Metale
Toksykologia metali obejmuje wiele
pierwiastków, których masa atomowa
jest większa od masy atomowej sodu. Do
tej grupy zalicza się też pierwiastki o
charakterze półmetali jak
:
As
i
Sb
.
Właściwości takie jak: kowalność czy
wysokie przewodnictwo elektryczne i
cieplne sprawiły, że znalazły one duże
zastosowanie w różnych gałęziach
przemysłu. Większość metali odrywa
istotną rolę w prawidłowym
funkcjonowaniu organizmów żywych,
pełniąc w nim funkcję czynników
regulatorowych lub będąc składnikami
enzymów (koenzymy) jak
:
As, Ca, Cu, Fe,
Zn, Co, Mg, Se, V , Cr
(
tzw. pierwiastki
niezbędne
). Inne metale takie jak:
Hg,
Cd, Pb,
należą do metali toksycznych,
które nie są niezbędne dla organizmu.
Zawartość różnych pierwiastków w
organizmie człowieka zależy od:
dawki,
drogi wchłaniania, szybkości wydalania oraz
od sposobu odżywiania
.
Alkilowe połączenia metali ze względu na
właściwości
lipofilne
, są łatwo
transportowane przez błony komórkowe
tkanek.
Stopień rozdrobnienia cząstek
metali
znajdujących się w powietrzu oraz
ich
stopień utlenienia
odgrywają istotną rolę w
ich wchłanianiu i dystrybucji.
Charakterystyczną cechą nieorganicznych form
metali ciężkich (
As, Cd, Hg, Pb
) jest ich duże
powinowactwo do grup sulfhydroksylowych (
-SH
)
enzymów i białek, oraz grup
karboksylowych(
COOH
) aminokwasów. Zmiany w
syntezie białka i zaburzenia wytwarzania ATP, są
podstawowymi działaniami szkodliwymi metali,
które uszkadzają
błony komórkowe
oraz błony
organelli komórkowych
(mitochondriów,
lizosomów i jąder).
Zmiany procesów metabolicznych w organizmie
pod wpływem metali i metaloidów ujawniane są w
postaci skutków biochemicznych lub klinicznych,
których występowanie jest związane z krytycznym
stężeniem pierwiastków w narządach.
Arsen
Jest metaloidem. Temp. top. 817-818
0
C. W
stanie wolnym może występować na kilku
stopniach utlenienia od +3 do + 5.
Występuje w kilku odmianach
alotropowych (
ten sam stan skupienia, ale inne
właściwości fizyczne i chemiczne
):
α-żółta
najbardziej trwała,
β-czarna
i
γ- o
połysku
metalicznym, krucha, łamliwa i mało
plastyczna. Sole arsenu wykorzystywano
do celów morderczych (arszenik) i dlatego
zyskał miano
„króla trucizn”
.
Opracowana przez MARSHA w 1836 roku
metoda wykrywania arsenu, ograniczyła
jego zastosowanie w celach morderczych.
• Występuje
w ponad 160 minerałach. Do najczęściej
spotykanych to: arsenopiryt (FeAsS), aurypigment
(As
2
S
3
), arsenolit (AsO
6
)
• Otrzymuje
się go jako tritlenek arsenu (arszenik
-As
2
O
3
) przy wytopie rud: miedzi, ołowiu, niklu,
cyny, złota.
• Zastosowanie
- głównie w rolnictwie i leśnictwie
jako pestycydy, przy produkcji szkła, w garbarstwie
oraz do impregnacji drewna przed owadami i
grzybami. Dawniej w leczeniu kiły i schorzeń
wywołanych przez pierwotniaki. Jest stosowany do
produkcji wielu stopów jako środek zwiększający
trwałość i żaroodporność. Dodatek 0,5 % arsenu do
ołowiu zwiększa napięcie powierzchniowe metalu
co ułatwia odlewanie kulistego śrutu.
• Narażenie
- w hutach metali kolorowych
oraz przy produkcji pestycydów. W
populacji generalnej główne źródło
narażenia stanowi woda pitna, żywność
pochodzenia morskiego oraz powietrze.
Duże stężenia arsenu znajdują się w
rybach i skorupiakach.
Dzienne pobranie arsenu przez
człowieka waha się w granicach 10 -3070
μg.
Sam arsen i jego siarczki są
nierozpuszczalne i dlatego nie są
toksyczne ( nie wchłaniają się).
Wchłanianie
• Wchłanianie arsenu w organizmie zależy od
stopnia jego utlenienia.
• W warunkach przemysłowych główną drogą
wchłaniania jest układ oddechowy.
• Arsen i jego związki wchłaniają się również
drogą pokarmową (55-95 %) oraz przez skórę.
• We krwi arsen wiązany jest głównie przez
erytrocyty, gdzie jego stężenie jest ok. 10-
krotnie wyższe niż w osoczu. Z badań
pośmiertnych wynika, że u ludzi
nienarażonych zawodowo, arsen rozmieszcza
się równomiernie w ustroju (5-15μg/kgm.c.).
Mechanizm działania toksyczne
go
Wykazuje duże powinowactwo do grup –SH białek,
enzymów i koenzymów tworząc połączenia typu:
↗ HS - R ↗ S - R
R - As + → R – As
↘ HS - R ↘ S – R
Wywołują ich inhibicję , a szczególnie enzymów
NAD - zależnych. Nieorganiczne związki arsenu
zaburzają procesy metaboliczne komórek wątroby i
nerek
Rozkojarza procesy mitochondrialnej oksydacyjnej
fosforylacji.
