Pomorska Akademia Medyczna

Samodzielna Pracownia Farmakologii

Zatrucia metalami

Dr n. med. Ewa Spoz

Kierownik: prof. nadzw. dr hab. n.med.

Bogusław Czerny



Metale ciężkie:



- masa atomowa > masy atomowej
Na+,



- gęstość > 5g/cm3.

Priorytetowe trucizny:



Arsen (As),



Chrom (Cr),



Kadm (Cd),



Nikiel (Ni),



Ołów (Pb),



Rtęć (Hg).

Arsen – król trucizn.



- stosowany w celu eliminacji

przeciwników politycznych,



- wykrywany metodą Marsha od

1836roku,



-naturalnie występuje jako

arsenopiryt ( FeAsS) i w owocach

morza (arsenobetaina).

Arsen – król trucizn.

Występowanie:



leki: płyn Fowlera (1%As) – białaczka,
łuszczyca, astma oskrzelowa,



Salvarsan (36%As) – kiła, zakażenia
pierwotniakami



półprzewodniki i mikroprocesory,



papierosy (20μg),



huty metali kolorowych i fabryki
pestycydów.

Arsen – król trucizn.

Wchłanianie:



Inhalacyjnie: 40-60% (As2O3),



Z przewodu pokarmowego: 55-95%
(As2O3), 75-85% (organiczny).

Arsen – król trucizn.

Dystrybucja:



-równomiernie 5-15μg/kg m.c.



-wiąże się z erytrocytami -10 x większe

stężenie,



-powinowactwo do grup –SH keratynocytów

(20x większe stężenie) – kumulacja w

skórze i jej przydatkach.

Detoksykacja:



metylacja nieenzymatyczna oraz przy

udziale metylotransferaz i S-

adenozylometioniny,

Arsen – król trucizn.

Wydalanie:



Z moczem:



20%- iAs(nieorganiczny),



15%- MMA (kwas
metyloarsenowy),



65%-DMA (kwas dimetyloarsenowy

Arsen – król trucizn.

Mechanizm działania toksycznego:



LUIZYT + H2O  tlenek As(III) + kw.

liponowy (gr. tiolowe tworzą
strukturę pierścieniową) – leczenie
BAL ( dimerkaptopropanol),



As5+ - zaburzenie fosforylacji
oksydatywnej, nie tworzy sięATP.

Arsen – król trucizn.

Zatrucie ostre:



As(III) bardziej toksyczny niż As(V)



dawka śmiertelna arszeniku (As2O3)

: 70-180mg (1-3mg/kg m.c.),



objawy: silne krwawe wymioty i

biegunka, odwodnienie, wstrząs,

skurcze mięśni, obrzęk twarzy,

zaburzenia czynności serca.

Toksyczność przewlekła:



perforacja przegrody nosowej,



czosnkowy oddech,



stany zapalne dróg oddechowych,



zmiany w EKG,



zespół Raynauda.



Hiperpigmentacja skóry,



Hiperkeratoza,



Choroba czarnej stopy – zgorzel kończyn,



uszkodzenie wątroby,



neuropatia obwodowa ( drętwienie dłoni i stóp),



utrata słuchu.

Chrom

Występowanie:



minerały chromitu/FeCr

2

O

4

/ i krokoitu.



źródłem chromu są drożdże
piekarskie, kolby kukurydzy,
gotowana wołowina, jabłka, kasze,
chleb gruboziarnisty oraz płatki
zbożowe.

Chrom



srebrzystoszarym metalem (z
błękitnym połyskiem w świetle);



reaguje z tlenem, ulega pasywacji i
powstaje tlenek chromu(III), który
tworzy powłokę ochronną i
zabezpiecza postępowaniu korozji
na metalu



.

Chrom



Roztwory soli Cr(III) i Cr(VI)
posiadają bardzo intensywne
barwy (zieloną i pomarańczową) co
jest wykorzystywane w fotochemii i
technikach kolorymetrycznych.

Chrom



Tlenek chromu(III) (zieleń
chromowa) jest używany jako
pigment.



Sole chromu(VI) są toksyczne i
mają właściwości rakotwórcze



w centrach aktywnych enzymów



niezbędnym do życia mikroelementem,



ułatwia przenikanie glukozy z krwi do komórek.



Zmniejsza zapotrzebowanie na insulinę, hormon
regulujący prawidłowe stężenie glukozy we krwi.



