Отравяне с тежки метали

Отравяне с тежки метали или по-правилно, токсичността на металите е вредното въздействие на някои метали в определени форми и дози. Някои метали са токсични, когато образуват разтворими съединения, но не всички имат биологична роля (те не са основни метали) или са токсични под някаква форма (например олово, живак и кадмий). Концепцията за "тежки метали" често се използва синонимно на "токсични метали”, Но има и леки метали, които при определени обстоятелства могат да станат токсични, като някои са от съществено значение, като: желязо, селен, мед, хром, цинк. (1)

Друга подгрупа метали включва тези, използвани терапевтично в медицината: алуминий, бисмут, злато, галий, литий и сребро. Всеки от тези елементи може да има отрицателни ефекти, ако се прилага в големи количества или ако елиминиращите механизми на организма са ограничени.

Критериите, използвани за описване на тежки метали, включват: плътност, атомно тегло, атомен номер или позиция в периодичната таблица. Няма напълно приета дефиниция за тежки метали. Произходът на термина не е ясен, вероятно е използван за първи път, когато изследователят Гмелин през 1817 г. разделя химическите елементи на неметали, леки метали и тежък. Едва през 1868 г. се появиха спекулации относно неблагоприятното въздействие на тежки метали арсен, олово, мед, цинк, желязо и манган в питейната вода. През 1884 г. Блейк описва връзката между токсичността и атомното тегло на даден елемент. (2)

Излагането на метали може да възникне чрез диета, лекарства, околна среда или на работното място.

Източници на замърсяване

Тежките метали се намират естествено в почвата и се концентрират в резултат на човешка дейност. Общите източници са: минни и промишлени отпадъци, автомобилни емисии, алуминиево-киселинни батерии, торове, бои и химически обработена дървесина. водя това е най-разпространеният тежко замърсяващ метал. Нивото му във водната среда и индустриализираните общества е 3 пъти по-високо от доиндустриалното. (3)

водя

намира се в бои, автомобилни компоненти, боя за коса и дори бонбони;
PVC продуктите съдържат олово;
Днес в много страни бензинът и повечето бои вече не съдържат олово, но въпреки забраната от 1978 г., оловната боя в старите домове продължава да бъде източник на експозиция.
питейната вода може да съдържа олово от тръби;
някои почви са замърсени с олово от използването на пестициди, огнестрелни оръжия и експлозиви.

арсен

до 2002 г. арсеновите съединения се използват при обработката на дървесина;
някои пестициди съдържат арсен;
арсеновите съединения все още се използват за направата на специално стъкло, полупроводници, някои бои, сапуни и лекарства;
морските дарове могат да съдържат арсен (в по-малко токсична форма), както и питейната вода от някои региони.

живак

живакът се намира във въздуха, замърсен от дизелово гориво, керосин или горещо масло; съхранява се на земята и във вода, след което се фокусира върху храната, която идва от тези среди;
излъчва се от изкопаеми горива (въглища), петролни рафинерии, унищожаване на медицински изделия, крематориуми;
живакът във вода се превръща от бактериите в токсичен метилживак, който се натрупва в рибите;
Живакът се съдържа в много потребителски продукти: енергоспестяващи крушки, електрически контакти, термостати, медицинско оборудване и стоматологични амалгами. (3)

Патофизиология

В по-голямата си част тежките метали се свързват с кислород, азот и сулфхидрилни групи в протеините, което води до променена ензимна активност. Този афинитет на металите към сулфхидрилните групи е защитен и при металната хомеостаза. Повишеният синтез на протеини, свързващи тежки метали, в отговор на високите им нива в организма е първият защитен механизъм срещу отравяне. Например, металопротеините се индуцират от много метали. Тези молекули са богати на тиолови лиганди, които позволяват високо афинитетно свързване на кадмий, мед, сребро и цинк между другите елементи. Други протеини, участващи в транспорта на тежки метали и тяхното отделяне чрез образуването на лиганди, са: феритин, трансферин, албумин и хемоглобин. (4)

Органите, чиято функция е най-засегната, са: мозъкът, периферните нерви, хематогенен мозък, гастродуоденален тракт, сърдечно-съдовата и бъбречната система. В по-малка степен токсичността на олово засяга мускулно-скелетната и репродуктивната системи. Засегнатите органи и тежестта на проявите зависят от: количеството метали, присъстващи в организма, вида метал, възрастта на пациента, хроничността и степента на експозиция. (4)