Arsen i jego związki nieorganiczne mogą być
przyczyną powstawania nowotworów układu
oddechowego, skóry oraz innych narządów.
Arsen kumuluje się w tkankach bogatych w kreatynę
jak: włosy, paznokcie i skóra (
stężenie arsenu jest
wyższe nawet 20-krotnie
).
Biotransformacja
Związki arsenu w ustroju ulegają
biotranformacji w reakcjach
red-ox
(As
3+
↔
As
5+
) oraz metylacji, która zachodzi przy
udziale metylotranzsferaz i S-
adenozylometioniny lub nieenzymatycznie
głównie w wątrobie. Uważana jest ona za
formę detoksykacji, ponieważ organiczne
połączenia są mniej reaktywne oraz są
szybciej wydalane.
Działanie rakotwórcze (odległe) związane
jest z metylacją arsenu, która głównie
zachodzi w wątrobie.
Wydalanie
Mocz
jest podstawową drogą
wydalania wchłoniętego arsenu.
Inne drogi wydalania to
kał
, odkładanie
we
włosach i paznokciach
oraz
wydalanie
z
potem
( zapach czosnku)
łącznie niewielki procent.
Wydalanie arsenu związanego w
niektórych tkankach (np.: skóra)
zachodzi znacznie wolniej niż
pozostałego arsenu ogólnoustrojowego
Objawy zatrucia
Związki arsenu trójwartościowe są bardziej
toksyczne niż pięciowartościowe. Po zatruciu
arszenikiem, objawy mogą się pojawić już po kilku
ninutach (30-60 min.) lub po kilku godzinach w
zależności od dawki i formy przyjęcia (roztwory
lub substancja stała).
- ZATRUCIE OSTRE
–
po podaniu drogą pokarmową
:
ostry nieżyt żołądkowo-jelitowy (silne wymioty i
biegunka z domieszką krwi), zaburzenia wodno-
elektrolitowe, zapaść. Skóra bladoszara, nos,
uszy, części dystalne kończyn zasinione
(porażenie i uszkodzenie drobnych naczyń).
- drogą oddechową
: znaczne uszkodzenie błon
śluzowych układu oddechowego (nosa, gardła,
oskrzeli), oczu (zapalenie spojówek) i
odsłoniętych partii skóry.
Dawka przeciętna śmiertelna dla człowieka 70-
300 mg arszeniku !.
Zatrucie ostre-
forma porażająca
- po przyjęciu ok.
500 mg – śmierć następuje po kilku godzinach na
skutek porażenia oddechu i zapaści.
Przebieg wolniejszy „
postać choleryczna
” – silne
biegunki co prowadzi do odwodnienia, następnie
niewydolność krążenia i śmierć po 6-8 godzinach.
• ZATRUCIA PRZEWLEKŁE
– zmiany zapalne
skóry i błon śluzowych (z owrzodzeniami),
uszkodzenie nerwów obwodowych (przeczulica),
rogowacenie naskórka podeszew i dłoni, perforacja
przegrody nosowej, łuszczenie naskórka,
wypadanie włosów, zmiany martwicze w narządach
wewnętrznych. Brodawkowate zrogowacenia skóry
mogą przekształcić się po latach w zmiany
nowotworowe. Na płytkach paznokciowych
pojawiają się charakterystyczne białe pasma(linii).
Obserwuje się zaburzenia ze strony układu
pokarmowego i zmniejszenie masy ciała.
• DZIAŁANIE ODLEGŁE
Nieorganiczne związki arsenu wykazują
działanie nowotworowe u ludzi. Długotrwałe
narażenie (kilka lat) drogą inhalacyjną,
prowadzi do znacznego zwiększenia
zapadalności na nowotwory płuc, natomiast
po doustnym podawaniu związków arsenu,
obserwowano głównie nowotwory skóry.
Przy długotrwałym podawaniu związków
arsenu powstaje pewna odporność organizmu
i przyzwyczajenie. Nawet dawki śmiertelne nie
wywołują zatrucia. Ta swego rodzaju
„odporność” powstaje wskutek utrudnionego
wchłaniania, zwiększonej biotransformacji i
zwiększonego wydalania arsenu z moczem.
Ocena narażenia:
Ocena narażenia oparta jest na pomiarze stężenia arsenu
w powietrzu i porównanie jej z normą higieniczną tj.
NDS-em.
NDS
- 0,01 mg As/m
3
- dla arsenu i jego związków,
DSB
- 35 μg As/
dm
3
moczu przeliczeniu na średnią
gęstość
moczu 1,024 g/
ml.
Pomoc w zatruciach.
Sprowokować wymioty, podać roztwór białka jaja
kurzego, mleko, tlenek magnezu, węgiel aktywny,
BAL
(dimerkaprol) przy zatruciu związkami nieorganicznymi
oraz witaminy: B
1
, B
2
, E.
W zatruciach związkami organicznymi podawać –
penicylaminę.
Kadm
Jest metalem srebrzystobiałym, zaliczany do metali
ciężkich. Temp. top. 321
0
C. W temperaturze 300
0
C
przechodzi w stan gazowy.
Pary kadmu (aerozol) szybko ulega utlenieniu do
tlenku kadmu (pomarańczowo-żółty dym).
Kadm i jego związki nieorganiczne w powietrzu
środowiska tworzą aerozole.
Występowanie
W przyrodzie występuje w rudach cynkowych i
ołowiowych
Otrzymywanie
Przez ługowanie surowców zawierających kadm,
roztworem kwasu siarkowego.
• Zastosowanie
Ze względu na swoje właściwości fizyko-
chemiczne i łatwej obróbce przemysłowej
znalazł zastosowanie w zabezpieczaniu przed
korozją. Przy produkcji akumulatorów
zasadowych tzw. Baterii niklowo-kadmowych.
Stosowany jest do wyrobu stopów z miedzią, w
elektronice, reaktorach jądrowych jako regulator
łańcuchowej reakcji rozczepiania uranu przez
wychwyt neutronów.
Chlorek kadmu –stosowany jest jako pestycyd,
w produkcji błon filmowych i barwienia tkanin.
Siarczan kadmu używany jest jako stabilizator
w produkcji tworzyw sztucznych i barwników.
Narażenie
Głównie w zakładach przemysłowych produkujących
stopy, hutnictwie cynku, galwanizacji stali, w
spawalnictwie, przy produkcji akumulatorów. Skażenie
środowiska związane jest głównie z przemysłem
metali niezależnych, a zwłaszcza cynku, ołowiu i
miedzi. Istotnym źródłem narażenia ludzi na kadm
jest pożywienie i woda, a szczególnie populacji
zamieszkałej w pobliżu zakładów przemysłowych.
Wchłanianie
W warunkach przemysłowych i z środowiska (również
u palaczy) przez układ
oddechowy
. Przez układ
pokarmowy
po pobraniu z żywnością. Zawartość w
żywności takich pierwiastków jak: żelazo, wapń, cynk,
białka ma istotne znaczenie w jego wchłanianiu.
W układzie pokarmowym kadm wchłania się
w ok. 10
%
całości dostarczonej z pokarmem.
Biotransformacja
Po wniknięciu do organizmu , kadm we
krwi
wiązany
jest przez krwinki czerwone (ponad 70 %), a w
osoczu
występuje w postaci kompleksów z białkami
wielkocząsteczkowymi, natomiast jego kompleksy z
białkami niskocząsteczkowymi ulegają resorpcji
zwrotnej w kanalikach nerkowych. W wątrobie, kadm
po uwolnieniu się z kompleksów
wielkocząsteczkowych białek, wiążą się z
metalotioneiną
(MT).
Metalotioneina
jest niskocząsteczkowym białkiem
wiążącym metale, które odgrywają kluczową rolę w
metabolizmie kadmu. Jest czynnikiem
zapobiegającym występowaniu toksycznych efektów
działania kadmu.
Docelowym narządem kumulującym kadm są nerki !.
Kumulacja kadmu odbywa się przez całe życie !.
Wydalanie
Narażenie zawodowe na związki kadmu
powoduje zwiększenie wydalania tego
metalu z moczem, przy czym dynamika
wydalania zależy od wielkości dawki,
czasu narażenia oraz stanu nerek.
Kadm obecny w moczu w postaci
kompleksu z
metalotioneiną
jest
usuwany z osocza w wyniku
przesączania kłębuszkowego i ulega
resorpcji zwrotnej w kanalikach
nerkowych albo jest wydalany z moczem.
Kadm wchłonięty z żywnością wydalany
jest z kałem.
Mechanizm działania
toksycznego
Kadm związany z
metalotioneiną
nie działa toksycznie.
Wolne jony kadmu, tworzą wiązania, kowalencyjne i
jonowe z atomami siarki, wodoru i tlenu, występującymi
w elementach makro- i mikrocząsteczkowych składników
komórek. Kadm zmienia też metabolizm
pierwiastków
niezbędnych
jak: cynk, miedź, żelazo, magnez, wapń i
selen na zasadzie interakcji, co powoduje zmiany
morfologiczne i czynnościowe w określonych narządach.
Jony kadmu wywołują rozprężenie fosforylacji
oksydacyjnej w mitochondriach komórek wątroby i
nerek, hamują oddychanie tkankowe, zmniejszają
aktywność enzymów związanych z procesami transportu
jonów sodowych i potasowych. Zmniejszają aktywność
oksydaz o funkcji mieszanej, indukują peroksydazę
lipidów oraz powodują zaburzenia metabolizmu
węglowodorów i zmniejszają wydzielanie insuliny.
Objawy zatrucia
ZATRUCIA OSTRE
W przypadku narażenia
drogą oddechową
efekt
toksyczny uzależniony jest od wielkości dawki,
która odpowiada iloczynowi stężenia i czasu
narażenia.
Objawy: zapalenie tchawicy i oskrzeli, toksyczne
zapalenie i obrzęk płuc co może doprowadzić do
śmierci. Stwierdza się gorączkę, bóle gardła i w
klatce piersiowej, zaburzenia oddychania, kaszel
i zapalenie spojówek.
Późnym następstwem zatrucia może być
zwłóknienie śródmiąższowe płuc oraz zmiany w
obrębie tętnic płucnych pod postacią przyrostu
mięśni okrężnych i zmian miażdżycowych.
Po zatruciach
drogą pokarmową
, obserwuje się:
wymioty, biegunkę i silne bóle brzucha.
ZATRUCIA PRZEWLEKŁE
Rozwijają się u osób narażonych przynajmniej
kilkanaście lat (ok. 25) na pyły i aerozole
kadmu i jego związków. Podstawowym
objawem to: rozedma płuc i uszkodzenie
czynności nerek.
Pod wpływem kadmu występuje początkowo
uszkodzenie kłębuszków, a później kanalików
nerkowych, któremu towarzyszy zwiększone
wydalanie białek wielkocząsteczkowych
(albuminy, transferyny, immunoglobiny), a
następnie zaburzenie resorpcji zwrotnej,
któremu towarzyszy wzrost wydalania białek
małocząsteczkowych. (β-mikroglobulin ,
lizozym, białko wiążące retinol).
Stwierdza się zanik i upośledzenie
powonienia, zmiany patologiczne w
układzie kostnym (
osteoporoza
), bóle
kończyn i kręgosłupa, trudności w
chodzeniu „
kaczy chód
”, powstanie
niedokrwistości niedobarwliwej.
Podobne objawy zatrucia obserwowano u
mieszkańców doliny rzeki Jintsu(Japonia),
zwłaszcza u kobiet, wieloródek (po 50-ce),
gdzie nawadniano pola ryżowe wodą
skażoną kadmem, cynkiem i ołowiem.
Choroba ta została opisana w 196 roku pod
nazwą
„ itai – itai
”(ouch – ouch).
Kadm i jego związki uznano za czynnik
rakotwórczy !.
Pomoc w zatruciach
Przy zatruciu kadmem nie podawać
BAL-u i penicylaminy, gdyż ich
kompleksy z kadmem w czasie rozkładu
wykazują działanie nefrotoksyczne.
Leczenie polega więć na postępowaniu
objawowym.
W zatruciach drogą pokarmową podaje
się
mleko i białko jaj
.
Konieczne jest leczenie uszkodzenia
wątroby i niewydolności nerek.
Ocena narażenia
Ocena narażenia na kadm oparta jest na
pomiarze jego stężenia w powietrzu w
przeliczeniu na kadm i porównaniu z normą
higieniczną tj. NDS-em..
NDS - 0,02 mg Cd/m
3
- dla dymów kadmu,
NDS - 0,04 mg Cd/m
3
-
dla pyłu kadmu.
DSB - 10 μg Cd/dm
3
krwi i 10 μg Cd/g kreatyniny.
Mangan
•
Metal o kolorze szarobiałym, twardszy od żelaza,
bardzo kruchy. Temp. Top. 209
0
C. Z halogenkami
tworzy najtrwalsze sole zw. dwuhalogenkami jak:
MnCl
2
, MnBr
2
, MnJ
2
, w których mangan jest
dwuwartościowy.
Mangan jest pierwiastkiem niezbędnym dla
człowieka i zwierząt spełniając rolę przenośnika
tlenu w procesach oksydoredukcyjnych !.
Mangan odgrywa ważną rolę w biotransformacji
węglowodanów, lipidów, w procesach formowania
tkanki łącznej, kości wzrostu i reprodukcji. Wchodzi
w centrum katalityczne wielu enzymów, stanowiąc
grupę prostetyczną lub będąc kofaktorem. Należą
do nich: dipeptydaza, arginaza, dehydrogenaza
kwasu cytrynowego. Wykazano również udział
manganu w centrum aktywnym dysmutazy
nadtlenkowej – enzymu biorącego udział w
zmniejszaniu stężenia
WRT
odpowiadających za
rozwój nowotworów.
Występowanie
Jest pierwiastkiem szeroko
rozpowszechnionym w skorupie
ziemskiej, występuje w postaci
minerałów w towarzystwie innych
metali jak: cynku, kobaltu, niklu,
żelaza. Najbardziej znanym
minerałem jest piroluzyt zwany
inaczej
brausztynem (MnO
2
),
zawierający 60-63 % manganu.
Zastosowanie
Tworzy wiele związków metaloorganicznych
m.in.:
metylocyklopentadienylotrikarboksylowy
[CH
3
C
5
H
4
Mn(CO)
3
], który dodawany jest do
benzyny jako środek przeciwstukowy,
Używany jest przeważnie jako utleniacz w
procesach metalurgicznych oraz służy do
wytwarzania stopów. Używany jest jako
środek dezynfekcyjny, wybielający,
odbarwiający, wysuszający oraz w
laboratoriach chemicznych. Używany jest w
przemyśle chemicznym, ceramicznym,
włókienniczym, do wyrobu elektrod
spawalniczych, barwników, preparatów
ochrony roślin, nawozów sztucznych.
Narażenie
Narażenie na mangan występuje w
górnictwie rud manganowych, w hutnictwie
przy odlewaniu i rafinacji. Źródłem
zanieczyszczenia środowiska jest hutnictwo,
spawanie i cięcie metali.
Wchłanianie
Związki manganu, a przede wszystkim
tlenek manganu dobrze wchłania się drogach
oddechowych. Wchłania się również po
podaniu drogą pokarmową w 3-7,5 %.
Biotransformacja
Mangan ulega biotransformacji w wątrobie. W
biotransformacji początkowo pośredniczy
transferyna. Mangan jest absorbowany przez
hepatocyty. Okres połowicznego zaniku wynosi ok.
37 dni. U człowieka biotransformacja manganu jest
ściśle związana z biotransformacją z żelazem.
Dlatego długotrwałe podawanie żelaza, podobnie jak
i związków wapnia wleczeniu osteoporozy może
zmniejszyć wchłanianie manganu prowadząc do
niedoborów jego w tkankach. Również fosforany
podawane do żywności jako konserwanty
zmniejszają absorpcję manganu z przewodu
pokarmowego.
Metal ten przenika przez barierę krew-mózg i
łożysko.
Wydalanie
Nieorganiczne związki manganu wydalają się
głównie z kałem (40-70 %). Z moczem wydala
się ok. 0,1-1,3 5 wchłoniętej dawki. Wydalany
jest również z potem i mlekiem.
Związki organiczne manganu wydalają się z
moczem w takim samym stopniu jak z kałem.
Mechanizm działania
toksycznego
Badania doświadczalne wykazują, że mechanizm
działania toksycznego związany jest z jego
wartościowością. Związki manganu zarówno
dwuwartościowe jak i trójwartościowe wykazują
działanie neurotoksyczne.
Niedostateczna podaż manganu w okresie
rozwoju płodu może powodować wady
wrodzone u dziecka w wytwarzaniu
prawidłowym tkanki łącznej, a także zmiany
negatywne (deformacje) w układzie kostnym.
Nadmanganian potasowy podany do ustnie w
formie roztworu o stężeniu większym niż 5 %
(o barwie ciemnofioletowej) wykazuje działanie
drażniące na błony śluzowe, prowadzące do
martwicy rozpływowej podobnie jak w
zatruciach silnymi zasadami. Ponad to
wywołuje zmiany zwyrodnieniowe w wątrobie i
nerkach.
Objawy zatrucia
ZATRUCIA OSTRE
Po spożyciu nadmanganianu potasowego,
występują brązowe przebarwienia, oraz obrzęk
błony śluzowej jamy ustnej i gardła, obrzęk
głośni z
stridorem
( zesztywnienie strun
głosowych) i kaszel. W przewodzie
pokarmowym w miejscu kontaktu powstają
ogniska martwicze. Przyczyną śmierci może być
ostra niewydolność krążenia, krwotok i
perforacja przełyku i żołądka. Mogą wystąpić
objawy uszkodzenia nerek z skąpomoczem lub
bezmoczem oraz uszkodzenie wątroby z
żółtaczką
ZATRUCIA PRZEWLEKŁE
Zatrucia powstają w warunkach przemysłowych, które
ujawniają się powoli, niekiedy po 2-3 latach. Związki
manganu w postaci pyłów i dymów prowadzą do
podrażnienia dróg oddechowych i tzw. „
manganowego
zapalenia płuc
”. Narażenie na pyły trwające kilka lat
powoduje uszkodzenie o.u.n., polegające na zniszczeniu
komórek zwojowych. Objawy przypominają
chorobę
Parkinsona
. Stwierdza się apatię, bóle głowy, brak
łaknienia, osłabienie. Następnie ujawniają się zaburzenia
psychomotoryczne , ślinotok i
dyzartia
(zaburzenia
mowy). Zmienność nastroju ( na zmianę płacz i śmiech),
drżenie kończyn, maskowaty wyraz twarzy, trudności w
chodzeniu (
koguci chód
), mikrografia oraz zmiany we
krwi jak: hiperbetaglobulinemia, zwiększenie stężenia
bilirubiny, zwiększenie aktywności aminotransferazy
asparaginianowej, zmniejszenie dehydrogenazy
mleczanowej.
Ocena narażenia
Pomiar stężenia manganu i jego związków w
powietrzu w (przeliczeniu na mangan) i porównaniu z
NDS.
NDS - 0,3 mg/m
3
NDSCh - brak
Stężenie fizjologiczne w moczu wynosi mniej niż 10
μg/L.
Wykazano pozytywną korelację między stężeniem
manganu w powietrzu, a jego wydalaniem z moczem.
Objawy neurologiczne u ludzi wykazano gdy stężenie
manganu w moczu przekracza 45 μg/ dm
3
.
Pomoc w zatruciach
Należy dokładnie wypłukać jamę ustną i
gardło, a następnie podać doustnie mleko w
celu unieczynnienia zażytego
nadmanganianu.
Przy pobraniu wysokich dawek
nadmanganianu, pomimo pewnego
niebezpieczeństwa można podjąć próbę
ostrożnego płukania żołądka mlekiem lub
wodą z węglem aktywnym.
Leczenie objawowe.
Ołów
Jest jednym z najbardziej toksycznych metali o
niebieskawym lub srebrnoszarym zabarwieniu.
Temp. top. wynosi 327,5
0
C. W związkach
nieorganicznych występuje na +2 i +4 stopniu
utlenienia. Nieorganiczne sole ołowiu jak: siarczek
ołowiawy i tlenek ołowiu są słabo rozpuszczalne,
lepiej są rozpuszczalne azotany i chlorany.
Występowanie
Najważniejszym źródłem ołowiu są skały magmowe i
metamorficzne zawierające ołów w stężeniach 10-20
mg/kg., oraz w łupkach osadowych i piaskowych o
zawartości 10-70 mg/kg. Największe jego ilości
występują w takich minerałach jak: ceruzyt (PbCO
3
),
galena (PbS) oraz anaglezyt ( PbSO
4
).
Zastosowanie
Ołów wykorzystuje się do produkcji akumulatorów,
kabli, drutów, stopów lutniczych, w przemyśle
chemicznymdo produkcji łożysk, czcionek
drukarskich, do produkcji osłon zabezpieczających
przed promieniowaniem radioaktywnym, do
produkcji barwników i insektycydów . Jako
czteroetylek ołowiu dodawany jest do benzyny jako
środek przeciw stukowy.
Narażenie
Do głównych źródeł narażenia populacji generalnej
na ołów należy żywność, gleba i kurz. Kontakt z
glebą i kurzem jest istotny w stosunku do dzieci. W
pobliżu hut lub w rejonach o dużym nasileniu ruchu
samochodowego istotnym źródłem narażenia
populacji generalnej jest powietrze atmosferyczne.
Narażenie zawodowe występuje w hutach przy
wytopie ołowiu jego rafinacji i przetwarzaniu.
Wchłanianie
W warunkach przemysłowych główną drogą
wchłaniania jest układ oddechowy ( ok. 40% ołowiu
zawartego w powietrzu).
Ilość ołowiu wchłonięta do organizmu człowieka przez
układ oddechowy na stanowiskach pracy oraz z
środowiska zależy od: postaci, drogi wchłaniania,
czasu narażenia, głębokości i częstości oddechu, płci
i wieku.
Dla populacji generalnej podstawowe zagrożenie
stanowi żywność. Wchłanianie z przewodu
pokarmowego u osób dorosłych wynosi ok. 10 %, a u
dzieci do 8 lat nawet do 50 %.
Żelazo, wapń i fosforany zawarte w diecie
obniżają
wchłanianie, a kwas cytrynowy i askorbinowy
podwyższają
wchłanianie.
• Biotransformacja
Ołów wchłonięty do organizmu, przedostaje się do
krwi obwodowej, gdzie jest wiązany głównie przez
błony erytrocytów (99 %), powodując ich kruchość i
łamliwość. Następnie jest rozprowadzany narządów
miąższowych jak: wątroba , płuca, nerki i serce, które
w raz z krwią stanowią „
pulę szybko wymienną
”.
Następnie ołów gromadzi się gromadzi się w skórze,
mózgu, mięśniach i rdzeniu kręgowym stanowiąc tzw.
„
pulę średnio wymienną
”. W końcowym etapie ołów
wolno ale po bardzo długim okresie odkłada się w
tkance kostnej i zębach stanowiąc tzw. „
pulę wolno
wymienną
”. Stężenie ołowiu w kościach zwiększa się
przez całe życie i stanowi odzwierciedlenie wielkości
narażenia. Kumulacja rozpoczyna się w życiu
płodowym, ponieważ ten metal b. łatwo przechodzi
przez
barierę łożyska
. Jego stężenie w krwi noworodka
jest podobne do stężenia w krwi matki.
Charakterystyczną cechą w rozmieszczeniu ołowiu
w ustroju jest jego kumulacja w kościach !!.
Częściowo odkłada się w wątrobie i nerkach
uszkadzając te narządy.
Wydalanie
Główną drogą wydalania ołowiu stanowi mocz (76
%), następnie kał ( 16 %) i około 8% innymi
drogami. Stężenie w mleku kobiet karmiących
wynosi do 12 μg/l.
Mechanizm działania toksycznego
Ołów hamuje aktywność wielu enzymów,
najwyraźniej ujawnia się to w zaburzeniach
układu krwiotwórczego, skraca czas przeżycia
krwinek czerwonych i pobudza erytropoezę.
Ołów hamuje syntezę hemu.
Ołów może również wywołać uszkodzenie układu
nerwowego, czynność nerek oraz wywołać
zaburzenia żołądkowo-jelitowe.
Objawy zatrucia
ZATRUCIA OSTRE
Zdarzają się bardzo rzadko, a obserwowane
objawy dotyczą układu pokarmowego, nerek i
ośrodkowego układu nerwowego.
Objawy
: - pieczenie w ustach, wymioty, kolka
jelitowa, biegunka, przechodząca w skurczowe
zaparcie, spadek ciśnienia krwi i temperatury
ciała
Równocześnie występuje krwiomocz,
proteinuria, skąpomocz i uszkodzenie o.u.n.
Związki organiczne ołowiu są bardziej
toksyczne od ich nieorganicznych połączeń
(np.
tetraetylek ołowiu)
- powoduje uszkodzenie
układu nerwowego
(wymioty, wzmożenie
odruchów, drgawki, drętwienie języka i kończyn.
ZATRUCIA PRZEWLEKŁE
Objawy zatrucia dotyczą głównie:
- hematopoezy
(hamuje syntezę hemoglobiny, skrócenie czasu
przeżycia erytrocytów),
- o.u.n.
(upośledzenie rozwoju intelektualnego, upośledzenie
ruchowe),
- obwodowego układu nerwowego
(porażenie prostowników,
oraz opadanie ręki w wyniku porażenia nerwu
promieniowego).
- nerek
(zanik kłębuszków, zmiany kanalikowe- objawiającymi
się wzmożonym wydalaniem aminokwasów,
fosforanów i
glukozy z moczem).,
- układu pokarmowego
(kolka ołowiowa skurcze m. gładkich
jelit).
- zwiększone wydalanie kwasu δ-aminolewulinowego z
moczem,
- zaburzenie czynnościowe wątroby.
W zatruciu przewlekłym skóra ma
bladoszare zabarwienie z odcieniem żółtym
z powodu skurczu tętniczek skóry i
niedokrwistości (uszkodzenie erytrocytów).
Na dziąsłach pojawia się „
rąbek ołowiczy
”.
Dzieci oraz osoby narażone zawodowo,
stanowią populację krytyczną dla
przewlekłego narażenia na ołów.
Układ krwiotwórczy i obwodowy układ
nerwowy są układami krytycznymi u
dorosłych, natomiast u dzieci jest nim
ośrodkowy układ nerwowy.
Ołów i jego związki nieorganiczne działają
toksycznie na płód !.
Śmiertelna dawka soli ołowiu (octan,
węglan) podanej drogą pokarmową wynosi
dla człowieka 20-30 g.
Pierwsza pomoc
Nie podawać BAL-u
– daje objawy nieporządane.
Podaje się warsenian wapniowo- disodowy
( Chelaton)
względnie
BMSA
(kwas dimerkapto bursztynowy).
Ocena narażenia
Pomiar stężenia ołowiu i jego związków (przeliczeniu
na ołów) w powietrzu.
- NDS - 0,05
- NDSCh -brak
Dopuszczalne wartości biologiczne (
DSB
)
:
- ołów we krwi (Pb-B w μg/l )
< 100
500
- ALA-U (mg/l),
6
8
- protoporfiryna w erytrocytach ( wg/l )
350
700
Rtęć
Jest metalem ciekłym w temperaturze
pokojowej. Temperatura topnienia 356,58
0
C.
W środowisku występuje na +1 i oraz +2
stopniu utlenienia. Bardzo łatwo rozdrabnia
się na kuleczki po rozlaniu.
Występowanie
Największe stężenie tego metalu występuje
na ogół w łupkach węglowych i bitumicznych
oraz w zasadowych skałach krystalicznych.
W przyrodzie najczęściej występuje w
postaci siarczków -
cynober
(HgS).
Zastosowanie
Rtęć wykorzystuje się w elektrotechnice
(kontakty, baterie alkaliczne, świetlówki) oraz w
produkcji aparatury pomiarowej (termometry,
manometry, barometry). Ma zastosowanie przy
elektrolitycznej produkcji chloru i sody
kaustycznej, w stomatologii (amalgamat), w
produkcji farb, pestycydów, katalizatorów i w
przemyśle zbrojeniowym do produkcji
detonatorów.
Narażenie
Narażenie zawodowe na rtęć dotyczy głównie
par rtęci i występuje głównie w przemyśle
wydobywczym, w zakładach produkujących chlor
oraz przy produkcji barwników i fungicydów.
Narażenie na rtęć metaliczną (elementarną)
występuje głównie w przemyśle.
Nagromadzenie rtęci w
żywności
pochodzenia morskiego i lądowego stwarza
ryzyko dla człowieka, głównie przez
spożywanie ryb (tuńczyka, krabów i ślimaków)
oraz ptactwa łownego z terenów gdzie
stosuje się fungicydy.
Źródłem rtęci zanieczyszczającej
środowisko
jest spalanie produktów ropy naftowej i węgla
(elektrownie) oraz zanieczyszczenie rzek oraz
zatok mórz i oceanów.
W
środowisku
krążenie rtęci pochodzenia
naturalnego w postaci par, ma istotny wpływ na jej
zawartość w glebie i wodzie.
Rozróżnia się dwa cykle transportu i przemian
rtęci w środowisku:
globalny oraz lokalny
.
Cykl globalny
obejmuje uwalnianie rtęci do
atmosfery w wyniku naturalnych procesów
zachodzących w środowisku oraz w wyniku
działalności człowieka, a następnie deponowanie
jej na powierzchni wraz z opadami deszczu.
Naturalne procesy w środowisku to: emisja
wulkaniczna, wietrzenie skał oraz redukcja rtęci
dwuwartościowej do rteci jedno wartościowej.
Cykl lokalny
zachodzi w mułach i osadach wód
powierzchniowych i polega na metylacji rtęci
dwuwartościowej do metylortęci i dwumetylortęci.
Rtęć elementarna
w wodzie deszczowej, tworzy
związki po utlenieniu jej do rtęci dwu
wartościowej.
W zbiornikach wodnych, zarówno w wyniku
reakcji chemicznych jak i pod wpływem czynników
biologicznych, a zwłaszcza aktywności bakterii
powstają związki
metylo- i dwumetylortęciowe
.
Metylacja rtęci może zachodzić na drodze:
- enzymatycznej
(w warunkach aerobowych) w
szlaku syntezy metioniny, gdzie jak gdyby „ przez
pomyłkę” rtęć wiąże się z hemocysteiną , a
następnie kompleks ten ulega metylacji.
- nieenzymatycznej
(w warunkach anerobowych)
zachodzi w głębszych warstwach mułów i osadów
w wyniku bezpośredniej metylacji rtęci
dwuwartościowej przez
metylokobalaminę
wytwarzaną przez bakterie metanogenne
zwłaszcza z rodzaju
Pseudomonas
.
Metylortęć może ulegać dalszej metylacji do
lotnego i nierozpuszczalnego w wodzie dimetylku,
który jest uwalniany do atwosfery.
Wchłanianie
Rtęć metaliczna
wydajnie wchłania się w
drogach oddechowych (ok. 80 % dawki),
natomiast praktycznie nie wchłania się z
przewodu pokarmowego.
Związki nieorganiczne i organiczne rtęci
wchłaniają się z przewodu pokarmowego.
Istnieją dane, że nieorganiczne związki
rtęci wchłaniają się przez skórę.
