Вредное воздействие тяжелых металлов на организм человека

микроэлементами изучена  ртуть. Отравление ртутью, основные его  проявления в качестве профессиональной болезни, описанные Льюисом Кэроллом как “безумие шляпника” и до настоящего времени остаются классическими. Раньше этот металл иногда применялся для серебрения зеркал и производства фетровых шляп. У рабочих часто наблюдались психические нарушения токсического хара ктера, называвшиеся “безумием”.

 Хлористая ртуть когда-то  “популярная” среди самоубийц  до сих пор используется в  фотогравюрах. Она также применяется  в некоторых инсектицидах и  фугицидах, что представляет опасность для жилых помещений. В наши дни отравления ртутью редки, но, тем не менее, эта

 проблема заслуживает  внимания.

 Несколько лет тому  назад в г. Минимата (Японии) была зарегистрирована эпидемия отравления ртутью. Ртуть была обнаружена в консервированном тунце, который в качестве пищи употребляли жертвы этого

отравления. Выяснилось, что  один из заводов сбрасывал в Японское море отходы ртути как раз в  том районе, откуда появились отравленные  люди. Поскольку ртуть использовалась в краске судов, ее и раннее постоянно обнаруживали в мировом Океане в небольших количествах. Однако японская трагедия позволила привлечь внимание общественности к этой проблеме. Маленькие дозы, которые и сейчас обнаруживаются в рыбе, в расчет не принимались, так как в маленьких концентрациях ртуть не аккумулируется. Она выделяется через почки, толстую кишку, желчь, пот и слюну. Между тем ежедневное поступление этих доз может иметь токсические последствия.

 Производные ртути  способны инактивировать энзимы,

в частности цитохромоксидазу, принимающую участие в клеточном дыхании.

Кроме того, ртуть может  соединяться с сульфгидрильными и фосфатными группами и, таким образом, повреждать клеточные мембраны. Соединения ртути 

более токсичны, чем сама ртуть. Морфологические изменения при отравлении ртутью наблюдаются там, где наиболее высокая концентрация металла, то

есть в полости рта, в желудке, почках и толстой кишке. Кроме того, может страдать и нервная  система.

 Острая интоксикация  ртутью. Она возникает при массивном  поступлении ртути или ее соединений  в организм. Пути поступления:  желудочно-кишечный тракт, дыхательные  пути, кожа. Морфологически она может  виде массивных некрозов в желудке, толстой кишке, а также острого тубулярного некроза почек. В головном мозге никаких характе рных повреждений не

 отмечается. Резко выражен  отек.

 Хроническая интоксикация  ртутью. Хроническая интоксикация  ртутью сопровождается более  характерными изменениями. В ротовой  полости из-за выделения ртути  усиленно функционирующими слюнными  железами возникает обильное  слюноотделение. Ртуть скапливается  по краям десен и вызывает  гингивит и окраску десен, похожую  на “свинцовую каемку”. Могут  расшатываться

 зубы. Часто возникает  хронический гастрит, который  сопровождается изъязвлениями слизистой.  Поражение почек характеризуется  диффузным утолщением базальной  мембраны клубочкового аппарата, протеинурией, а иногда развитием  нефротического синдрома. В эпителии  извитых канальцев развивается  гиалиново-капельная дистрофия.  В коре головного мозга, преимущественно  затылочных долей и в области  задних рогов боковых желудочков, выявляются диссеминированные очаги  атрофии.

 Ртуть крайне слабо распространена в земной коре (-0,1 Х

 10 -4 %), однако удобна для добычи,

так как концентрируется  в сульфидных остатках, например, в  виде киновари

(Н gS ). В этом виде ртуть

относительно безвредна, но атмосферные процессы, вулканическая  и человеческая деятельность привели  к тому, что в мировом океане накопилось около 50 млн. т этого металла. Естественный вынос ртути в океан  в результате эрозии 5000 т/год, еще 5000 т/год ртути выносится в результате человеческой деятельности.

 Первоначально ртуть  попадает в океан в виде  Н 

 g 2+ , затем она взаимодействует с органическими веществами и с помощью анаэробных организмов переходит в токсичные вещества метилртуть (СН

3 Н g

) + и диметилртуть (СН 3 -Н

 g -СН 3

),

 Ртуть присутствует  не только в гидросфере, но  и в атмосфере, так как имеет 

относительно высокое  давление паров. Природное содержание ртути составляет 0,003-0,009 мкг/м 3 .

 Ртуть характеризуется  малым временем пребывания в  воде и быстро переходит в  отложения в виде соединений  с органическими веществами, находящимися  в них. Поскольку ртуть адсорбируется  отложениями, она может медленно

 освобождаться и растворяться  в воде, что приводит к образованию  источника хронического загрязнения,  действующего длительное время  после того,

как исчезнет первоначальный источник загрязнения.

