Отруєння важкими металами

Отруєння важкими металами або, вірніше, токсичність металів - це шкідлива дія деяких металів у певних формах та дозах. Деякі метали токсичні, коли утворюють розчинні сполуки, але не всі виконують біологічну роль (вони не є необхідними металами) або токсичні в якійсь формі (наприклад, свинець, ртуть та кадмій). Поняття "важкі метали" часто використовується як синонім "токсичні метали”, Але є також легкі метали, які за певних обставин можуть стати токсичними, деякі з них є необхідними, такі як: залізо, селен, мідь, хром, цинк. (1)

Інша підгрупа металів включає ті, що застосовуються терапевтично в медицині: алюміній, вісмут, золото, галій, літій та срібло. Будь-який із цих елементів може мати негативні ефекти, якщо вводити його у великих кількостях або якщо механізми виведення з організму обмежені.

Критерії, що використовуються для опису важких металів, включають: щільність, атомну вагу, атомний номер або положення в періодичній системі. Не існує повністю прийнятого визначення важких металів. Походження терміна не ясно, його, мабуть, вперше застосували, коли дослідник Гмелін у 1817 р. Розділив хімічні елементи на неметали, легкі метали і важкий. Лише в 1868 році з'явилися припущення про шкідливий вплив важких металів миш'яку, свинцю, міді, цинку, заліза та марганцю в питній воді. У 1884 році Блейк описав взаємозв'язок між токсичністю та атомною вагою елемента. (2)

Вплив металів може відбуватися через дієту, ліки, навколишнє середовище або на робочому місці.

Джерела забруднення

Важкі метали знаходяться в ґрунті природним чином і стають концентрованими в результаті діяльності людини. Загальними джерелами є: гірські та промислові відходи, викиди автомобілів, алюмінієво-кислотні акумулятори, добрива, фарби та деревина, оброблена хімічним способом. вести це найбільш поширений важкозабруднюючий метал. Його рівень у водному середовищі та промислово розвинутих суспільствах у 3 рази перевищує рівень доіндустріального. (3)

вести

він міститься в фарбах, автомобільних компонентах, фарбі для волосся і навіть цукерках;
Вироби з ПВХ містять свинець;
Сьогодні в багатьох країнах бензин та більшість фарб вже не містять свинцю, але, незважаючи на заборону 1978 року, свинцева фарба в старих будинках продовжує залишатися джерелом впливу.
питна вода може містити свинець із труб;
деякі ґрунти забруднені свинцем через використання пестицидів, вогнепальної зброї та вибухових речовин.

миш'як

до 2002 р. сполуки миш'яку використовували при обробці деревини;
деякі пестициди містять миш’як;
сполуки миш'яку досі використовують для виготовлення спеціального скла, напівпровідників, деяких фарб, мила та ліків;
морепродукти можуть містити миш’як (у менш токсичній формі), як і питна вода з деяких регіонів.

ртуть

ртуть міститься в повітрі, забрудненому дизельним паливом, гасом або гарячою олією; він зберігається на землі та у воді, а потім зосереджується на їжі, яка надходить із цих середовищ;
його виділяють викопне паливо (вугілля), нафтопереробні заводи, руйнування медичних виробів, крематорії;
ртуть у воді перетворюється бактеріями в токсичну метилртуть, яка накопичується в рибі;
Ртуть міститься в багатьох споживчих товарах: енергозберігаючих лампочках, електричних розетках, термостатах, медичному обладнанні та стоматологічних амальгамах. (3)

Патофізіологія

Здебільшого важкі метали зв’язуються з киснем, азотом та сульфгідрильними групами білків, що призводить до зміненої ферментативної активності. Це спорідненість металів до сульфгідрильних груп також захищає при гомеостазі металів. Посилений синтез важких металів зв’язуючих білків у відповідь на їх високий рівень в організмі є першим захисним механізмом проти отруєння. Наприклад, металопротеїни індукуються багатьма металами. Ці молекули багаті тіоловими лігандами, які дозволяють високоафінному зв'язуванню кадмію, міді, срібла та цинку серед інших елементів. Іншими білками, що беруть участь у транспорті важких металів та їх виведенні через утворення лігандів, є: феритин, трансферин, альбумін та гемоглобін. (4)

Органи, функції яких найбільше постраждали, це: мозок, периферичні нерви, гематогенний мозок, шлунково-дванадцятипала кишка, серцево-судинна та ниркова системи. У меншій мірі токсичність свинцю впливає на опорно-руховий апарат та репродуктивну систему. Уражені органи та тяжкість проявів залежать від: кількості металів, що присутні в організмі, виду металу, віку пацієнта, хронічності та ступеня впливу. (4)

