Toxické kovy

From WikiSkripta

S rozvojem moderní techniky roste produkce toxických kovů, které kontaminují ovzduší, povrchové vrstvy půdy a jsou obzvlášť nebezpečné vyskytnou-li se v potravě či podzemní vodě. Jejich zdrojem je zejména výroba kovů (pyrometalurgické a hydrometalurgické postupy), výfukové plyny (tetraetylolovo, tetraetylmed), spalování fosilních paliv (uhlí s relativně vysokou koncentrací popela), spalování městských odpadů..

Olovo (Pb)[edit | edit source]

Jedná se o modrostříbrný lesklý měkký kov. Jeho anorganické soli jsou nerozpustné ve vodě, rozpustné jsou pouze s přídavkem octanu, dusičnanu, chlorečnanu, chloristanu a do určité míry i chloridu.

Výskyt a použití[edit | edit source]

Olovo je nejrozšířenější prvek z těžkých kovů, v přírodě bychom ho našli jako galenit (sulfid olovnatý), ceruzit (uhličitan olovnatý) a anglezid (síran olovnatý). Používá se k výrobě baterií v automobilovém průmyslu (tetraetyl-tetrametalolovo), ve sklářském průmyslu i na výrobu kabelů a broků.

Vstřebávání a účinky na organismus[edit | edit source]

Vstřebávání dýchacími cestami je možné odhadnout na základě znalostí o aerodynamických charakteristikách aerosolu a na základě fyziologických parametrů dýchání. Takto se vstřebává asi 40 %. V GIT se vstřebává asi 5−8 %, u dětí to může být více. V pokusech na zvířatech bylo zjištěno, že konzumace mléka, nízký obsah vápníku, vitamínu D, železa a hladovění mohou zvyšovat vstřebávání olova. V krvi je z 98 % vázané na erytrocyty, má velkou afinitu k SH-skupinám, proto je schopné inhibovat enzymy (zejména enzymy syntézy hemu). Lehce prochází placentou a hematoencefalickou bariérou, ale v mozku se nehromadí. Hromadí se v kostech. Nejvíce bývá poškozen krvetvorný systém, nervový systém, GIT a ledviny.

  • Nejčastější formou akutní otravy je postižení GIT, objevuje se anorexie, dyspepsie, zácpa, kolikovité bolesti břicha;
  • Akutní encefalopatie se vyskytuje zejména u dětí – apatie, ospalost, stupor, ataxie, hyperaktivita, kóma a smrt zástavou srdce a dýchání. Může přejít do chronické formy. Došlo k objevení difuzních atrofických změn v mozkové kůře, nejvýznamnější pak v temporálním a frontálním laloku. Mezi nejcitlivější účinky olova u dětí patří neurobehaviorální a vývojové změny;
  • Účinky na PNS jako důsledek demyelinizace a degenerativních změn axonů: polyneuropatie, svalové fibrilace;
  • Inhibice syntézy hemu a přežívání erytrocytů způsobuje mikrocytární nebo normocytární anémii, a to hlavně při profesionálních expozicích, kde plumbémie dosahuje hodnot nad 0,5 mg/l. V krvi se objevují bazofilně tečkované erytrocyty a retikulocyty. Inhibice syntézy hemu vede ke zvýšenému vylučování kyseliny 5-aminolevulové (ALA) a koproporfirinu III močí;
  • U těhotných žen – účinky na plod: nižší porodní hmotnost, pomalejší vývoj CNS a pomalejší růst;
  • Poškození ledvin: porucha tubulární funkce ledvin, snížení glomerulární filtrace; ireverzibilní změny po dlouhodobé expozici olovu – nespecifická nefropatie s intersticiální fibrózou a dilatací tubulů s atrofickými změnami;
  • Vliv na imunitní systém: imunosuprese – snížení produkce IgD, IgM a aktivity komplementu.

Terapia[edit | edit source]

Podávají se chelátotvorné látky – DMSA, při lehčí otravě je léčba symptomatická, užívají se zejména sedativa (diazepam).