 Мировое производство  ртути в настоящее время составляет  более 10000 т в год, 

большая часть этого количества используется в производстве хлора. Ртуть проникает в воздух в  результате сжигания ископаемого топлива. Анализ льда Гренландского ледяного купола показал, что, начиная с 800 г. н.э. до 1950-х гг.,

содержание ртути оставалось постоянным, но уже с 50-х гг. нашего столетия количество ртути удвоилось. На рис.23 представлены пути цикловой миграции

ртути.

 Металлическая ртуть  опасна, если ее проглотить и  вдыхать ее пары. Металлическая  ртуть, находящаяся, например, в  термометрах, 

сама по себе редко бывает опасной. Лишь ее испарение и вдыхание паров ртути могут привести к  развитию фиброза легких. При этом у человека появляется металлический  вкус во рту, тошнота, рвота, колики в  животе, зубы чернеют и начинают крошиться. Пролитая ртуть разлетается  на капельки и, если это произошло, ртуть  должна быть тщательно собрана. Жидкий металл раньше использовался для  лечения упорных запоров, так  как его плотность и законы

 тяжести способствовали  мощному терапевтическому эффекту.  При этом признаков ртутной  интоксикации не наблюдалось.

 Неорганические соединения  ртути практически нелетучи, поэтому опасность представляет попадание ртути внутрь организма

через рот и кожу. Соли ртути разъедают кожу и слизистые  оболочки тела. Попадание солей ртути  внутрь организма вызывает воспаление зева, затрудненное глотание, оцепенение, рвоту, боли в животе.

 У взрослого человека  при попадании внутрь около  350 мг ртути может наступить  смерть.

 Загрязнение ртутью  может быть уменьшено в результате  запрещения производства и применения  ряда продуктов. Нет сомнения, что загрязнение ртутью всегда  будет острой проблемой. Но  с введением строгого контроля за отходами производства, содержащими ртуть, а также за пищевыми продуктами можно уменьшить опасность отравления ртутью.

2.2.Метилртуть

 Ртуть в составе  выбросов из антропогенных и  природных источников поступает 

 в атмосферу в неорганической  форме и затем в результате  протекания биологических процессов  может преобразовываться в метилртуть в почве и водной среде.

 В окружающей среде  происходит биологическая аккумуляция  метилртути, которая беспрепятственно поступает в человеческий организм через пищевые продукты. Атмосферные концентрации ртути в Европе, а также во всем мире обычно находятся на уровне, существенно ниже того, при котором, как известно, оказывается негативное воздействие на здоровье человека в результате вдыхания ртути. Концентрации неорганических соединений ртути в почве и подземных водах обычно находятся на уровне существенно ниже того,

при котором, как известно, возникают негативные последствия для здоровья человека в результате потребления питьевой воды.

 Метилртуть является сильнодействующим нейротоксичным химическим веществом. Нерожденные дети (т.е. зародыши) являются наиболее уязвимой группой и подвергаются воздействию этого химического вещества главным образом в результате потребления рыбы в рационе матери. Метилртуть также выделяется вместе с молоком матери. Данные человеческого биомониторинга и

биомоделирования режима питания свидетельствуют о том, что допустимые

объемы поступления метилртути в составе пищевых продуктов превышаются

 в подгруппах населения,  которые потребляют значительное  количество рыбы, например в Скандинавии,  Северной Америке и Франции.  Концентрации ртути в размере 0,5 мг/кг, т.е. показателя, использующегося во многих странах в качестве опорного, нередко превышаются для некоторых видов (главным образом крупных

 хищных) пресноводных  и морских рыб и млекопитающих.

 Ретроспективные данные (например, данные об озерных отложениях  в Скандинавии) свидетельствуют  о том, что в сравнении с  доиндустриальной эрой концентрации ртути возросли в 2– 5 раз в результате антропогенных выбросов

 ртути и ее переноса  на большие расстояния. Метилртуть, присутствующая в

организмах пресноводных рыб, трансформировалась из неорганической ртути, содержащейся в почве и непосредственных атмосферных осаждениях. С 1990х годов антропогенные выбросы ртути в Европе сократились приблизительно на 50%. Данные моделирования и ограниченного мониторинга свидетельствуют о том, что уровень осаждения ртути в Европе сократится в аналогичном

размере. Однако не было отмечено сопутствующего уменьшения концентрации метилртути в организмах пресноводных рыб.