Ознаки та симптоми

Токсичність свинцю

У більшості людей баланс свинцю виділяється в кількості, що дорівнює свинцю, що вводиться в організм, а рівень металу в тканинах залишається нижче концентрацій, що викликають патологічні зміни. Однак збільшення споживання призведе до накопичення металу або о позитивне сальдо свинцю. Оскільки свинець є хімічним металом, дуже схожим на кальцій, організм асимілює його як кальцій. Таким чином, першим шляхом транспортування є мембрани плазми та м’яких тканин. Потім він розподіляється по зубах у дітей, що ростуть, і в кістках у будь-якому віці. Океанська риба і рафінований шоколад вони є джерелом свинцю та ртуті.

Гостра токсичність для свинцю
Після прийому великої кількості свинцю він буде взаємодіяти безпосередньо з клітинами тканин, спричиняючи десикацію тканин, руйнування слизової оболонки травлення та судоми, які в підсумку можуть призвести до смерті. Найчутливіша система - система кровотворення, гіпохромна мікроцитарна анемія є поширеною. Біосинтез гему зазвичай змінюється у присутності свинцю. Усі клітини з активним поділом сприйнятливі, тому гостра інтоксикація має великий потенціал для руйнування слизової оболонки травлення та нирок. Також існує підвищений ризик розвитку неврологічних ускладнень. (7)

Хронічне отруєння свинцем
Поступовий позитивний баланс свинцю в організмі не викликає раптових симптомів, як при гострій токсичності. Початкові симптоми включають: атаксія, незграбність, запаморочення, дратівливість і безсоння. Постраждалих дітей вважають "повільними", і справжня біологічна основа цієї труднощі не визнається. Зі збільшенням рівня металу це спостерігається підвищена збудливість. У деяких випадках вони можуть виникати плутанина, марення і судоми, тоді як в інших існує прогресуюча млявість що веде до коматозний стан.
Одним з перших діагностичних ознак є поява «свинцевих ліній» на ясенних краях, спричинених секрецією свинцю в слині. Інші метали також можуть спричинити це явище, але з різними кольорами відкладень. (5)

Токсичність ртуті

Ртуть може поєднуватися з метильною групою, перетворюючись на метилртуть, яка міститься в різноманітних забруднювачах навколишнього середовища. Хімічний елемент ртуть менш лабільний, але викликає подібний набір токсичних проявів.

Гостра токсичність для ртуті
Органічна або неорганічна ртуть може осідати білки в місцевій реакції. У травному тракті гостре отруєння викликає руйнування і елімінацію слизу через стілець, с діарея і втрата великої кількості рідини та електролітів. Ртуть руйнує капілярні бар'єри, що ведуть до генералізований набряк. Поширені також різноманітні неврологічні прояви, зокрема: млявість, збудження, гіперрефлексія і тремор. (6)

Хронічне отруєння ртуттю
Хронічне накопичення ртуті в організмі часто призводить до гіперзбудливості. Ефекти головного мозку незворотні. При хронічній інтоксикації на краю ясен з’являється особлива забарвлення, подібна до свинцевих ліній. Ртуть особливо отруйна для швидко ділиться тканин. Поширеним ефектом є пошкодження альвеолярної кістки нижньої щелепи, с беззубий вторинний. Дегенерація слизової також призводить до серйозної печінкової та ниркової токсичності.

Токсичність марганцю

Цей важкий метал часто асоціюється з покладами заліза. Він блокує кальцієві канали, а хронічна інтоксикація викликає виснаження дофаміну в мозку, що призводить до подібних симптомів. хвороба Паркінсона. (5)

Токсичність для алюмінію

Токсичність алюмінію була визнана у багатьох випадках сильного або тривалого впливу, при якому функція нирок обмежена або коли прискорюється метаболізм кісток. Токсичність може включати: енцефалопатія (порушення рівноваги, міоклонічні напади, кома, аномальна ЕЕГ), остеомаляція або апластична хвороба кісток (пов’язаний із спонтанними переломами кісток, гіперкальціємією, кальцинозом пухлини), проксимальною міопатією, підвищеним ризиком зараження, гіпертрофією лівого шлуночка, мікроцитарною анемією та раптовою смертю.

