Токсикология мышьяка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Общие сведения

2. Источник вредности

3. Пусти поступления

4. Поражаемая система

5. Механизм действия

6. Меры профилактики

Список использованной литературы

1. Общие сведения

Мышьяк - высокотоксичный кумулятивный яд, поражающий нервную систему. Латинской название Arsenicum происходит от греческого «арсен» - сильный, мощный. мышьяк минеральный кислота

Сам мышьяк малотоксичен, а его соединения весьма ядовиты. Соединения трехвалентного мышьяка токсичнее, чем соединения пятивалентного. Однако соединения пятивалентного мышьяка в условиях организма способны восстанавливаться в трехвалентные.

2. Источник вредности

Существуют как природные, так и искусственные источники мышьяка.

Он выбрасывается в воздух с вулканическим пеплом и содержится в воде некоторых минеральных источников.

Контакт с мышьяком на производстве часто встречается на предприятиях по переработке свинцовой, цинковой, кобальтовой, никелевой руды, в золотодобывающей промышленности. Действию высоких доз мышьяка все чаще подвергаются работники предприятий электронной промышленности, где используется арсенид галлия.

Контакт с низкими дозами мышьяка нередко встречается и в быту - его неорганические соединения входят в состав морилок, пестицидов, гербицидов, фунгицидов, красок, могут поступать в организм с обработанными пестицидами продуктами питания и табаком, при использовании ископаемого топлива.

Мышьяк входит в состав разных жидкостей, применяемых для обработки растений против насекомых-вредителей. Некоторые количества его могут сохраняться на коже плодов. В некоторых сортах яблок содержание мышьяка было найдено в количестве 15 мг/кг. Остатки мышьяка локализуются около веточки и чашечки плода. В образцах концентрированного виноградного сока был обнаружен мышьяк в количестве до 35 мг/л.

В России наблюдалось несколько случаев отравлений мышьяком в результате ошибочного использования в пишу семенного зерна, протравленного перед посевом мышьяковистыми препаратами. Обычно явления отравления наблюдались в очень острой форме после однократного приема лепешек или хлеба.

Мышьяк иногда применяется в медицинских целях - в частности, он входит в состав раствора арсенита калия (фаулерова раствора) и некоторых народных средств.

Содержание в готовых продуктах мышьяка может повышаться за счет дополнительного его поступления в рецептуру с отдельными компонентами. Пищевые красители, органические кислоты, поташ являются веществами, особенно часто содержащими повышенные количества мышьяка.

Пищевой желатин в некоторых случаях тоже может содержать очень значительное количество мышьяка. Повышенные количества свинца в желатине обусловливаются содержанием его в костях, а повышенные количества в ней мышьяка -- низким качеством химических материалов, применяемых для обработки костей и кожевенного сырья.

Минеральные кислоты, применяемые для получения глюкозы и патоки и содержащие в некотором количестве мышьяк, могут быть причиной наличия последнего в этих продуктах.

Содержание мышьяка в морских организмах выше, чем в наземных (в рыбах 0,6-4,7 мг в 1 кг сырого вещества, накапливается в печени).

Некоторое количество мышьяка может содержаться в сплавах металлов, в фольге. Содержание мышьяка в последних очень незначительно, так что эти источники не могут загрязнить продукт мышьяком в опасном количестве. Например, согласно законодательству ряда стран, содержание мышьяка в оловянной фольге не должно превышать 0,01%. В алюминии, применяемом для изготовления посуды, содержание мышьяка в России ограничено 0,015%. Источником поступления мышьяка в опасных количествах в пищевые продукты может являться тара, ранее использованная для хранения мышьяковых препаратов.

Обстоятельства, которые приводят к ошибочному введению мышьяка в пищевые продукты, весьма разнообразны.

Такое введение мышьяка в пищу может быть результатом небрежного обращения с ним при применении его для борьбы с тараканами и грызунами.

Иногда остатки белого мышьяка принимались за крахмал, за соду и использовались как таковые при изготовлении разных продуктов.