Arzen As[edit | edit source]

Už Paracelsus popsal klinický obraz otravy arzenem a její léčbu. V přírodě se nachází ve formě sulfidů, nejrozšířenější je arzenopyrit. Vyskytuje se jako součást jiných rud a získává se jako vedlejší produkt zpracování těchto rud. V minulosti se používal jako součást hnojiv, dnes se používá ke konzervaci dřeva proti houbám, v malém množství ve farmaceutickém průmyslu, v sklářství, k veterinárním účelům, do některých herbicidních přípravků, laserů, bojových chemických látek, do slitin ke zlepšení jejich mechanických a fyzikálních vlastností atd.. Preparáty arzenu byly používány k léčebným účelům v široké škále onemocnění – při léčbě lues v kombinaci s ATB, spavé nemoci, amébiázy a ve veterinární medicíně. V ČR je používání arzenu zakázané!!!!

Arzen patří k jednomu z nejdéle známých jedů středověku (připravovaný z arzeniku). Dnes jsou otravy většinou náhodné. Preparáty podané parenterálně jsou rychle vstřebávané a hromadí se v játrech a později v ledvinách, malé malé množství též v mozku, srdci, děloze a svalstvu. V důsledku vysoké afinity arzenu k SH-skupinám dochází po 48 hodinách k významnému hromadění v ektodermálních tkáních – kůže a její adnexa (keratin, skleroprotein). Anorganický neproniká HEB, ale proniká placentou a vylučuje se do kravského i mateřského mléka.

Arsenitany vyvolávají hluboký rozvrat reakcí oxidativní fosforylace tím, že způsobují energeticky nevýhodnou oxidaci substrátů, čímž poškozují mitochondrie, a to zejména mitochondrie hepatocytů.

Příznaky otravy[edit | edit source]

  • Akutní otrava: letální dávka je 60−80 mg. Rozvíjí se obraz GIT syndromu v důsledku paralýzy kapilár mezenteria (As je silný kapilarotoxický jed), pozorujeme zvýšené slinění, ztrátu tělesné hmotnosti. Při mohutnější otravě probíhá otrava pod obrazem paralytického asfyktického syndromu s rychlým přechodem do bezvědomí a obrnou oběhu a dýchání. Pokud člověk přežije akutní fázi, jeho stav je komplikovaný encefalitidou, myelitidou, nefritidou nebo dermatitidou;
  • Chronická otrava má pestrý klinický obraz:
    • změny na kůži (alergické dermatitidy, ekzémy, záněty vlasových folikulů, začervenání, vřídky). Z kožních změn je to též typická melanóza lišící se od Addisonové tím, že nepostihuje sliznice. Vazomotorické změny, ekzémy, ragády, hyperkeratóza, maligní degenerace, alergická dermatitida, purpurově červené hladké lesklé prsty s bílými příčnými striemi nehtů.
    • neurologické (polyneuritida, motorické obrny, změny osobnosti, encefalopatie, Wernikeho syndrom, Korsakovova psychóza),
    • hematologické (inhibiční účinek na krvetvorbu – anémie hypoplastického typu, agranulocytóza, trombocytopenie)
    • Při expozici dýchacími cestami vyvolává vznik karcinomu plic a časté jsou i nádory jiných orgánů (játra, ledviny, močový měchýř, kožní tumory).

Dále se vyskytují nespecifické příznaky – zvýšené slinění, trávicí problémy, vzácně degenerativní změny optiku.

Pro otravu arzenem je charakteristický velký individuální rozdíl ve velikosti dávky a v délce doby latence!!!

Ochranný účinek thiolátek (glutathion, cystein) proti toxickým účinkům trojmocného As prokázal, že jeho toxické účinky zřejmě spočívají v reverzibilní vazbě se sulfhydrylovými skupinami bílkovin (Bencko, Cikrt, Lener, 1995).


