Vähetuntud, kuid kardetud viies element boor mängib tervises olulist rolli
Ületarbimise korral võib boor põhjustada küll karmi mürgitust, kuid mikroelemendina mängib ta terve keha arengus olulist rolli, kirjutab meditsiinidoktor Silver Türk jaanuari-veebruari Horisondis ilmunud artiklis.
Perioodilisussüsteemi viies element on boor. Erinevalt paljudest teistest keemilistest elementidest ei ole boor tähtede toodang. Boor on tekkinud kosmiliste kiirte mõjul ja supernoova plahvatustes; see on universumis küllaltki haruldane. Tänu booriühendite heale vesilahustuvusele on boor siiski mõnesse maailma paika kontsentreerunud nii, et see on suhteliselt hästi kättesaadav. Boorikaevandused asuvad Loode-Türgis, Hiinas Liaoningi provintsis ja USA-s, kus kaevanduslinn ongi saanud nime kaevandatava järgi: Boron. Booril on ka «oma» vääriskivi: turmaliin. Boori roll rakueelse ja rakulise elu tekkes on oletuslik nagu elu tekke teema isegi. Taimedele on boor hädavajalik mikroelement. Eksperiment pärmiga lubab arvata, et boor ei ole seentele vajalik. Loomse elu tarbeks ei ole boori hädavajalikkus tõestatud nii selgesti kui selle kasulik toime. Piltlikult öeldes pole praegu küllalt tõendusmaterjali väitmaks, et rott sureb boorita ära. Samas on piisavalt selge, et rotile on elu booriga parem kui boorita.
Vastuoluline ajalugu meditsiinis
Meditsiinis ja toiduainetööstuses on kõige tähtsam boorhape või selle sool booraks. Ajaloo vältel on boori ja booraksit seespidi kasutatud mitut moodi. Booriühendite ajalugu ulatub Vana-Kreekasse. 20. sajandi alguses ja teise maailmasõja ajal oli boorhape tähtis säilitusaine, praegu ei ole boorhape toiduainetööstuses aktuaalne. Näiteks 20. sajandi alguse Briti impeeriumis oli lubatud lisada kuni 0,25 protsenti boorhapet kohvikoorele, aga mitte piimale, kuna piima tarvitatakse tavaliselt suures koguses. 19. sajandi lõpu Mercki manuaalis oli boorhappel mitu meditsiinilist rakendust. Mõni neist on levinud tänapäevalgi, näiteks tarvitus silmatilkade koostisosana, osa on läinud ajaloo prügikasti, näiteks kasutus epilepsia ravis.
Pärast teist maailmasõda leiti epilepsia ravis ebatõhusa boorhappe asemele uued arstimid. Booriuuringutes keskenduti eelkõige materjaliteadusele, tuumatehnoloogiale ja katseloomade mürgitamisele, seejuures jäid meditsiinilised aspektid ja orgaaniline keemia tagaplaanile.
Boor materjaliteaduses
Materjaliteaduses on boor tähtis element. Samamoodi kui süsinik ja lämmastik, võivad ka boori väikesed aatomid suurendada sulamite kõvadust ja struktuuri sidusust, kui need paigutuvad suurte metalliaatomite vahele. Nii nagu paar protsenti süsinikku muudab raua teraseks, teeb paariprotsendiline boorilisand vasest terase tugevusega metalli.
Kõrge sulamistemperatuuri poolest on boor keemiliste elementide esikümnes. Kõvaduselt jääb boor teemandile napilt alla, aga ta ei hakka kõrgel temperatuuril terases lahustuma. Nõnda sobib boor terase töötlemiseks paremini kui teemant. Kuigi süsiniknanotorud on tugev materjal, hävib selle struktuur kuumas gaasileegis. Samas võib boornitriidist nanotorudest koosneva materjali leegis heledalt hõõguma ajada, aga see ei mineta siiski oma struktuuri.
Klaasitööstuses saab booriühendite abil klaasi, mis kannatab järske temperatuurimuutusi (labori- ja köögiklaas) või põrutusi (nutitelefonide kaitseklaasid).
Booriühendid täiendavad sõjatööstuses keraamiliste soomuste materjalide valikut. Üks peamiselt boorist koosnev keraamiline materjal, alumiiniummagneesiumboriid Al0,75Mg0,75B14, on ebahariliku struktuuriga: alumiinium seob boorist 20-küljelisi täringuid (ikosaeedrid), mille vahel olevaid õõnsusi täidavad paarikaupa asetsevad magneesiumiioonid. See materjal on suhteliselt odav, sobib soojuspaisumise koefitsiendi poolest kokku terasega (pinna katmiseks), on väga kulumiskindel, libedam kui teflon ja juhib päris hästi elektrit. Töö käib masstootmise optimeerimise nimel, selle abil püütakse saada paremaid rootoreid, pumpasid, kirurgilisi instrumente ja ka näiteks arvutitööstuse seadmeid, mis n-ö ketravad ja koovad kulla nii peeneks pitsiks, et selle nägemiseks on vaja elektronmikroskoopi.