Zmniejsza ryzyko zawału serca i rozwoju
miażdżycy, ponieważ obniża stężenie
całkowitego cholesterolu i jego frakcji LDL (tzw.
zły cholesterol), a zwiększa ilość HDL (tzw. dobry
cholesterol).



Niedobór chromu (na +3 stopniu
utlenienia) może mieć wpływ na
rozwój cukrzycy u dorosłych oraz
chorób układu krążenia.

Chrom



Chrom jest nietoksyczny,



kwas chromowy(VI) i chromiany(VI),
działają żrąco na skórę i błony śluzowe,



działanie szkodliwe dla zdrowia człowieka.



p- na zawodowego wyprysku
kontaktowego.



działanie toksyczne, mutagenne i
kancerogenne.

Chrom

Dawka śmiertelna



kwas chromowego(VI) wynosi 1-2
g,



dichromianu(VI) potasu 6-8 g.

Chromiany(VI)



bóle żołądka i jelit,



wymioty o żółtozielonym zabarwieniu,



obfite biegunki z domieszką krwi,



zapaść,



ciężkie uszkodzenia nerek z
krwiomoczem, prowadzące do
bezmoczu i mocznicy



zgon po kilku dniach.

Kadm

Występowanie:



w postaci siarczku – grinokit CdS,



w rudach metali kolorowych (Zn,Cu,Pb),



roczna produkcja 15-20tyś ton:

akumulatory Cd-Ni (37%), powlekanie

galwaniczne (25%),barwniki szkła i

tworzyw sztucznych(22%),stabilizatory

PCV(12%),



roczna emisja do atmosfery 3,3 -14,6 tyś.

ton (10% źródła naturalne z wulkanów).

Metabolizm:

Wchłanianie :



drogą inhalacyjną:

-- palacze papierosów - 4,4-6,0μ/paczkę,



droga pokarmową :

-- ok. 2% - więcej przy niedoborze białka i wapnia w

diecie,



- przy niedoborze żelaza ,

Dystrybucja:
-- wiązanie z białkiem osocza o masie 40-60 •103,
-- przemieszczenie do wątroby (1/6)
nerek (1/3),
--wiązanie w cytosolu przez metalotioneinę
Wydalanie : z moczem i kałem

Mechanizm działania
toksycznego:

frakcja Cd niezwiązanego z MT

↓

uszkodzenie błony komórkowej :



-peroksydacja lipidów,



-kompetycja dla metali dwuwartościowych,



- bezpośrednie oddziaływanie na białka i kwasy

nukleinowe.



Docelowy narząd kumulacyjny - nerki



Okres połowicznego wydalania z ustroju – 20 lat

Efekty działania
toksycznego:



Anemia,



choroba nadciśnieniowa,



kamienie nerkowe,



utrata węchu,



osteoporoza ,



zaburzenie metabolizmu wit. D i
hormonów tarczycy,

Ostre zatrucie:



gorączka, ból głowy, gardła i w
klatce piersiowej, zaburzenia
oddychania, kaszel,



zapalenie spojówek, objawy
dyspeptyczne, najcięższe – obrzęk
płuc i zgon.

Choroba Itai-itai:



Śr.- zach. Japonia – kopalnia cynku,



Stężenie Cd w glebie -8μ/g, w ryżu2,7μ/g



Kobiety wieloródki,



Bóle stawów i kości podczas chodzenia,



Kaczy chód,



Osteoporoza i osteomalacja,



Wielokrotne złamania i zniekształcenia,



Zgony na skutek unieruchomienia,



Uszkodzenie nerek typu kanalikowego

(proksymalne).

Efekty odległe:



>1mg/l w komórkach – wzrost liczby
pęknięć chromatydowych i translokacji,



działanie teratogenne – brak kości
czaszki, wodogłowie, rozszczep warg i
podniebienia,



w późnym okresie ciąży uszkodzenie
łożyska i śmierć płodu,



działanie rakotwórcze – rak płuc,
nowotwory śródbłonka jąder.

Normy:



NDS – 0,01 mg/m3 dla dymów i
pyłów.



monitoring poziomu Cd przyżyciowo –
1,7μg/g kreatyniny w moczu
odpowiada 50μg/g w miąższu nerek.

NIKIEL:

Ni2+ - ma znaczenie toksykologiczne,
Tworzy związki nierozpuszczalne w odzie –

chylaty,

Roczna produkcja 800 000 ton,
Zastosowanie:



galwanizacja przed szkodliwym działaniem

środków żrących (armatura łazienkowa, części

samochodowe, monety)



stopy zawierające nikiel - protezy ortopedyczne i

dentystyczne,



akumulatory kadmowo- niklowe, elektrotechnika.

