سم شناسي فلزات سنگين

 

سم چيست؟

   سم ماده‌اي است كه داراي منشع گياهي، حيواني و شيميايي بوده  و از يك راه خاص و يا راههاي مختلف در مقادير معيني باعث اختلال و يا توقف فعل و انفعالات حياتي به‌طور موقت يا دائم ميگردد.

تعاريف

توکسيکو کينتيک

توکسيکو ديناميک

ارگان هدف

سم نهائي:ultimate toxicant

عوامل موثر در شدت عوارض

1- نوع

2-راه ورود

3-مقدار

4- طول مدت زمان تماس

انواع سميت

Acute toxicity

sub acute toxicity

Sub chronic toxicity

chronic toxicity

تداخلات مواد شيميايي با يکديگر

1- additive

2- synergistic

3- potentiation

4- antagonism

5- functional antagonism

6- chemical antagonism

7- receptor antagonism

 

اثرات سموم بر روي ملکول هاي هدف

ا- اختلال در عملکرد

2- تخريب ملکول هدف

3- واکنش هاي ايمونولوژيک

مکانيسم هاي اعمال سميت ( toxication)

1- تشکيل گروههاي الکتروفيل (بار نسبي يا کامل مثبت)

2- تشکيل راديکالهاي آزاد (يک يا چند الکترون غير ممزوج در لايه آخر)

3- تشکيل گروههاي نوکلئوفيل( بار نسبي يا کامل منفي)

مکانيسم هاي توکسيکو کينتيک

جذب

توزيع

تغييرات زيستي (بيو ترانسفور ماسيون)

دفع

جذب

خوراکي

پوستي

استنشاقي

وريدي و...

نکته ها

1- شدت سميت را ميزان سم در ارگان هدف تعيين مي کند نه مقدار مصرف آن

2- عضو يا بافتي حاوي بيشترين غلظت سم لزوما محل اعمال سميت آن نمي باشد.

منبع ذخيره سموم در بدن

پروتئين هاي پلاسما

کبد و کليه

سلول هاي چربي

اسخوانها

نکته

تفاوت حذف و دفع

دفع

مهم ترين اندامهاي دفعي:

کبد

کليه

سم شناسي فلزات

آيا فلزات هميشه يک عامل آسيب رسان هستند؟

- بسياري از فلزات از عناصر ضروري بدن بوده و اغلب گروههاي عمل کننده يا فعال کننده در آنزيم ها مي باشند

- تعدادي از آنها عملکرد هاي مهمي را در بدن به عهده دارند

 

لذا فلزات هميشه به عنوان يک شمشير دو لبه مطرح بوده اند

سم شناسي فلزات

مهم ترين اثر سمي فلزات (در مسموميت مزمن): سرطان زائي

سرطان زا هاي قطعي(گروه يک): کادميوم ، کروم ، نيکل و ارسنيک

سرطان زا هاي مشکوک : سرب(2B )

ضد سرطان: روي ، سلنيوم

دسته بندي فلزات

Redox active: Cr,Ni,Co, Cu,…

Poor redox : Pb,Se,Zn,….

مکانيسم هاي سميت فلزات

هيپومتيلاسيون DNA

اکسيداسون DNA

پراکسيداسون چربي ها

تغيير در ذخائر ATP

اختلال در فرايند ترميم DNA

جيوه (منابع مواجهه)

فرآيند هاي صنعتي

مواد آرايشي و بهداشتي (به عنوان روشن کننده پوست)

انواع قارچ کش ها و علف کش ها

صنايع رنگ سازي (رنگ هاي لاتکس)

فرايند هاي استخراج( سنگ معدن سولفات جيوه)

منابع غذائي غذاهاي و مواد دندانپزشکي

استنشاق بخارات موجود در هوا ، کوره هاي زباله سوز و صنايعي که سوخت حاوي جيوه را مي سوزانند

جيوه

اشکال موجود:

1- جيوه عنصري (elemental )

2- جيوه غير آلي (نمک هاي جيوه)

3- جيوه آلي

جيوه عنصري(جيوه سريع)

به خوبي تبخير مي شود

محلول در چربي بوده و به خوبي از ريه جذب مي شود

ارگان هدف اصلي: ريه (ايجاد فيبروز و تخريب بافتي)

بعد از جذب توسط آنزيم هاي کاتالاز اکسيد و به Hg2+ تبديل مي شود

در خون بر روي RBC حمل مي شود

محل تجمع آن در کليه مي باشد ولي باعث آسيب به کليه نمي شود

جذب گوارشي آن ناچيز مي باشد

نمک هاي جيوه(Hg2+ و Hg+ )

کلريد مرکوري (HgCl2 ) رايج ترين فرم جيوه غير آلي است

برخلاف جيوه فلزي به خوبي از دستگاه گوارش جذب مي شود

بر روي گلبول هاي قرمز حمل و در کليه تجمع پيدا مي کند

يون هاي مرکوريک نمي توانند از جفت عبور کنند و سميت جنيني به ندرت اتفاق مي افتد

Hg2+ از Hg+ بسيار سمي تر و خطرناک تر مي باشد.