Boor on tähtis element ka tuumafüüsikas, sest suudab kinni püüda aatomi-tuumi lõhkuvaid neutroneid. Seetõttu kasutatakse boori kontrollvarrastes, mille otstarve on taltsutada tuumatuld.
Boor põllumajanduses
Põllumajanduses pruugitakse vesilahustuvaid booriühendeid väetisena. Mikroelementidele omaselt on seejuures vaja kasutada mõistlikku kogust: mitte liiga vähe ega liiga palju. Põllumajanduses on booripuudus üks tõenäolisemaid mikroelementide vajakajäämisi, aga see oleneb asukohast (Eestis ja Põhja-Euroopas üldse ei ole pinnas kuigi booririkas, aga Lääne-Eestis on kohati põhjavees boori rohkem kui piirnormidega lubatud), mulla tüübist (happelises ja liivases mullas on boori vähe) ja viljeldavast taimeliigist (näiteks raps ja õunapuu on boori suhtes nõudlikumad kui teraviljad).
Boorhappel on majanduslik tähtsus ka putukamürgina. Meega segatud boorhape on tasapisi, aga kindlalt ja tõhusalt (üksiti täiesti looduslik) toimiv mürk, mille abil saab lahti tarakanidest ja sipelgatest. Booriühendid on Eestis tarvitusel puidukaitsevahendite ja mikroväetiste koostises.
Boori on võimalik kasutada ka toodete kontrollimisel. Nimelt on booril kaks isotoopi, 10B ja 11B, mille osakaal on maailma eri piirkondades isesugune. Nende isotoopide suhte abil saabki teha kindlaks näiteks veini või kohvi päritolu.
Boori mürgisus
Boorhape on toimiv putukamürk, selles pole kahtlust. Inimestel on mürgistuse tekkeks vaja suuri koguseid: kuhjata teelusikatäis tekitab mürgistuse, peotäis tapab.
Boorhappe mürgisust võib võrrelda keedusoola omaga. Keedusoola kohta on teada, et see ei pruugi kõige paremini sobida kõrgvererõhktõve all kannatajatele. Seevastu boori kohta saadi 1904. aastal vabatahtlikke kaasanud uuringus teada, et pool grammi boorhapet päevas hakkas tekitama kõhuvalu ja -lahtisust.
Uuemad uuringud kinnitavad varasemat teadmist, et pikka aega kasutatud suured annused mõjuvad laborirottide sigimisorganitele halvasti. Ühtlasi on tõendatud, et suuremad kogused – sellised, millega üritati vanasti epilepsiat ravida – on mürgised. Boori toksilisuse kohta on tehtud küllaldaselt uuringuid.
Kui boorhapet või booraksit tarvitada soolaga võrreldavates kogustes pikka aega seespidi, tekivad ebasoovitavad kõrvaltoimed. Eestis on üle 4,5% booraksisisaldusega tooteid hakatud pidama ohtlikuks; nende tarvitust peetakse vajalikuks ainult mõnel kutsealal. Ent USA-s on booraksi väikese toksilisuse tõttu ettekirjutustest loobutud. Äge boorimürgistus ilmneb täiskasvanud inimesel siis, kui süüa ühekorraga üks gramm boori (umbkaudu teelusikatäis boorhapet) päevas, lastel tekib mürgistus mõistagi väiksemate annuste korral. Kui päevane kogus on ligikaudu 375 mg, hakkab avalduma boori krooniline toksilisus.
Peetakse tõenäoliseks, et boor võib organismis konkureerida joodiga, mistõttu booriküllus võib suurendada joodipuuduse ohtu. Seda aitab ennetada soola jodeerimine (enamasti tehases) ja mereandide tarvitamine. Tähtis on teada, et väikelapsed ja raske neerupuudulikkusega inimesed on suurte boorikoguste suhtes tundlikumad. Seetõttu tuleb putukamürke ja puidukaitsevahendeid hoida laste eest; imikutele mõeldud toodetesse enam boorhapet säilitusainena ei lisata.
