Токсические химические элементы. Химизм действия
Токсичность
В 19 веке около 120 человек, производивших золочение Исаакиевского собора в Петербурге, получили смертельные отравления. Купола золотили, натирая металлическую кровлю амальгамой золота - раствором золота в ртути. Смертельное отравление было вызвано парами ртути, которыми ежедневно дышали рабочие. Это произошло потому, что рабочие и руководство плохо знали токсические свойства ртути и не обратили внимание на симптомы начавшегося отравления: отсутствие аппетита, головные боли и желудочные расстройства.
В средние века отравление ртутью получило название «болезнь сумасшедшего шляпочника», т.к. заболевали мастера, применявшие ртутные препараты при изготовления фетровых шляп.,
Органические и неорганические соединения ртути, широко используемые в домашнем хозяйстве, медицине, сельском хозяйстве и в промышленности, редко становятся причиной острых и хронических отравлений. Опасность острого отравления возникает при ингаляции концентрированных паров, например, при разрыве ламп с парами ртути, увеселительных предметов, после приема внутрь примерно 10 мл металлической ртути. Увеличение частоты отравлений соединениями этой группы во всем мире связано с загрязнением биосферы отходами использующих ртуть производств, а также с широким применением пестицидов Отравления возникают' при употреблении муки, приготовленной из обработанных солями ртути зерен, гороха, подсолнечника, а также фруктов, зараженной рыбы, мяса. Возможна внутриутробная интоксикация, а также интоксикация через молоко матери. Отравления могут быть вызваны и применением лекарственных препаратов. Хлорид ртути (1) - каломель - входит в состав некоторых кремов для кожи в качестве антисептика: хлорид ртути (11) - сулема -прежде использовалась в качестве антисептика. Органические и неорганические соединения ртути находили применение в качестве противопаразитарных и мочегонных средств, входили в состав противозачаточных и дезинфицирующих. Ртуть является промышленным ядом с резко выраженными токсическими свойствами Острые и хронические отравления возможны также при разливе, фильтрации, очистке и транспортировке ртути; при производстве гремучей ртути (при этом в воздух могут одновременно поступать окислы азота, эфиры азотной кислоты, пары летучих органических соединений, цианистый водород). Отравления возможны при использовании ртути как зонирующей (изолирующей) жидкости; при производстве электродов и электрических батарей; при чистке, сварке или ремонте котлов, в которых ранее содержалась ртуть.
Отравления в лабораториях могут быть следствием того, что работа с ртутью нередко проводится на неприспособленных для этого рабочих столах, без подставок под посуду и резервуары. В лабораториях подчас отсутствуют вентиляционные установки и вытяжные шкафы; нет правил внутреннего распорядка или в них не говорится о мерах предосторожности при работах с ртутью. Опасность отравлений в химико-фармацевтическом производстве связана с загрязнением воздуха рабочих помещений ртутью (0,00007-0,05 мг/л) и сулемой (0,000005-0,00002 мг/л). Смертельная доза растворимых солей ртути при введении в желудок, по данным разных авторов, 0,2-0,5 г. Нитрит ртути вызывает острое отравление при более высоких дозах. Возможно острое отравление при поступлении в организм 2-3 г каломели. Описаны случаи острых отравлений при наличии в воздухе около 0.05 мг/л и даже только 0,00013-0,0008 мг/л ртути.
Токсикокинетика и токсикодинамика
Металлическая ртуть практически безвредна для живых существ, т.к. в организме процесс образования иона двухвалентной ртути, который и может вызвать отравление, не происходит. Ртуть в составе лекарственных препаратов или химических соединений может поступать в организм через кожу, легкие и желудочно-кишечный тракт .Высокие концентрации в плазме крови обнаруживаются при вдыхании паров ртути. Токсичность паров ртути объясняется изменением химических свойств вещества при его измельчении, в предельном случае - атомизации вещества, которая является очень эффективным способом повышения его химической активности. Имеются сведения, что поступившие в дыхательные пути пары ртути резервируются в организме почти полностью. По другим данным, 2/3 ртути, содержащейся во вдыхаемом воздухе, из лёгких удаляется с выдыхаемым ВОЗДУХОМ. Ртуть длительное время сохраняется в крови: при однократном введении животным под кожу или через рот концентрация металла в крови оставалась примерно на одном уровне в течение 30 дней.
Через неповрежденную кожу всасывание весьма, незначительно, однако при длительном использовании ртутной мази возможно хроническое отравление.
Элементарная ртуть из желудочно-кишечного тракта практически не всасывается (0,1%). Если металлическая ртуть по разным причинам попадает в организм человека, отравляющего эффекта не наблюдается. В литературе описывается случай, когда в кровь человека, попало несколько миллилитров ртути. Жидкая ртуть в течение девяти лет обнаруживалась при рентгеноскопии в желудочке сердца и на поверхности легких. Но признаков ртутного отравления не наблюдалось.
Из желудочно-кишечного тракта хорошо всасываются соли ртути.
Соединения ртути, поступающие в организм через желудочно-кишечный тракт, в основном выделяются с калом в связи с плохой всасываемостью из кишечника. При внутривенном введении и при вдыхании паров металлической ртутя выделение с мочой более значительно, нежели с испражнениями и характеризуется периодическими повышениями и понижениями экскреции. При выведении ртути почками происходит их повреждение.
Период полувыведения метилртути 72-75 дней, неорганических соединений — 42 дня. Выводятся препараты ртути также слюнными и молочными железами, но медленно. Неординарным путем выведения ртутных соединений являются волосы.
Концентрация ртути в норме в моче до 0,01-0,05 мг/л, в крови 0,001 мг/100 мл. Обнаружена корреляция между содержанием ртути в крови и ее концентрацией во вдыхаемом воздухе. Вместе с тем постоянного соответствия между этими показателями, а также элиминацией ртути из организма и выраженностью токсического действия не отмечают. Однако на практике повышение концентрации ртути в крови и моче расценивают как признак увеличения опасности интоксикации.
Механизм токсического действия
Действие оказывают главным образом ионы ртути. Поэтому особенно токсичны хорошо растворимые и легко диссоциирующие соли. Однако пары ртути действуют, вероятно, прежде всего в канонизированном виде, и лишь гораздо позже, после ферментативного окисления, циркулирующая в крови «свободная» ртуть вступает в соединение с белковыми молекулами. В первую очередь ионы металла реагирует с SH-группами белков. Вероятна их реакция с СООН-группами. Инактивируя функциональные группы тканевых белков, ртуть изменяет конфигурацию и свойства белковых молекул, что приводит к резким изменениям (вплоть до полного подавления) ферментативной, гормональной и иммунологической активности белков. При этом снижается активность цитохромов, нарушается тканевое дыхание, в результате возникают некротические процессы в тканях (почечные канальцы, слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта, ЦНС, ткани, плода).