جيوه آلي

اشکال موجود:

آريل

زنجيره کوتاه( متيل و اتيل مرکوري)

زنجيره بلند

جيوه آلي

آريل ها و زنجيره بلند ها پس ازجذب سريعا به فرم جيوه غير آلي تبديل مي شوند

ولي زنجيره کوتاه ها بسيار پايدار و سمي هستند

متيل مرکوري سمي ترين شکل جيوه مي باشد

تا %95 در سيستم گوارش جذب دارندو جذب تنفسي آن نيز بسيار بالا مي باشد

به علت حلاليت در چربي بالا تقريبا در تمام بدن گسترش مي يابند ودر مغز، کليه و کبد تجمع پيدا مي کنند.

جيوه آلي

متيل مرکوري از جفت به خوبي عبور مکند و يک سم جنيني مهلک مي باشد

متيل مرکوري با سيستئن و يا گلوتاتيون کنژوکه يا استيله شده و در صفرا دفع مي شود( دفع مدفوعي)

در حالي که نمک هاي جيوه دفع ادراري دارند.

علائم مسموميت( نمک هاي جيوه)

مسموميت حاد:

درد شکمي – استفراغ- نکروز در مسير هاي گوارشي- برهم خوردن تعادل الکتروليتي – نکروز توبولار و در ادامه مرگ

مسموميت مزمن:

ترشح بزاق – ژنژويت – يبوست – ترمور – نارسائي کليوي – جنون و بيماري آکرودنيا(صورتي)

علائم مسموميت( جيوه آلي)

جيوه آلي معمولا ايجاد مسموميت مزمن مي نمايد

شروع علائم با تاخير مي باشد.

اغلب آثار نرو لوژيک مي باشند

ترمور- آتاکسي – پاراستزي- کاهش ميدان بينائي- کاهش شنوائي – مشکلات حرکتي – مرگ

ترومبوسيتوپني مشهود است

در جنين باعث سقط و يا مشکلات ذهني خواهد شد.

مکانيسم هاي سميت جيوه

جانشيني با گروههاي سولفيدريل (تيول) در آنزيم هاي مختلف و از کار انداختن آنها

تخريب و ميلين زدائي اعصاب حسي و ريشه هاي اعصاب محيطي

درگير کردن روزنه هاي MPT در غشاء ميتوکندري

تشخيص مسموميت

تعيين مقدار جيوه ادراري براي مسموميت با نمک هاي جيوه

تعيين مقدار جيوه خون براي مسموميت با جيوه آلي

جيوه مو و ناخن

درمان مسموميت

- مانيتورينگ قلبي و تنفسي- لاواژ معده – استفاده از مواد تهوع آور

- لاواژ با شير و تخم مرغ توصيه شده است

- ذغال فعال کلا براي ترکيبات فلزي بي اثر مي باشد

- شلات درماني( BAL ,PCN,DMSA )

نکات شلات درماني

BAL براي درمان مسموميت با متيل مرکوري نبايد استفاده شود( تشديد سميت عصبي)

BAL براي درمان مسموميت مزمن باجيوه نبايد استفاده شود

در حالات فوق بهتر است از PCN استفاده شود

در صورت وجود جيوه در سيستم گوارشي PCN جذب را افزايش خواهد داد.

آرسنيک

داراي ظاهر شکر مانند – بدون طعم

در ساخت نيمه رسانا ها به کار ميرود

در ساخت رنگ ، شيشه ، جونده کش ها ، آفت کش ها و قارچ

استفاده در تهيه آلياژ هاي فلزي

آرسنيک

اشکال موجود:

آرسنيک سه ظرفيتي )As3+سمي تر و خطر ناک تر)

آرسنيک پنج ظرفيتي As5+

ترکيبات ارگانو ارسنيک

مکانيسم هاي سميت

As3+ : مهار آنزيم هاي داخل سلولي حاوي گروههاي سولفيد ريل (ايجاد سميت حاد)

As5+ : جانشيني با فسفات در ترکيبات پر انرژي و کاهش توليد ATP (ايجاد سميت مزمن)

توکسيکو کينتيک

جذب گوارشي: 60 تا 90 درصد

جذب تنفسي : نسبتا خوب

دفع: ادراري - داراي دو مرحله با نيمه عمر هاي متفاوت

تجمع: پوست مو و ناخن

علائم مسموميت

مسموميت حاد:

کرامپ شکمي- اسهال لعاب برنجي- سوختگي دهان و مجاري گوارشي- تهوع – استفراغ – نکروز توبولي- گاستريت هموراژيک- شوک – کاهش فشار خون- استشمام بوي سير از فرد

عوارض تاخيري: نروپاتي محيطي، دپرسيون مغز استخوان، آنمي، لوسمي

عوارض ويژه

آرسنيک از جفت عبور مي کند و باعث مرگ جنيني خواهد شد. آرسنيک در بعضي از گونه ها تراتوژن مي باشد.