Ent näiteks 1970. aastatel pruugiti Austraalias imetavatele emadele mõeldud toodet, mis sisaldas rohkesti boorhapet. Seda toodet sisse söönud väikelapsed sattusid boorimürgistusega haiglasse. Seejärel reageerisid rahva tervise kaitsele asunud poliitikud veidi üle ning boor kuulutati 1981. aastal mürgiks, olenemata kogusest. Seda laadi mõtlemine ei ole kadunud ka tänapäeval eeskujulikuna tunduvates riikides, kus on suur lugemisoskus, laialdaselt levinud internet ja valitud rahvaesindajatel põhinev riigikord. Näiteks kulunud aprillinaljana levis maailmas laialt algatus keelustada divesinikmonooksiid (vee keemiline nimetus, H2O). 2007. aastal läks sellega tõemeeli kaasa üks Uus-Meremaa parlmendiliige ning 2011. aastal pidasid peaaegu pooled Soome parlamenti kandideerinuist vajalikuks see ühend ära keelata.
Mitmevärviline poolvääriskivi
Mitmed juveliiride kasutatud vääriskividest sisaldavad boori. Sinhaliit ja serendibiit on saanud oma nime Sri Lanka sanskriti- ja araabiakeelse nimetuse järgi. Kõige tuntum boori sisaldav mineraal on turmaliin, milles leidub eri proportsioonis metalliioone. Tema keemiline struktuur on suhteliselt vaba. Samal põhjusel on turmaliinid värvuselt väga mitmekesised: rauarikkamad on mustad või tumesinised, aga liitium võib anda helesinist tooni ning magneesium kollast.
Kunstnike ja kivimikogujate seas on turmaliin hinnatud just vaheldusrohkuse poolest, kivi ise võib olla mitmevärviline, näiteks võib ta meenutada arbuusi: üks pool on roheline, teine pool roosa ning vahepeal riba värvitut turmaliini. Ameerika Ühendriikide juveliirid lõid 1912. aastal sünnikivide tabeli. Nii sai oktoobrikuu sünnikiviks turmaliin.
Boor on kasulik mikroelement
Praeguse seisuga ei ole Euroopa tervishoiuamet ja maailma terviseorganisatsioon veel sätestanud boori soovituslikku annust, kuid kindlaks on määratud selle ohutu ülempiir: 10 mg päevas. Ohutu piirnorm on küll varuga, aga ka teaduse seisukohalt on selge, et suuremate annuste tarvitamisel pole mõtet. Pigem võiks imestada selle üle, et boorhape ja selle naatriumi sool on justkui ainsad «õiged» ühendid siinpool Atlandi ookeani. Tõenäoliselt on asi selles, et nõnda on korralduslikult lihtsam kui hakata kõiki võimalikke ühendeid eraldi läbi vaatama.
Teaduskirjanduse andmetel on boor kui mikroelement selgelt kasulik ja kõrvaltoimeteta. Türgis on piirkondi, kus vee boorisisaldus on suur (kuni 29 mg/ml), kuid Euroopa Liidus on maksimaalne lubatud kontsentratsioon 1 mg/ml. Pinnase ja vee suur boorisisaldus ei ole avaldanud sündidele ega laste arengule negatiivset mõju. Türgi teadlased on teinud kindlaks, et piirkondades, kus vesi on boorirohke, haigestuvad naised vähem emakakaelavähki, USA teadlased on märganud samasugust seaduspära eesnäärmevähi riskimarkeri PSA-taseme kohta. Terviseuuringu järgi oli boorikaevurite veres boorisisaldus küll üle normi, aga verepildis ega suguelundites ei leitud negatiivseid muutusi.
Epidemioloogiauuringute põhjal kaasneb napilt boori sisaldava toiduga nigelam immuunsüsteem, suurem suremus, osteoporoos ja vähenenud vaimne suutlikkus. Muu hulgas viitab vaimse võimekuse vähenemisele uuring, mille siht oli välja selgitada, kuidas mõjub inimesele väikese boorisisaldusega toit (0,25 mg boori / 2000 kcal) ja sama toit (liha, kartul, piim, riis, leib) koos boorilisandiga. Boorilisandit saanud rühma liikmetel olid osavuse, lühimälu, pikaajalise mälu ja isegi tähelepanu näitajad paremad.
Boori toimet südame-veresoonkonnale on vähe uuritud, aga esialgsetel andmetel mõjub boori tarvitamine soodsalt mitmele verepildi arvnäitajale, nagu halva HDL-kolesterooli tase. Boori mõjust ajule on samuti liiga vähe teada, kuid paaris uuringus on ilmnenud, et see parandab mälu nii rotil kui ka inimesel. Neid teadustulemusi tuleb siiski pidada esialgseks. Ehkki teadmised boori toimemehhanismide kohta on lünklikud, on sel-gunud, et boor takistab D-vitamiini ja kaltsiumi kadu, vabastab suguhormoone siduvalt valgult suguhormoone ehk testosterooni (rohkem meestel) ja östradiooli (rohkem naistel), soodustab kollageeni tootmist ja luude korrashoiu eest vastutavate rakkude normaalset talitlust. Südame-veresoonkonda ja aju puudutavate võimalike soodsate toimete kohta on teadmised veel napimad.
