron mikroskobik bakıda hücre dejenerasyonu, oksitleme yeteneğinin azalması, yağ miktarında artış ve fosfolipid fraksiyonlarında azalma karaciğerde saptanan ve işlevinin azalmasını belirten bulgulardır. Sadece 3 ppm nikel saplementi yukarıdaki bozuklukların ortaya çıkmasını önlemektedir.
Doğal organik bağlayıcılarda bulunan nikelden başka inorganik nikele gereksinimin daha yüksek olduğu bildirilmektedir. Düşük nikel içeren (0. 1 ppm) diyetle beslenen keçi ve domuzlarda ağırlık kazancı önemli derecede düşmektedir. Gerek erkek ve gerekse dişilerde 10 ppm nikel alanlara nazaran gelişme yavaş seyretmekte, dişi döllerde % 20-30’a varan parakeratoz benzeri kepekli, kabuklanmış deri bozuklukları gözlenmiştir. Parakeratoz benzeri derilerde çinko düzeyinin düşük bulunması düşük diyet nikelinin çinko metabolizmasını etkilediği ve nikel ile çinkonun organizmada sinerjik davrandığı kanısını vermektedir. Ancak nikel noksanlığının şekillenebilmesi için diyet nikel yoğunluğunun çok düşük 2-40 ppb olması gerektiği ileri sürülmektedir.
Yarı-sentetik diyetle yapılan denemelerde nikel noksanlığını şekillendirebilmek için deney hayvanının soluduğu havanın süzülmesi ve deneme süresinin çok uzun tutulması gerekmektedir. Bu yüzden normal koşullarda nikel noksanlığına rastlamak olası değildir. Civcivlerde laboratuvar koşullarında geliştirilen nikel noksanlığında hematokrit seviyesinin düşmesi, but (baldır) derisinde açık sarı lipokrom (lipochrome) pigmenti ve karaciğerin endoplazmik retikulurmunda anormallikler göze çarpmaktadır.
Nikel Eksikliği Köpek Yavrularında Denemeleri
Nikel noksanlığı konusunda köpek yavrularında laboratuvar koşullarında yapılan deneme sonuçları aşağıda verilmiştir. Bu denemede deneme grupları 15 ng/g ve 50 ng/g, kontrol grup 20 ug/g nikel içeren diyetle beslendiğinde;
- Enikler 30 günlükken karaciğer enzimlerinden Malate dehydrogenase, Glucose 6-phosphate dehydrogenase, Isocitrate dehydrogenase, Lactate dehyrogenase, Glutamate-oxalacetate transaminase ve Glutamate-pyruvate enzimlerinin aktivitelerinde düşme, Alkaline phosphtase ve Creatine kinease enzimlerinin aktivitelerinde yükselme fakat 50. ci günde karaciğer Malate dehydrogenase ve Glukose 6phosphote dehydrogenase aktivitelerindeki düşmenin yavaşlaması,
- Böbrek enzimlerinin aktivitelerinde de benzeri durum,
- Kanda üre, Adenosine triphosphate (ATP) ve serum glukoz seviyesinde düşme,
- Karaciğer trigliseridleri, glukoz ve giikojen seviyelerinde düşme,
- Demir absorbsiyonunda düşme,
- Karaciğer, böbrek ve dalak demir, bakır ve çinko miktarlarında düşme,
- Femur kemiğinde kalsiyum ve fosfor miktarında düşme fakat magnezyum seviyesinde yükselme gözlenmiştir.
Büyümekte olan sıçanlarda diyet nikel noksanlığı (15 ng/g) döl veriminde düşüklüğe ve 30. cu günde canlı ağırlıklarında % 35 oranında azalmaya yol açmıştır.
Nikel çok zehirli bir element değildir. Sağımdaki sığırlara günlük 145, 365 ve 1,835 mg verilen nikelin herhangi bir yan etkiye yol açmadığı bildirilmektedir. Genç buzağılar 250 ppm nikel karbonat veya nikel klorür bileşiklerindeki nikelden etkilenmemişlerdir. Karbonat olarak nikel miktarı 500 veya 1000 ppm’e yükseltildiğinde buzağıların yem tüketimleri azalmıştır. Dokulardaki birikim alınan miktara bağlıdır. Civcivler de benzeri şekilde fakat nikel sülfat olarak 500 ppm’e yükseltildiğinde ancak etkilenmektedirler.
Nikelin çeşitli bileşiklerinin ağız yolu ile alınmasının zehirlilik etkisi düşüktür. Ancak solunum yolu ile çevreden yüksek miktarda nikel alınması kanserle birlikte solunum yolu hastalıklarının artışına yol açmaktadır. Nikel zehirlenmesi çeşitli derecelerde hem bitkilerde hem de hayvanlarda görülebilir. Adi otlak bitkileri 0.5 – 3.5 ppm nikel içerirler. Bitkilerde nikel miktarı 40 – 60 ppm’e eriştiğinde zehir etkisi başlar. Yüksek nikel bitkinin demir ve mangan miktarının düşmesine yol açar. Normal koşullarda erimeyen nikel bileşikleri toprakta düşük pH’da eriyebilir özellik kazanır ve bitkide yüksek miktarda nikel birikimine yol açar. Kireçleme ile pH’nın yükseltilmesi nikelin bitki için zehirliliğini önler.
Yukarıdaki sonuçlar hayvanların diyetle alınan yüksek miktarlarda nikele karşı yüksek tolerans gösterdiklerini ortaya koymaktadır. Nikel zehirliliği ancak çok yüksek dozlarda ortaya çıkabilmektedir ki bu durum pratikte mümkün değildir. Nikel tuzlarının zehirliliği daha çok sindirim sisteminde tahriş edici (irritant) etki yapması sonucu gelişir. Bir kısım yazarlar, 250 ug/g veya daha fazla diyet nikelinin tüm hayvan türlerinde zehirlenme bulgularına yol açabileceğini, bunun da nikelin yol açtığı lezzetsizlik ve sindirim sistemindeki tahrişten kaynaklanan düşük gıda tüketimi olduğunu ileri sürmektedirler.
Kaynakça:
