Zatrucie związkami arsenu

opracował prof. dr hab. Marcin Świtała

Materiały wykładowe z przedmiotu

Toksykologia weterynaryjna (tydzień 4. w. 5/2011)

Katedra Biochemii , Farmakologii i Toksykologii

Wydział Medycyny Weterynaryjnej

Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu

Arsen (As) w stanie wolnym występuje w kilku odmianach
allotropowych w tym także jako forma metaliczna.
W związkach wykazuje następujące stopnie utlenienia -3,
+3 i +5
W przyrodzie arsen występuje w licznych minerałach.
Należy do nich : aurypigment (As

2

S

3

), realgar (AsS),

arsenolit (As

4

O

6

) i arsenopiryt (FeAsS) oraz w postaci

arsenków i arsenosiarczków metali ciężkich - Fe, Ni, Co,
Cu.
Otrzymywany jest z rud lub jako produkt uboczny przy
pozyskiwaniu złota, kobaltu, niklu, cynku i miedzi

WSTĘP

Arsen jest pierwiastkiem rozpowszechnionym w
środowisku.

Stężenie arsenu w okolicach przemysłu wykorzy-
stującego związki arsenu jest duże.

Żywność pochodząca z okolic hut metali koloro-wych
może zawierać 100-2500

/

ug As /g masy.

Woda w okolicach skażonych może zawierać do 10

/

ug

As /L, a w niektórych krajach stwierdza się aż 3 mg
As/L Silne skażenia wód morskich powodują dużą
zawartość tego pierwiastka w rybach morskich,
ostrygach i skorupiakach.

Związki arsenu znajdują lub znajdowały liczne zastosowania :



w przemyśle do produkcji szkła, barwników, środków

bojowych, impregnatów do drewna, jako dodatek do
stopów metali

 w chowie zwierząt - w krajach zachodnich stosowany

jest kwas arsenilowy w celu przyśpieszania wzrost u
drobiu i świń (nie w Polsce)



w rolnictwie jako składnik pestycydów - stosowane były

zarówno nieorganiczne jak i organiczne połączenia arsenu



w lecznictwie człowieka niektóre związki arsenu były

stosowane jako leki (płyn Fowlera w leczeniu
niedokrwistości)

Zatrucia związkami arsenu u zwierząt obecnie występują
rzadko z powodu znacznego ograniczana w stosowaniu tych
związków.

Zatrucia mogą mieć charakter ostry, podostry lub
przewlekły

Przyczyny zatrucia

 Przyczyną ostrych i podostrych zatruć mogą być

pestycydy (insektycydy i herbicydy) przechowywane w
gospodarstwach,

 impregnaty do drewna zawierające arsen,
 opakowania bądź kontenery, w których przewożono

preparaty arsenowe, a następnie karmę, oraz

 zatrucia celowe.

Przyczyną zatruć przewlekłych są głównie zanieczyszczenia
przemysłowe, głównie z okolic hut metali kolorowych.

Do związków chemicznych, które mogą być zawarte w w/w
preparatach należą organiczne i nieorganiczne związki
arsenu trójwartościowego i pięciowartościowego.

Są to - trójtlenek arsenu (arszenik As

2

O

3

), arsenin sodowy,

i potasowy, acetyloarsenin miedziowy, pięciotlenek arsenu,
arsenian sodowy i potasowy, metanoarsenki - sodowy
(MSMA), dwusodowy (DSMA), amonowy (MAMA)

Związki te w organizmie odłączają arsen w formie prostych
jonów i wywołują charakterystyczne objawy zatrucia
arsenowego.

Toksyczność

Toksyczność związków arsenu zależy od składu
chemicznego preparatu, rozpuszczalności związku, drogi
wprowadzenia i od reakcji osobniczej.

As

+3

jest bardziej toksyczny niż As

+5

Dawki letalne dla wszystkich gatunków zwierząt wynoszą
od 5 do 25 mg/kg
Zatrucie przewlekłe powstaje po przyjęciu dawek 0,2-0,5
mg/kg/dzień przez kilka miesięcy.

Dawki letalne arsenu w arszeniku i arseninie sodu podanym do przewodu pokarmowego
oraz arszeniku podanego przez ranę (g na zwierzę)

As

2

O

3

p.o

.

Na

3

AsO

3

p.o.