Boor on eriti tähtis skeleti-lihassüsteemile
Kõige tähtsam on siiski mõju luudele ja liigestele. Suurfirmade toel ei ole boori kohta kogunenud andmeid aetud läbi seadusloome kadalipu, aga teaduskirjandusest saab lugeda väga selget seisukohta, et boor mõjub liigestele ja luudele soodsalt. Austraalias väikese boorisisaldusega piirkonnas töötanud kirurgid kogesid, et boori toidulisandina tarvitanud inimeste luid oli raskem lõigata.
On tehtud loomkatse, kus rotid jaotati kahte rühma ja neile söödeti kaheksa nädala jooksul toidulisandit: esimesele rühmale anti tavapärast luude tihendamiseks mõeldud D-vitamiini ja kaltsiumi, teisele rühmale boori ja fluori segu. Seejärel mõõdeti surmatud rottide luude tugevust reieluude murdmise meetodil. Teise rühma rottide luid oli raskem murda. See uuring on ainult üks kümmekonnast loomkatsest, mille kinnitusel muudab boor luud tugevamaks.
Boraat ei tee juba välja kujunenud verevarustuseta ja ainevahetuseta hambaemaili fluoriidi kombel enam tugevamaks, aga parandab sülje puhverdusvõimet. See võiks seletada, miks ei muutunud katseloomade hambad lisaboori manustamise tõttu tugevamaks, kuid inimeste kahjustatud hammaste uuringus leiti lagunenud hammastest anomaalselt vähe boori.
Peale selle on booril oluline toime kõhrele. On ilmnenud, et piirkondades, kus inimesed saavad toidu ja veega päevas 1 mg või vähem boori, esineb kõhre kulumist 20–70% juhtudest. Ent piirkondades, kus boori saadakse 3 mg kuni 10 mg, tuleb kõhre kulumisjuhtumeid ette alla 10%.
Väikeses katses, kus osales kakskümmend inimest, uuriti kaheksa nä-dala vältel 6 mg boorhappe mõju ja võrreldi seda platseeboga. Platseebost sai abi üks inimene kümnest, boori saanutest viis inimest kümnest. Teises uuringus anti artroosihaigetele kaheksa nädala jooksul kord päevas 6 mg boori. Pärast uuringut ei vajanud kaks kolmandikku haigetest enam valu- ega põletikuvastaseid ravimeid ning kolmveerandil patsientidest paranes liikuvus ja painduvus; raskematest haigetest said abi ligikaudu pooled.
Boor joogivees ja toidus
Nii booripuuduse kui ka kroonilise toksilisuse tagajärgede tõttu on tähtis jälgida boorisisaldust joogivees. Eestis on boorisisaldus joogivees kohati väike, kuid mõnes paigas ületab norme. Boori kõrgeim lubatud määr joogivees on 1 mg/l, maailma tervishoiuorganisatsooni soovituslik piirnorm on alla 0,5 mg/l. Ajakirja Eesti Loodus 2005. aasta aprillinumbris on kirjeldatud normidest suuremat boorisisaldust neljakümnes Eesti veevärgis. 2013. aastal leidus terviseameti andmetel selliseid veevärke kolm. Suuremates veevärkides on kasutusele võetud puhastusseadmed. Näitena võib tuua Virtsu, kus pöördosmoosil põhinev seade eemaldab veest liigse boori.
Rohkem boori leidub taimses toidus (kompleksühendites sahhariididega), kogus oleneb pinnase boorisisaldusest (väljaspool Lääne-Eestit on see väike). Loomses ja tugevalt töödeldud toidus on boori napilt. Suhteliselt palju boori on puuviljades (ka siidris), eriti viinamarjades, muu hulgas rosinates ja veinis. Jättes kõrvale puuviljadest valmistatud kääritatud joogid, on Euroopa Liidu 10-milligrammist piirnormi lihtne ületada ka hibiskuseteed juues: piisab, kui juua alla poole liitri.
Toiduga seotud, aga siiski mõnevõrra teistsugune on olukord toidulisanditega. Euroopas võib toidulisandites booriallikana kasutada booraksit või boorhapet, päevase kogusena on lubatud kuni 10 milligrammi, minimaalset ja soovituslikku kogust ei ole kehtestatud. Boor kui toidulisand võiks parandada inimeste elukvaliteeti, suurendades skeleti vastupidavust koormusele ja ajahambale. Omaduste põhjal võib boorist kujuneda uus D-vitamiin ehk oluline terviseparandaja, mille kahjulikke toimeid on tublisti ülehinnatud ning kasulikke toimeid liiga kaua alahinnatud.
Artikkel ilmus jaanuari-veebruari Horisondis.
Silver Türk (1980) on meditsiinidoktor, Adeli rehabilitatsioonikeskuse füsioterapeut.