Źródła narażenia:



-przemysłowe – karbonylek niklu
Ni(CO)4, - stosowany do produkcji
czystego niklu (rozkład termiczny),-
bezbarwna ciecz nierozpuszczalna w
wodzie, rozpuszczalna w



- w populacji – kontakt z przedmiotami
pokrytymi niklem,



- nie określono skutecznego sposobu
mobilizacji Cd z ustroju.

Metabolizm:

Wchłanianie:
drogi oddechowe,



karbonylek niklu >

rozpuszczalne związki Ni >

nierozpuszczalne związki Ni,



wydajność wchłaniania

ok.75%,

przewód pokarmowy,



ok. 10%



z wodą 27%



z pokarmem 1%,

skóra



ilościowo małe znaczenie,



duże znaczenie jako czynnik

uczulający,

Dystrybucja:



łączy się w całości z

albuminami osocza



nie kumuluje się w tkankach,

Wydalanie:



z moczem,



okres połowiczego

wydalania – 17-48h.

Mechanizm działania

toksycznego:



w zatruciach ostrych –

reaktywne formy tlenu,



działanie rakotwórcze –

uszkodzenie DNA,

Toksyczność ostra:



- bardzo rzadkie przypadki,



Stężenie w powietrzu wdychanym
> 50 mg/m3 przez 30min do 2h –
krwotok, obrzęk i zapalenie płuc,
zmiany zwyrodnieniowe w
wątrobie, nerkach, nadnerczach,
śledzionie.

Toksyczność przewlekła:



nadwrażliwość kontaktowa: egzemy

pęcherzykowe rąk, pokrzywkowe i

wypryskowe zapalenie skóry,



-15% kobiety,



- 1% mężczyźni,



inne:



-dychawica i pylica płuc,



- podrażnienie dróg oddechowych,

spojówek, owrzodzenia przegrody nosowej.

Toksyczność przewlekła:



nadwrażliwość kontaktowa: egzemy

pęcherzykowe rąk, pokrzywkowe i

wypryskowe zapalenie skóry,



-15% kobiety,



- 1% mężczyźni,



inne:



-dychawica i pylica płuc,



- podrażnienie dróg oddechowych,

spojówek, owrzodzenia przegrody nosowej.

Efekty odległe:



Klastogennie,



Teratogennie,



Rakotwórczo

NORMY:



NDS 0,25mg/m3



1 μg/l w surowicy,



Kilka- kilkadziesiąt μg/l w moczu



U ludzi nie obserwowano
niedoborów w przeciwieństwie
dolinnych ssaków,

OŁÓW

1.

Galena – PbS,

2.

Ceruzyt – PbCO3,

3.

Anglezyt – PbSO4,



50% -produkcja akumulatorów,



12%- a,lkilowe związki ołowiu



12% - p/stukowy do benzyn,



11% - stopy,



9% - powłoki kabli.

Narażenie:

- w populacji – żywność, gleba, kurz,

- przemysłowe – w hutach w

procesie przetwarzania.

Metabolizm:



Wchłanianie:



drogi oddechowe:

zatrzymywane jest ok.40% Pb

zawartego w powietrzu,



przewód pokarmowy : 10%

dorośli, 50% dzieci,



obniżają – Fe, Ca, fosforany,



ułatwiają – kwas askorbinowy i

cytrynowy.



Wydalanie:



Mocz – 76%,



Kał – 16%



Mleko matki - 12μg/l



Okres połowicznego wydalania:



-narządy miąższowe – 20-30 dni,



-kości – do 30 lat.



Dystrybucja:



Pb wiąże się z błonami

erytrocytów, 2% z albuminami,



szybko → do narządów

miąższowych,



wolno→ do kości i zębów (90%

puli

ogólnoustrojowej),wbudowywan

ie w kryształ hydroksyapatytu

Mechanizm działania
toksycznego:



hamuje aktywność enzymów –
zaburzenia ukł. krwiotwórczego,



powoduje utratę potasu wewnątrz
komórkowego i hamuje NA+/K+ ATP- azę
- skraca czas przeżycia erytrocytów,



powoduje demielinizację i/lub zmiany
zwyrodnieniowe aksonów komórek
nerwowych (porażenie mięśni
prostowników).