As

2

O

3

rana

konie

10-45

1.0-3.0

2.0

bydło

15-45

1.0-4.0

2.0

owce, kozy

3-10

0.2-0.5

0.2

świnie

0.5-1.0

0.05-0.1

0.2

psy

0.1-1.5

0.05-0.15

0.02

drób

0.05-0.3

0.01-0.1

0.005

Dawka toksyczna arszeniku dla człowieka wynosi
0,05g zaś dawka letalna - 0,07-0,3 g, chociaż
możliwe jest przeżycie po dawce – 0,5 g As

2

O

3.

Śmiertelne stężenie arsenowodoru (AsH

3

), który

może wydzielać się w procesach produkcyjnych -
800 mg/m

3

Toksykodynamika

U podstawy mechanizmu toksycznego działania arsenu
leży jego zdolność do łączenia się z grupami
sulfhydrylowymi.



As

+3

łączy się z dwoma grupami sulfhydrylowymi kwasu

dihydroliponowego. Kwas ten jest kofaktorem enzymatycz-
nej dekarboksylacji ketokwasów takich jak np. kwas
pirogronowy czy ketoglutarowy. Hamuje to powstawanie
takich związków jak acetylo-CoA, sukcynylo-CoA czy
propionylo-CoA. Hamuje to lub spowalnia glikolizę i
przemiany w cyklu Krebsa.



As

+3

inaktywuje grupy sulfhydrylowe monooksygenaz

mitochondrialnych rozkojarzając proces tlenowej
fosforylacji. Łączy się z grupą sulfhydrylową glutationu
inaktywując dużą pulę tego związku



As

+5

może zaburzać tlenową fosforylację przez tworzenie

estrów arsenowych w miejsce estrów fosforanowych

a ponadto

• Arsen rozszerza naczynia włosowate i wywołuje
wzrost ich przepuszczalności

• Arsen wykazuje ponadto właściwości drażniące i
uszkadzające narządy miąższowe .
Są one przyczyną uszkodzeń przewodu pokarmo-
wego, a także uszkodzeń wątroby i nerek.

• Związki arsenu działają także rakotwórczo, co
wykazano u ludzi .

Toksykokinetyka

Wchłanianie: nieorganiczne związki rozpuszczalne w wodzie
dobrze wchłaniają się z p. pokarmowego (45-60%), słabo
rozpuszczalne są prawie niewchłanialne.
Arsenowodór wchłania się dobrze przez drogi oddechowe.

Przemiany: Arsen trójwartościowy przechodzi przemianę do
pięciowartościowego i jest metylowany, arsen
pięciowartościowy przechodzi w arsen trójwartościowy i też
jest metylowany
Głównymi metabolitami są metylopochodne np. kwas
metyloarsenowy lub kwas dimetyloarsynowy

Dystrybucja: Związki arsenu przechodzą przez łożysko,
przechodzą do mleka, słabo natomiast penetrują barierę
krew-mózg. Arsen odkłada się w skórze w tworach
zawierających keratynę - włosach, paznokciach itp.

Wydalanie: Arsen wydala się stosunkowo szybko z
organizmu, głównie z moczem (ok. 60-70%) Wydalanie z
moczem jest trójfazowe. Pozostała część wydala się także z
kałem oraz z śliną i potem.

Połowiczny okres eliminacji arsenu wynosi - 1,5 doby

Przebieg i objawy zatrucia

U większości gatunków zatrucie związkami arsenu
zazwyczaj przebiega w formie ostrej, u bydła natomiast w
formie podostrej.

W toksycznym działaniu arsenu w ostrych zatruciach
dominują uszkodzenia przewodu pokarmowego i naczyń
krwionośnych, w zatruciach przebiegających bardziej
przewlekle występują zmiany skórne.

Zatrucie ostre i podostre

Objawy

W ostrym zatruciu występują: ślinienie się , wymioty,
biegunka, ostry ból brzucha, silne pragnienie, osłabienie,
bezruch, drżenia, wyczerpanie w końcowej fazie porażenia
zapaść i szybka śmierć.

W zatruciu podostrym oprócz w/w objawów obserwuje się
także wyrażny brak łaknienia, wielomocz potem bezmocz,
obrzęki, a ponadto pofałdowania i owrzodzenia skóry
połączone z infekcjami.