Biotransformacja
Istotną cechą
rtęci elementarnej
jest jej
lipofilność, a tym samym łatwo przenika barierą
krem/mózg i krew/łożysko. Część par rtęci,
która nie uległa utlenieniu we krwi, dociera do
mózgu stanowiącego narząd krytyczny przy
narażeniu na pary rtęci.
Rtęć nieorganiczna
ulega głównie
deponowaniu w korze nerek, gdzie jest wiązana
przez metalotioneinę. Ten kompleks nie
wywiera działania toksycznego na komórkę.
Sądzi się, że uszkodzenie nerek zachodzi
dopiero przy dawkach rtęci przekraczających
zdolność wiązania jej przez metalotioneinę
nerkową.
Wydalanie
Wydalanie rtęci z organizmu odbywa się głównie z
moczem i kałem.
Mechanizm działania toksycznego
Mechanizm działania toksycznego rtęci polega
głównie na inhibicji wielu enzymów ponieważ rtęć
wykazuje duże powinowactwo do grup –SH białek i
błon komórkowych
Pary rtęci
metalicznej w procesie oddychania
dostają się do krwi i w krwinkach czerwonych
ulegają utlenieniu.
Pewna ilość rtęci elementarnej , pozostająca we
krwi, przenika przez barierę krew/mózg i barierę
łożyska, powodując odkładanie rtęci w mózgu i w
tkance płodu.
Rtęć podobnie jak inne metale indukuje
biosyntezę metalotioneiny. Proces ten odgrywa
rolę detoksykacyjną w zatruciach rtęcią.
Objawy zatrucia
Toksyczność związków rtęci zależy od ich
rozpuszczalności i stopnia wchłaniania.
Nieorganiczne
związki rtęci są dobrze rozpuszczalne w wodzie i
gromadzą się głównie w części korowej nerek i innych
narządach miąższowych.
Organiczne
związki rtęci są
b. dobrze rozpuszczalne w lipidach i gromadzą się w
tkance nerwowej. W organizmie ulegają rozpadowi, a
jony rtęci łączą się z grupami funkcyjnymi enzymów.
ZATRUCIA OSTRE:
-
przez drogi oddechowe
– podrażnienie dróg
oddechowych, ostre zapalenie oskrzeli, oskrzelików i
śródmiąższowe zapalenie płuc oraz czarny „ rąbek
rtęciowy”.
-
drogą pokarmową
- objawy ze strony układu
pokarmowego (metaliczny smak w ustach, nudności,
wymioty i biegunki) oraz uszkodzenie czynności nerek
(bezmocz i uremia).
ZATRUCIA PRZEWLEKŁE
- drogą oddechową (pary)
– układem
krytycznym jest o.u.n. obserwuje się:
drżenie palców, rąk, ramion, glowy,
zaburzenia umysłowe, zapalenie dziąseł,
objawy pobudliwości nerwowej i
bezsenność, uszkodzenie dziąseł i
rozchwianie zębów, arytmizm ( zmiana
nastroju, stan nieświadomości, duża
wrażliwość, zniechęcenie i stan agresji),
ataksja ( zachwianie równowagi bezwład).
Nie stwierdzono działania rakotwórczego,
mutagennego i teratogennego rtęci.
Zanotowano wiele epidemii zatruć związkami rtęci
na świecie wśród ludzi spożywających
ryby
zawierające te związki i
pieczywo
wypiekane z mąki,
którą otrzymano z ziaren zaprawianych fungicydem
metylortęciowym
.
Ustalono, że istnieje zależność dawka-efekt lub
dawka- reakcja.
Stwierdzono zależność między metylortęcią
nagromadzoną w organizmie, a nasileniem objawów
chorobowych.
Objawy zatrucia organicznymi związkami rtęci
opisano w chorobie
„Minamata”
do tych objawów
należą:
parastezja
(drętwienie warg, języka,
mrowienie kończyn),
ataksja
(postępująca
bezwładność ruchowa),
dyzartria
(zaburzenie
mowy),
głuchota, śmierć
.
Pierwsza pomoc
Usunięcie trucizny przez wymioty lub płukanie
żołądka. Jednocześnie podaje środki wiążące rtęć Jak:
mleko, białko jaja kurzego, węgiel aktywny.
Przy zatruciu
nieorganicznymi i organicznymi
związkami rtęci
,
wskazane jest podanie jak
najszybciej
DMPS
i
Unithiol
(pochodne BAL-u),
kompleksy te są b. dobrze rozpuszczalne w wodzie, a
tym samym nie dochodzi do restrybucji rtęci z
narządów do mózgu, jak to ma miejsce w przypadku
nietrwałego kompleksu rtęci z BAL-em.
W
zapaleniu jelit
, konieczne jest poda środków
łagodzących jak: mleko, węglan magnezowy, skrobia i
leki p. bólowe.
Uszkodzenie nerek
przez rtęć można zapobiec przez
zastosowanie wczesnej hemodializy (w pierwszej
dobie).
Ocena narażenia
Pomiar rtęci jej związków w powietrzu
(przeliczając na rtęć).
- NDS (dla par rtęci) -
0,025 mg/m
3
;
NDSCh
- 0,2 mg/ m
3
.
- NDS ( dla zw. nieorg.) -
0,05 mg/m
3
; NDSCh
- 0,15 mg/ m
3
.
- NDS ( dla zw. org.) -
0,01 mg/m
3
, NDSCh
- 0,03 mg/m
3
.
- DSB -
50 μg Hg/g kreatyniny.