Toksyczność ostra:



Kolka ołowicza:



zespół ostrych objawów brzusznych: (brak łaknienia,

niestrawność, zaparcia, bóle brzucha),



bladość skóry, bradykardia,



uszkodzenie nerek : ( proteinuria, skąpomocz),



encefalopatia ołowicza: głównie u dzieci,



otępienie, drażliwość, ból głowy, drżenie mięśni , halucynacje,

zaburzenia pamięci, brak koncentracji,



drgawki, paraliż, śpiączka.

Dawka śmiertelna : 20-30g soli ołowiu
( octan lub węglan).

Ukł. nerwowy:



(400μg/l)

Dzieci:



- subtelne zmiany behawioralne,

opóźnienie rozwoju intelektualnego,

upośledzenie sprawności ruchowej,

Dorośli:



-zaburzenia inteligencji widzenia i

koordynacji wzrokowo-ruchowej,

upośledzenie umiejętności wysławiania

się, zaburzenia pamięci.

Układ krwionośny:



(600μg/l)



niedokrwistość:



hamuje aktywność enzymów syntezy

hemoglobiny,



osłabienie stabilności błony komórkowej

erytrocytów – nagromadzenie

nukleotydów,



hamuje NA+/K+ ATP- azę i pompy sodowo

potasowej- skraca czas przeżycia

erytrocytów,

Nerki:



(600μg/l)

Zespół Fanconiego:



-odwracalne zmiany kanalikowe-

wzmożone wydalanie aminokwasów,

fosforanów, glukozy z moczem,

Nefropatia ołowicza:



-nieodweracalne obkurczenie naczyń

nerkowych, stwardnienie tętnic,

zwłóknienie śródmiąższowe, zanik

kłębuszków, zmniejszona filtracja

Ukł. krążenia:



(160μg/l)



podwyższenie RR,

Efekty odległe:



aberracje
chromosomowe,tworzenie
mikrojąderek,mutacje punktowe,
hamowanie syntezy i naprawy DNA,



teratogennie:wzrost liczby poronień
samoistnych



rakotwórcze: mózgu, nerek,

Normy:



Pb we krwi < 100μg/l

Narażenie zawodowe:



K - 300μg/l



M - 500μg/l

NDS – 0,05mg/m3

RTĘĆ:

Występowanie:



siarczki HgS,



elektrotechnika - baterie alkaiczne, świetlówki,



aparatura pomiarowa – termometry,

barometry,



elektrolityczna produkcja chloru i sody

kaustycznej,



stomatologia.

Rtęć elementarna ( metaliczna)
Hg

0



w temp. pokojowej jest cieczą ,



80% dawki wchłania się przez ukł. oddechowy,

łatwo przenika przez barierę krew/mózg i krew/łożysko →

ultenienie do Hg2+ → kumulacja w mózgu i tkankach

płodu.

we krwi ulega utlenieniu do Hg2+ (katalaza) →wiązanie

przez metalotioneinę w nerkach

Mechanizm działania toksycznego:



- inhibicja enzymów przez powinowactwo do grup SH

białek.

Objawy zatrucia:



ostrego: niewydolność układu

oddechowego,



przewlekłe: nadmierna pobudliwość, stany

depresyjne, drżenie mięśni konczyn,

powiek i całego ciała, pogorszenie

pamięci, bezsenność, stany lękowe,



wysoka ekspozycja: rąbek rtęciowy (złogi

siarczku rtęciowego na

dziąsłach),proteinuria rtęciowa

Nieorganiczne związki
rtęci:

Sublimat - HgCl2,



łatwo denaturuje białko,



dawniej jako środek dezynfekujący,



zatrucia żadko-
przypadkowe/samobójcze.

Metabolizm:

Wchłanianie:



– przewód
pokarmowy – 10%,

Dystrybucja:



- deponowanie w
korze nerek,



Biotransformacja:



-łączenie z
metalotioneiną

Wydalanie:



I faza – 5 dni,



II faza – 1 miesiąc,



III faza – 3 miesiące

Zatrucie:

OSTRE:
ukł. pokarmowy:



metaliczny smak w ustach,nudności, wymioty, biegunki,

nerki:



ostra niewydolność, białkomocz,

krwiomocz,bezmocz,mocznica.

Śmierć – wstrząs hipowolemiczny, ostra niewydolność

krążenia.

PRZEWLEKŁE:



uszkodzenie nerek (kłębuszki i kanaliki)