Zmiany anatomopatologiczne

 krwotoczne zapalenie żołądka i jelit z miejscowymi
martwicami, perforacjami żołądka lub ściany jelit,

 wybroczyny krwawe lub wynaczynienia w mięśniu
sercowym,

 zmiany zwyrodnieniowe wątroby i nerek,

 u bydła woreczek żółciowy wypełniony dużą ilością
galaretowatej żółci.

Opis zatrucia związkami arsenu u bydła

U bydła zatrucie przebiega podostro. Najpierw występuje
spadek mleczności, po 1-4 dniach pojawiają się objawy
pokarmowe, a następnie, często po krótkim okresie
poprawy, niedowłady, porażenia.
Temperatura jest obniżona, kończyny zimne.
U krów ciężarnych obserwowano poronienia.
Śmierć po kilku dniach.

Przy kontakcie trucizny z błoną śluzową (np. nosa)
występują owrzodzenia, kontakt ze skórą wywołuje
zaczerwienienie, wzrost lokalny temperatury skóry i
wzrost wrażliwości.

Rozpoznanie:

objawy, zmiany sekcyjne, stwierdzenie podwyższonej
zawartości arsenu w wątrobie, nerkach i w zawartości
żołądka i jelit.
Stężenie arsenu w tkankach zwierząt nie wykazują-cych
oznak zatrucia jest niższe niż 0,5 ppm. W
zatruciach stężenie arsenu w wątrobie i nerkach zazwyczaj
wynosi 7-10 ppm.
W moczu zwierząt zatrutych związkami arsenu wystę-pują
duże wahania jego od 2 do 200 ppm.

U zdrowych ludzi stwierdza się następujące stężenia As:
we krwi 0.002-0.06 mg/L, w moczu 0,01-0,06 mg/L, we włosach 0,01-0,8
mg/kg, u narażonych na działanie arsenu w moczu 0,05-0,1 mg/L, we
włosach 65-500 mg/kg

Postępowanie lekarskie

Podanie środków wiążących : Dimerkaprol (BAL) 2-6 mg/kg i.m. i
antybiotykoterapia .
Niektórzy autorzy uważają, że dawkę dzienną dimerkaprolu należy
podzielić i podawać co 4 godz. .
Stosowano także z powodzeniem inne związki zawierające grupy
sulfhydrylowe np. kwas lipoinowy, cysteinę, glutation

U dużych zwierząt podaje się doustnie tiosiarczan sodowy (20-30g w 300
ml)

Przeciwobjawowo stosuje się w początkowej fazie środki wymiotne, środki
osłaniające i pochłaniające (odwar z siemienia lnianego, kleiki, węgiel)
oraz sole przeczyszczające, terapię rehydratacyjną, środki analeptyczne i
glukozę

Rokowanie: ostrożne, niekiedy zdecydowanie złe

Zatrucie przewlekłe związkami arsenu
Objawy

zmiany skóry i błon śluzowych - wyłysienia,

zrogowacenia, owrzodzenia skóry,

drogi oddechowe - katar, kaszel, zapalenie krtani

objawy z p. pokarmowego - ślinienie, nudności,

wymioty, biegunka lub zaparcie

objawy neurologiczne - porażenia
obrzęki stawów, sztywność kończyn z dużą

bolesnością

Zmiany anatomopatologiczne

keratoza, anemia aplastyczna, marskość wątroby, zapalenie
nerek, wodnica

Zatrucie organicznymi związkami arsenu

stosowanymi w krajach zachodnich jako

stymulatory wzrostu

(kwas arsanilowy - u świń,

roksarson i nitarson - u drobiu)

Związki te nie odłączają arsenu w organizmie. Po
przedawkowaniu uszkadzają aksony (demielinizacja) i
wywołują polineuritis. Zatrucie ostre i przewlekłe z
objawami depresji i porażeń, ślepotą, rumieniem i
nadwrażliwością na światło.

Postępowanie lekarskie

Podanie środków wiążacych :

Dimerkaprol (BAL) 2-3 mg i.m. co 4 godz, przez

3-5 dni, kontrolować funkcje nerek gdyż
połączenia z BAL są nefrotoksyczne.

Przeciwobjawowo: środki osłaniające wątrobę -
glukoza, cysteina, metionina