Знаци и симптоми

Оловна токсичност

При повечето индивиди има баланс на олово, отделяйки количество, равно на въведеното в тялото олово, а нивото на метала в тъканите остава под концентрациите, които причиняват патологични промени. Увеличаването на приема обаче ще доведе до натрупване на метал или о положителен баланс на олово. Тъй като оловото е химичен метал, много подобен на калция, тялото го асимилира като калций. По този начин първият път на транспорт е плазмата и мембранните мембрани. След това се разпределя по зъбите при растящите деца и в костите на всяка възраст. Океанска риба и рафиниран шоколад те са източник на олово и живак.

Остра токсичност за олово
След поглъщане на голямо количество олово, той ще взаимодейства директно с тъканните клетки, причинявайки изсушаване на тъканите, разрушаване на храносмилателната лигавица и гърчове, които в крайна сметка могат да доведат до смърт. Най-чувствителната система е хемопоетичната система, като хипохромната микроцитна анемия е често срещана. Биосинтезата на хема обикновено се променя в присъствието на олово. Всички клетки с активно деление са податливи, така че острата интоксикация има голям потенциал за унищожаване на храносмилателната и бъбречната лигавица. Съществува и повишен риск от неврологични усложнения. (7)

Хронично отравяне с олово
Постепенният положителен баланс на оловото в организма не предизвиква симптоми с внезапно начало, както се случва при остра токсичност. Първоначалните симптоми включват: атаксия, несръчност, световъртеж, раздразнителност и безсъние. Засегнатите деца се считат за „бавни“ и реалната биологична основа на тази трудност не се признава. С увеличаване на нивото на метала се наблюдава свръхвъзбудимост. В някои случаи те могат да се появят объркване, делириум и конвулсии, докато при други има a прогресивна летаргия водещи до a коматозно състояние.
Един от първите диагностични признаци е появата на "оловни линии" по венечните ръбове, причинени от секрецията на олово в слюнката. Други метали също могат да произведат това явление, но с различни цветове на отлаганията. (5)

Токсичност на живака

Живакът може да се комбинира с метилова група, превръщайки се в метилживак, който се намира в различни замърсители на околната среда. Химичният елемент живак е по-малко лабилен, но произвежда подобен набор от токсични прояви.

Остра токсичност за живака
Органичният или неорганичният живак може да утаи протеини в локална реакция. В храносмилателния тракт острото отравяне причинява унищожаване и елиминиране на слуз през изпражненията, с диария и загуба на големи количества течности и електролити. Живакът разрушава капилярните бариери, водещи до генерализиран оток. Често се срещат и различни неврологични прояви, включително: летаргия, възбуда, хиперрефлексия и тремор. (6)

Хронично отравяне с живак
Хроничното натрупване на живак в организма често води до свръхвъзбудимост. Мозъчните ефекти са напълно обратими. При хронична интоксикация се появява специално оцветяване на венечния ръб, подобно на оловните линии. Живакът е особено отровен за бързо делящите се тъкани. Чест ефект е увреждането на алвеоларната кост в долната челюст, с беззъб втори. Дегенерацията на лигавицата също води до тежка чернодробна и бъбречна токсичност.

Манганова токсичност

Този тежък метал често се свързва с железни отлагания. Той блокира калциевите канали, а хроничната интоксикация причинява изчерпване на допамин в мозъка, което води до подобни симптоми. болестта на Паркинсон. (5)

Токсичност за алуминий

Токсичността на алуминия е призната в много случаи на тежка или продължителна експозиция, при които бъбречната функция е ограничена или когато костният метаболизъм е ускорен. Токсичността може да включва: енцефалопатия (нарушения на баланса, миоклонични припадъци, кома, анормална ЕЕГ), остеомалация или апластична костна болест (свързано със спонтанни фрактури на костите, хиперкалциемия, туморна калциноза), проксимална миопатия, повишен риск от инфекция, хипертрофия на лявата камера, микроцитична анемия и внезапна смърт.