Rtuť Hg[edit | edit source]

V přírodě se vyskytuje převážně ve formě sulfidů (rumělka, cinabarit), vzácné jsou chlorid, jodid a oxid. Do prostředí se dostává při spalování fosilních paliv, odpady, průmyslovými a zemědělskými postupy, ale i vypařováním z povrchu země a oceánů, při výrobě rtuťových měřících přístrojů, baterií, používá se také v zubním lékařství, jako elektroda při výrobě chlóru z NaCl atd.

Afinita rtuti k síře a SH-skupině je určujícím faktorem biologických účinků na organismus (narušuje funkci membrán a aktivitu enzymů). V metabolismu i toxickém působení různých forem rtuti jsou významné rozdíly, protože v organismu dochází k transformaci jedné formy na jinou.

Jednou z nejtoxičtějších sloučenin rtuti je metylrtuť (metylsloučeniny rtuti).

Nejvýznamnější je vstřebávání rtuťových par inhalační cestou (vstřebává se až 80 %). Při krátkodobé expozici poškozuje plíce (erozivní bronchitida, bronchiolitida s intersticiální penumonií), ale cílovým orgánem poškození, hlavně při chronické expozici, je mozková a mozečková kůra a bazální ganglia (mikromerkurialismus – nespecifické příznaky, přerůstá v třes rukou typický při psaní), ale hlavně ledviny (hromadí se zejména v kůře, může vzniknout nefrotický syndrom.) a játra. Vylučování rtuti je pomalé a nepravidelné. Určitý podíl rtuti se ukládá do vlasů a nehtů a vylučuje se poté i mateřským mlékem.

V GIT se vstřebávají rozpustné dvojmocné soli rtuti, požití kovové rtuti nevyvolává otravu (vstřebává se pouze 5 %). Stejně jako otravu nevyvolá ani systémové podání kovové rtuti do žíly, zde ale pak hrozí embolie do plic. Chronické otravy vyvolávají také kožní masti (léčba psoriázy).

Příznaky otravy[edit | edit source]

  • Akutní otrava: kašel, dušnost, teploty při vzniku chemické pneumonie, hemoptýzy při plicním edému; GIT – zvracení, tenesmy, nekróza sliznice, těžkého průjmu s kusy odloučené sliznice, proteinurie, hematurie, selhání ledvin v důsledku těžké tubulární nekrózy;
  • Chronická otrava: triáda – gingivitida (zánety dásní, slinění, vypadávání zubů) + tremor mozečkového extrapyramidového původu (jemný, poté výrazný intenční třes, najprve pouze končetin, poté také víček a rtů, ataxie s poruchami chůze, fascikulace, neuropatie s akrálními parestáziemi) + erethismus (toxická organická psychóza – úzkost, stydlivost, nervozita, hádavost, emoční labilita, pokles kognitivních funkcí, pokles IQ). U organických sloučenin se může vyskytnout i hluchota a zúžení zorného pole.

Terapie[edit | edit source]

Při akutní inhalační otravě – čerstvý vzduch a klid na lůžku, případně další symptomatická léčba. Jinak podáváme DMSA (dimerkaptojantarová kys.) alebo DMPS (dimerkaptopropan sulfonát), těžší neurologické poruchy bývají ireverzibilní.

Kadmium Cd[edit | edit source]

Je bílý kov chemicky podobný zinku, ve vodě nerozpustný, ale rozpustný v kyselinách. V přírodě se vyskytuje jako sirník, doprovází zinečnaté rudy, ze kterých se vyrábí. Jeho sloučeniny jsou mimořádně jedovaté a nebezpečí tkví v tom, že vytváří i organické sloučeniny. Používá se do slitin, na výrobu galvanických článků, jako lapač neutronů v jaderných elektrárnách, antikorozní materiál, stabilizátor při výrobě plastů apod.. Důležitým zdrojem je dnes i spalování pohonných hmot a olejů a používání pesticidů, které ho obsahují. Je obsažen také v cigaretovém kouři.