В последние 20 лет примеси мышьяка в питьевой воде стали ведущей причиной массовых хронических отравлений этим веществом. Недавно Агентство по охране окружающей среды снизило максимальную допустимую концентрацию мышьяка в питьевой воде до 0,01 мг/л. Основанием для этого послужили данные статистического моделирования, согласно которым при концентрации мышьяка 0,05 мг/л, ранее считавшейся допустимой, повышается риск рака легких и мочевого пузыря.

На территории Российской Федерации в г. Скопин Рязанской области вследствие многолетней работы местного металлургического комбината СМК «Металлург» в могильниках предприятия было захоронено около полутора тысяч тонн пылеобразных отходов с высоким содержанием мышьяка. С учётом того, что пяти миллиграммов мышьяка достаточно, чтобы отравить человека, в могильниках находится более 200 миллиардов смертельных доз мышьяка

3. Пути поступления

Соединения мышьяка могут поступать в организм пероральным, ингаляционным путем, через кожу и слизистые оболочки, а также при парентеральном введении. При ингаляционном и парентеральном поступлении их токсичность повышается, так как при этом из процесса детоксикации в значительной мере исключается печень, активно участвующая в нем при пероральных отравлениях. При всасывании мышьяка через кожу интоксикация развивается медленно.

При пероральном отравлении мышьяк всасывается в ионизированном виде, чему способствует наличие хлоридов в желудочном соке и щелочная реакция кишечного сока. Основной участок всасывания - двенадцатиперстная кишка и начальный отдел тощей кишки.

В крови мышьяк циркулирует в виде ионов в комплексе с аминокислотами и жирными кислотами. Ведущую роль в транспорте играют белки, образующие с ним прочную связь.

Мышьяк распределяется и депонируется в течение нескольких месяцев практически во всех органах. Он накапливается в высоких концентрациях и долго остается в почках и печени, что объясняется высоким содержанием в почечной и печеночной ткани особого белка - металлобионина, богатого тиоловыми (сульфгидрильными) группами (SH).

Мышьяк выделяется через почки, печень (с желчью), слизистую оболочку желудка и кишечника, потовыми и слюнными железами, что, как правило, сопровождается поражением этих органов.

Отравления мышьяком могут быть случайными, умышленными (попытка самоубийства или покушение на убийство), производственными, ятрогенными или в результате поступления мышьяка из окружающей среды. В последнем случае его источником обычно являются почва, вода либо пищевые продукты, при этом из неорганических веществ преобладают соединения пятивалентного мышьяка.

Но, в основном, в организм человека мышьяк поступает в основном с пищевыми продуктами растительного и животного происхождения. Его среднее суммарное суточное поступление в организм из рациона весьма близко к величине максимально допустимой суточной нагрузке, что ставит мышьяк на особое место среди токсичных элементов. Среднесуточное поступление мышьяка с пищевыми продуктами в организм человека зависит от вида пищевого рациона и при незначительном употреблении продуктов моря и отсутствии загрязнения этим элементом не превышает 0,2 мг (при большом употреблении рыбы - 1 мг). Предел суточного поступления мышьяка, установленный ВОЗ, составляет 0,05 мг на 1 кг массы тела.

4. Поражаемая система

Различают следующие типы отравлений мышьяком, которые могут явиться причиной летальных исходов:

паралитический, возникающий при огромных дозах мышьяка; симптомы интоксикации - поражение центральной нервной системы, сопровождающееся глубокими обмороками, спазмами, параличом всех жизнеобеспечивающих систем, а также появление рвотного рефлекса, диареи;

желудочно-кишечный, при котором появляется металлический привкус во рту, ощущение жжения в глотке и рвотный рефлекс, диарея; наблюдается сильное обезвоживание организма.

5. Механизм действия

Механизм токсического воздействия мышьяка складывается из местного и резорбтивного эффектов. Местное действие проявляется в деструкции ткани и зависит от способности этих соединений к диссоциации. В результате уплотнения и денатурации белка деструкция тканей может варьировать от поверхностной до некроза. Наличие кислотного остатка сильной кислоты - хлористоводородной (соляной), азотной, серной в составе молекулы приводит к более выраженной деструкции, чем под влиянием соединений с кислотным остатком слабой кислоты (уксусной, цианистой).