Алуминият се абсорбира в по-малко от 2% от стомашната лигавица, но стомашната киселинност и перорално прилаганият цитрат увеличават абсорбцията. Токсичността на алуминия влияе върху образуването и освобождаването на паратиреоиден хормон. Алуминият може да се натрупва в тялото след злоупотреба с антиациди на основата на алуминий. (8)

Диагностична

водя измерва се в микрограми на децилитър в кръвта. Ниво от 5 mcg/dl или повече показва хронично отравяне с олово и пациентът трябва периодично да се наблюдава и тества. Ниво над 45 mcg/dl показва остро отравяне с олово. (7)

диагноза отравяне с живак може да се постави след проверка на количествата метал в урината, кръвта, косата, ноктите, цереброспиналната течност. Стойностите, открити в кръвта, са по-полезни при остри експозиции, а хроничните се отразяват чрез измерването на метала в косата. Стойност над 1,2 mcg/g поддържа хронична интоксикация.

Метилживак той е концентриран в еритроцитите, а нивата на живак в кръвта остават високи при остра токсичност. Парестезиите са първите, които се появяват при стойност на живак в кръвта над 20 mcg/dl. Уринарният живак обикновено е под 10-20 mcg/dl. Симптомите са свързани със стойности над 300 mcg/l. При хронична експозиция нивото над 50 mcg/l е свързано с повишена честота на тремор. Живакът в ноктите на краката е използван като метод за измерване на дългосрочно излагане на живак, със средни стойности от 0, 45 mcg/g, корелирани с консумацията на океанска риба и морски дарове. (6)

Плазмено тестване за арсен тя е полезна, но рядко достъпна. Концентрацията на арсен не трябва да надвишава 50 mcg/l. 24-часовото изследване на урината може да бъде полезно за наблюдение на терапията. Човешкото тяло започва да метаболизира неорганичния арсен в различни органични форми след кратко време. Метаболитите включват метиларсенова и диметиларсенова киселина. Отравянето с арсен е възможно при умишлено отравяне с парацетамол; количеството ацетаминофен в урината също ще бъде измерено. (9)

По принцип серумните тестове на токсичност на алуминия не е безопасно, тъй като отлаганията са в костите и тъканите, без да се отразяват в серумните стойности. След вливане на дефероксамин, който освобождава алуминий от тъканите чрез хелатиране, може да се направи тест. Комбинацията от основно ниво на хормона паращитовидната жлеза под 200 mEq/ml и промяната в серумните стойности на алуминий от 200 ng/ml след дефероксамин е специфична за алуминиевата токсичност. (8)

Други тестове, които оценяват хомеостазата на тялото, независимо от нарушаващия метал:

кръвна група и Rh, ако е необходимо преливане;
електролитен баланс и състояние на хидратация в случай на повръщане и диария;
пълна кръвна картина, показваща възможна микроцитна анемия или панцитопения;
серумен калций и рентгенова снимка за риск от фрактури;
чернодробен ензимен профил и функция на бъбречния клирънс (креатинин, урея, пикочна киселина).

Лечение

обеззаразяване е първата мярка, необходима в случай на остра интоксикация и включва:

отстраняване на пациента от източника на експозиция за ограничаване на дозата;
напояване на храносмилателния тракт с електролитен разтвор с полиетилен гликол, ако има запазени рентгенографски данни за някои метали (монети, бои, куршуми).

реанимация критично е при спасяването на острия пациент. Ще бъде осигурено освобождаването на дихателните пътища и тяхната защита, пациентът ще бъде вентилиран механично, ако е необходимо, аритмиите ще бъдат коригирани и течностите и електролитите ще бъдат приложени, последствията от органичната дисфункция ще бъдат наблюдавани и лекувани.

Хелатотерапия рядко е показан при спешни случаи, с изключение на индуцирана от олово енцефалопатия.

Хелаторите имат сулфхидрилни групи метали, които се свързват с тях, като по този начин се елиминират от тялото:

димеркапрол се използва при отравяне с олово, арсен и живак; прилага се чрез инжекция, смесена с основа от фъстъчено масло;
EDTA е втората линия за отравяне с олово; хелатира само извънклетъчно олово, противопоказано при бъбречна недостатъчност;
пенициламин хелатира арсен, мед, злато, олово;
димеркаптосукцинова киселина хелатира олово, арсен и живак;
димеркапто-пропан сулфонат хелатира арсен и живак при тежки остри интоксикации;
дефероксамоята хелати желязо.

Дори когато се използват правилно, страничните ефекти на металните хелатори включват: дехидратация, хипокалциемия, увреждане на бъбреците, увреждане на черния дроб с повишени ензими, алергични реакции. (5)