 Существует лишь ограниченный  объем информации об источниках  метилртути, присутствующей в организме морских рыб, и о роли, которую в этом процессе играет перенос загрязнения на

большие расстояния. Ряд данных свидетельствует о росте концентрации ртути в организмах морских рыб  и млекопитающих в Арктике  – этот факт подтверждает воздействие  переноса ртути на большие расстояния. В целом потребление рыбы весьма благоприятно сказывается на здоровье человека, однако в организмах представителей некоторых групп населения, потребляющих значительное количество рыбы или рыбы, содержащей загрязняющие вещества, объем  поступления метилртути может достигать опасных уровней. В этой связи сокращение концентраций метилртути в рыбе следует рассматривать в качестве высокоприоритетной задачи.

 Одним из средств для достижения этой цели является сокращение атмосферных выбросов и переноса загрязнения на большие расстояния.

 Ртуть и ее соединения  опасны для жизни. Метилртуть особенно опасна для животных и человека, так как она быстро переходит из крови в мозговую ткань, разрушая мозжечок и кору головного мозга. Клинические симптомы такого поражения - оцепенение, потеря ориентации в пространстве, потеря зрения. Симптомы ртутного отравления проявляются не сразу. Другим неприятным последствием

отравления метилртутью является проникновение ртути в плаценту и накапливание ее в плоде, причем мать не испытывает при этом болезненных ощущений. Метилртуть оказывает тератогенное воздействие на человека. Ртуть относится к I классу опасности.

2.3. Мышьяк

 Мышьяк в природе  присутствует в виде сульфатов.  Его содержание в свинцово-цинковых  концентратах около 1 %. Вследствие  летучести он легко попадает  в атмосферу.

 Самыми сильными источниками загрязнения этим металлом являются гербициды (химические вещества для борьбы с сорными растениями), фунгициды (вещества для борьбы с грибными болезнями растений) и инсектициды (вещества

для борьбы с вредными насекомыми).

 По токсическим свойствам  мышьяк относится к накапливающимся  ядам. По степени токсичности  следует различать элементарный  мышьяк и его соединения. Элементарный  мышьяк сравнительно мало ядовит, но обладает тератогенными свойствами. Вредное воздействие на наследственный материал (мутагенность) оспаривается.

 Соединения мышьяка  медленно поглощаются через кожу, быстро всасываются через лёгкие  и желудочно-кишечный тракт. Смертельная  доза для человека

 – 0,15-0,3 г.

 Хроническое отравление  вызывает нервные заболевания,  слабость, онемение конечностей,  зуд, потемнение кожи, атрофию  костного мозга, изменения печени. Соединения мышьяка являются  канцерогенными для человека. Мышьяк 

и его соединения относятся  ко II

 классу опасности .

 Арсенизм, или отравление мышьяком, столь распространенное и любимое в эпоху средневековья, к счастью в наше время – очень редкая болезнь.

 Соли, оксиды и пары  мышьяка чрезвычайно опасны. Препараты  на основе мышьяка используются  в качестве гербицидов для  опрыскивания фруктов, в качестве  инсектицидов, яда для крыс и  во многих промышленных процессах.  Различают острый и хронический  арсенизм.

 Острое отравление, обычно, наблюдаемое при суициде или  гомициде, редко, но хроническое отравление из-за продолжительного контакта с мышьяковой

пылью, парами, как в промышленности, так и в сельском хозяйстве  является нередко причиной смерти и  в наши дни.

 Механизм воздействия  на клетку еще полностью неясен. Однако известно, что мышьяк соединяется  с сульфгидрильными группами (SH –  группами). Вот почему при хронической  интоксикации мышьяк скапливается  в волосах, ногтях, эпидермисе  и может там обнаруживаться. Возможно, что мышьяк может инактивировать  энзимы, содержащие SH – группы и,  таким образом, являться ингибитором  дыхательных ферментов.

 Проявления арсенизма зависят от дозы. Довольно маленькая доза в 30 мг триоксида мышьяка может быть смертельной. Значительные дозы этого сильнейшего яда могут убить в течение 1-2 часов, вызывая обычно выраженную периферическую вазодиллятацию, резкое уменьшение объема циркулирующей крови и

шок. Предполагают, что мышьяк действует как депрессор центральной  нервной системы и ведет к  параличу вазомоторных центров. Если отравление менее значительно, то после первых суток основные морфологические  изменения обнаруживаются в сосудах, в головном мозге, пищеварительном  тракте и коже.

 Множественные петехии выявляются на коже и в серозной оболочках внутренних органов, что связано с деструкцией базальной мембраны капилляров. Если больной пережил два или три дня, в желудке и в кишечнике можно наблюдать выраженное полнокровие, отек, участки геморрагии и очаги коагуляционного некроза. В головном мозге выявляется диффузная геморрагическая инфильтрация, обусловленная фибриноидным не крозом стенок капилляров, отек. В сосудах микроциркуляторного русла формируются тромбы, которые могут быть причиной инфарктов