В основе резорбтивного действия мышьяка лежит блокирование функционально активных групп белков-ферментов и структурных белков. Наибольшее значение имеет блокирование SH-групп, обеспечивающих биологическую активность более 50% белков-ферментов; блокируются также аминные, карбоксильные и другие группы. В результате потери протеидами многих физико-химических и биологических свойств нарушается белковый, углеводный и жировой обмен.

Нарушается структура и проницаемость клеточных оболочек, что приводит к выходу из клетки калия и проникновению в нее натрия и воды с развитием отека клетки и последующим снижением ее функциональных свойств. Соединения мышьяка избирательно токсичны в основном для специфического эпителия почек, печени, кишечника, эритроцитов и нервных клеток, в которых наблюдается повышенная концентрация этих веществ, поэтому нефропатия, гепатопатия, выраженная неврологическая симптоматика и гемолиз часто преобладают в клинической картине этих отравлений.

На биохимическом уровне

Механизм действия трех- и пятивалентных соединений мышьяка различен. Действие трехвалентного мышьяка направлено на блокаду пируватдегидрогеназного комплекса, играющего важную роль в гликолитических процессах. Таким образом, трехвалентный мышьяк снижает ресинтез АТФ, образование щавелевоуксусной кислоты кислоты из пирувата (нарушает пируватный глюконеогенез), что в конечном итоге приводит к гипогликемии. Трехвалентный мышьяк блокирует также активностьглютатион-синтетазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и глютатионредуктазы, что приводит к развитию дефицита глютатиона в печени и ухудшению процессов детоксикации мышьяка.

Вследствие нарушения гликолиза нарушается также и синтез ацетилхолина, что является причиной развития периферической невропатии.

Токсикодинамика пятивалентного мышьяка частично обусловлена его восстановлением в трехвалентный. Самостоятельное токсическое действие обусловлено замещением фосфора в его биохимических реакциях вследствие сходства структуры. Пятивалентный мышьяк «включается» в реакции гликолиза, катализируемые ферментом глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой, в результате чего образуется не 3-фосфоглицерат, а 1-арсено-3-фосфоглицерат, не способный участвовать в образовании АТФ.

Более того, образование АТФ-арсената (вместо нативного АДФ) также нарушает нормальный синтез АТФ.

Таким образом, мышьяк оказывает повреждающее действие на гликолитические и окислительные процессы, что проявляется клинической картиной отравления в виде полиорганной недостаточности, обусловленной дефицитом энергии, с соответствующей клиникой отравления.

6. Меры профилактики

При работе с пылевидными соединениями мышьяка следует применять респираторы, защитные очки, резиновые перчатки, пользоваться душем, тщательно удалять остатки мышьяка со спецодежды и защитных приспособлений. Особое значение в профилактике отравлений мышьяком имеют периодические осмотры лиц, работающих в контакте с мышьяком и его соединениями. Осмотры следует проводить 2 раза в год при участии невропатолога.

Список использованной литературы

1. Белостоцкий, В. М., Гольдерман М. Д. Мышьяк // Химия и жизнь - 1971, № 2 - С. 15-21

2. Гадаскина И., Яды вчера и сегодня, - Л.: Наука, 1988. - 138 с.

3. Петрунин В.А., Баранов Ю.И., Кузнецов Б.А. и др. Мышьяк // Рос. хим. журн. 1995. Т. 39, №4. С. 15-17.

4. Петров В.Г., Шумилова М.А., Трубачев А.В. Мышьяк. Основные направления использования // Вестн. Удм. ун-та. Сер. Физика. Химия. 2012. Вып.1. С. 105-108.

5. Якушевская, И.В. Тяжелые металлы / И.В. Якушевская, А.Г. Мартыненко // Рос. хим. журн.-- 1972.-- №4.

Размещено на Allbest.ru