Алюміній всмоктується менше ніж на 2% через слизову оболонку шлунка, але кислотність шлунку та перорально введений цитрат збільшують всмоктування. Токсичність алюмінію впливає на утворення та вивільнення паратгормону. Алюміній може накопичуватися в організмі після зловживання антацидами на основі алюмінію. (8)

Діагностичний

вести він вимірюється в мікрограмах на децилітр у крові. Рівень 5 мкг/дл або більше вказує на хронічне отруєння свинцем, і пацієнт повинен періодично контролюватися і тестуватися. Рівень вище 45 мкг/дл свідчить про гостре отруєння свинцем. (7)

діагностика отруєння ртуттю можна вводити після перевірки кількості металу в сечі, крові, волоссі, нігтях, лікворі. Значення, виявлені в крові, є більш корисними при гострих впливах, а хронічні відображаються вимірюванням металу у волоссі. Значення вище 1,2 мкг/г підтримує хронічну інтоксикацію.

Метилртуть він концентрується в еритроцитах, а рівень ртуті в крові залишається високим при гострій токсичності. Парестезії першими виникають при значенні ртуті в крові вище 20 мкг/дл. Ртуть у сечі зазвичай нижче 10-20 мкг/дл. Симптоми пов'язані зі значеннями вище 300 мкг/л. При хронічному впливі рівні вище 50 мкг/л пов’язані зі збільшенням частоти тремору. Ртуть у нігтях на ногах використовувалася як метод вимірювання тривалого впливу ртуті із середніми значеннями 0,45 мкг/г, що корелюється із споживанням океанічної риби та морепродуктів. (6)

Плазмове дослідження для миш'як це корисно, але рідко доступно. Концентрація миш'яку не повинна перевищувати 50 мкг/л. Цілодобове дослідження сечі може бути корисним для моніторингу терапії. Організм людини починає метаболізувати неорганічний миш’як в різні органічні форми через короткий час. До метаболітів належать метиларсенова та диметиларсенова кислоти. Отруєння миш'яком можливе при навмисному отруєнні парацетамол; також буде виміряно кількість ацетамінофену в сечі. (9)

Загалом, тестування на сироватку крові на токсичність алюмінію це не безпечно, оскільки відкладення знаходяться в кістках і тканинах, не відбиваючись на сироваткових показниках. Тест можна провести після інфузії дефероксаміну, який вивільняє алюміній з тканин шляхом хелатування. Поєднання основного рівня гормону паращитовидний нижче 200 мекв/мл і зміна вмісту алюмінію в сироватці на 200 нг/мл після дефероксаміну є специфічним для токсичності алюмінію. (8)

Інші тести, які оцінюють гомеостаз організму незалежно від порушуваного металу:

група крові та резус, якщо потрібно переливання крові;
електролітний баланс та стан гідратації у разі блювоти та діареї;
загальний аналіз крові, що вказує на можливу мікроцитарну анемію або панцитопенію;
кальцій у сироватці крові та рентген на ризик переломів;
профіль печінкових ферментів та функція ниркового кліренсу (креатинін, сечовина, сечова кислота).

Лікування

знезараження є першим заходом, необхідним у разі гострого сп’яніння, і включає:

видалення пацієнта від джерела впливу для обмеження дози;
зрошення травного тракту електролітичним розчином поліетиленгліколем за наявності рентгенологічних даних деяких металів (монети, фарба, кулі).

реанімація це має вирішальне значення для порятунку гострого пацієнта. Буде забезпечено вивільнення дихальних шляхів та їх захист, при необхідності пацієнту буде проведена механічна вентиляція, коригуватиметься аритмія, вводитимуть рідини та електроліти, контролюватимуть та лікуватимуть наслідки органічної дисфункції.

Хелатотерапія це рідко вказується в надзвичайних ситуаціях, за винятком свинцевої енцефалопатії.

Хелатори мають сульфгідрильні групи металів, які зв’язуються з ними, таким чином виводячись з організму:

димеркапрол застосовується при отруєнні свинцем, миш’яком, ртуттю; його вводять шляхом ін’єкцій, змішаних з основою арахісової олії;
ЕДТА - друга лінія для отруєння свинцем; хелати лише позаклітинного свинцю, протипоказаний при нирковій недостатності;
хелати пеніциламіну миш’як, мідь, золото, свинець;
димеркаптоянтарна кислота хелатує свинець, миш’як та ртуть;
димеркапто-пропансульфонат хелатує миш’як та ртуть при важких гострих інтоксикаціях;
дефероксаШахта хелати заліза.

Навіть при правильному застосуванні побічні ефекти хелаторів металів включають: зневоднення, гіпокальціємію, пошкодження нирок, ураження печінки з підвищеним вмістом ферментів, алергічні реакції. (5)