Účinky na lidský organizmus[edit | edit source]

Eliminace kadmia z organismu je velmi pomalá. Kadmium se hromadí hlavně v ledvinách a játrech, což může vést ke vzniku rakoviny prostaty a dýchacího aparátu. V krvi ho koluje len málo, ale prochází placentou a je nebezpečný pro plod. Dokáže vytěsnit zinek z enzymů a tím narušit chod metabolismu. Podle IARC a US EPA patří k pravděpodobným karcinogenům!!!

  • Akutní otrava: zvýšený krevní tlak, selhání ledvin, rozklad erytrocytů (hypochromní mikrocytární anémie), intenzivní slinění, nauzea, zvracení (typický je krátký interval mezi požitím kontaminované potravy a vomitem!!), křeče v břiše, bolesti hlavy, následuje šok ze ztráty tekutin, akutní selhání ledvin, srdce, plic (edém), smrt v průběhu 24 hod. až 14 dní.
  • Chronická otrava: vývoj trvá i více než 9 let s příznaky dušnosti a plicního edému. Projevem poškození ledvin je tubulární proteinurie, nefrolitiáza z poruchy kalciového metabolismu, osteomalácie kombinovaná s osteoporózou (Japonská choroba itai-itai), glykosurie a někdy i zvýšená glukoneogeneze; karcinom prostaty.

Léčba[edit | edit source]

Při akutní expozici kadmiu v ovzduší se aplikuje 3,4-dimerkaptopropanol (BAL) za současného sledování funkce ledvin. U osob, které mají v anamnéze dlouhodobé expozice kadmiu se nesmí BAL aplikovat!!!


Chróm Cr[edit | edit source]

Je v krystalické formě velmi tvrdý kov. V přírodě se vyskytuje jen ve sloučeninách, nejvýznamněji jako ruda chromit. Volný byl nalezen pouze v meteoritech. K profesionální expozici dochází v metalurgickém a chemickém průmyslu, při výrobě kožešin, zrcadel, chromových pigmentů, v dřevařském průmyslu (konzervační prostředky), při povrchové galvanické úpravě kovů apod. V trojmocné podobě je biogenním prvkem, který se podílí na metabolismu cukrů.

Účinky na člověka[edit | edit source]

Z přirozené potravy se vstřebává okolo 10 %. Zvýšené vstřebávání bylo pozorované při achýlii.

Projevy otravy způsobuje hlavně šestimocný chrom. Z místních projevů jsou to: zánět kůže (chromové vředy), akutní orotativní dermatitida, alergické ekzematózní dermatitidy, perforace nosní přepážky. Na plicích nacházíme nodulární změny (pneumokoniózy). Cr6+ je účinným alergenem – zvýšený výskyt astma bronchiale. Mezi nejzávažnější účinky chromu patří ty karcinogenní.

Mangan Mn[edit | edit source]

V přírodě se vyskytuje ve formě rud jako jsou oxid, uhličitan a křemičitan. Používá se zejména ve slitinách, kde působí jako deoxidační činidlo a zvyšuje jejich pevnost.

Chronická otrava manganem může nastat po pár měsíců trvající expozici, ale obvykle více než dva roky. Dají se rozlišit tři období chronické otravy:

  1. subklinické stádium s neurčitou symptomatologií
  2. iniciální stádium s psychickou a neurologickou symptomatikou (psychomotorické symptomy, třes rukou, dysartrie, somnolencie, nekontrolovaný smích, impulzivita, bolesti hlavy)
  3. stádium plného rozvoje – psychóza maniakálního či depresivního typu, ale hlavně pod obrazem Parkinskonského syndromu (charakteristické poškození gangliových buněk bazálních ganglií).

Může se vyskytnout i chemická pneumonitida, lobární pneumonie atd., ale neurologické příznaky výrazně dominují.

Faktory, které pravděpodobně ovlivňují vývoj chronické otravy jsou: alkoholismus, chronické infekce, avitaminózy, poruchy jaterních funkcí.


Odkazy[edit | edit source]

Použitá literatura[edit | edit source]

Doporučená literatura[edit | edit source]