As5+ انسداد مويرگ هاي اندام تحتاني و بروز بيماري خاصي به نام( پاي سياه )مي گردد

علائم مسموميت

مسموميت مزمن :

پيگمانتاسيون و شاخي شدن پوست- هيپرکراتوز- نروپاتي محيطي- واريس اسفنجي – طعم فلزي در دهان – ريزش مو- ايجاد خطوط mees line بر روي ناخن ها- آنسفالوپاتي- آسيب کبدي

مسموميت مزمن ممکن است با سندرم گلين باره اشتباه تشخيص داده شود.

تشخيص مسموميت

بهترين تست:

جمع آوري ادرار 24 ساعته و تعيين مقادير ارسنيک

درمان مسموميت

علت مرگ در مسموميت حاد: شوک hyovolemia است لذا کنترل آريتمي و تامين مايعات بسيار مهم مي باشد.

لاواژ معده

ذغال فعال بي اثر است

استفاده از مسهل و مواد استفراغ آور ممنوع مي باشد.

شلات درماني(BAL ,PCN,DMSA )

سرب

شايع ترين مسموميت ناشي از فلزات سنگين

قبلا براي افزايش اکتان سوخت به آن اضافه مي شده است.

در معادن روي و نقره به وفور يافت مي شود

در دمه ناشي از جوش کاري و لحيم کاري

در آب آشاميدني و غذا هاي مختلف به خصوص سبزيجات باغچه

 

سرب

بيشترين استفاده سرب در صنعت شامل:

1- ساخت باتريهاي ذخيره اي الكتريكي

2- ساخت رادياتورهاي داراي آلياژ سرب

3- صنعت چاپ

4- مهمات سازي ( ساخت گلوله هاي سربي )

5-صنايع كابل سازي

6- ساخت ورقه هاي سربي و همچنين در صنايع حاوي پروسه هاي لحيم كاري آبكاري، گالوانيزاسيون ، توليد برنج و برنز مي باشد

منابع مواجهه خانگي: ظروف سراميک و کريستال، اسباب بازي ها و رنگ هاي ساختماني

سرب(جذب)

جذب تنفسي سرب بستگي به سه عامل زير دارد:

- رسوب ذرات deposition

- كليرنس موكوسيلياري

- كليرنس آلوئولي

ذرات سرب در ريه با ابعاد حداكثر يك ميكروگرم و حداقل 1/0 ميكروگرم رسوب مي نمايند . ذرات بزرگتر از يك ميكروگرم بيشتر در قسمت هاي فوقاني تنفسي رسوب مي كنند

جذب گوارشي: جذب سرب در سيستم گوارشي توسط همان پروتئيني انجام مي شود که مسئول جذب کلسيم مي باشد.

سرب(جذب)

تنفس دهاني دارد ( به علت انسداد بيني )

ابتلا به سرماخوردگي

برونشيت حاد و COPD

افراد سيگاري

سرب( توزيع)

95 درصد سرب جذب شده روي RBC حمل مي شود

سرب به خوبي و به شدت از جفت و BBB عبور مي کند

توزيع آن از مدل هاي چند کمپارتماني تبعيت مي کند

ذخيره: 90% سرب بدن در استخوانها ذخيره مي شود و 10% باقيمانده در بافتهاي نرم ذخيره مي شود

سرب( تشديد مسموميت)

مسائل تغذيه اي

بارداري

بيماري

عفونت حاد و مزمن

اسيدوز بعد از جراحي

الكليسم

شكستگي استخوان

مصرف داروها

سرب(دفع)

مهمترين راههاي دفع سرب از طريق سيستم كليوي ( ادرار ) و گوارشي ( مدفوع ) ميباشد

سرب( مکانيسم هاي اعمال سميت)

مکانيسم هاي آن چند گانه بوده و بخصوص بر آنزيم هاي حاوي روي موثر مي باشد

در کليه باعث تداخل در متابولسم ويتامين D شده و موجب فيبروز و آتروفي توبولار و تغييرات عروقي در شريانهاي كوچك مي شود.

سميت عصبي آن مربوط به مهار فعاليت هاي سلولي است که نياز به کلسيم و روي دارند

کلا سرب در اغلب فعاليت هاي مربوط به کلسيم تداخل مي کند( با قدرت 1000 بار بيشتر به پروتئين هاي مربوطه متصل مي شود)

سرب( مکانيسم هاي اعمال سميت)

سميت خوني:

مهار آنزيم دلتا آمينو لولنيک اسيد دهيدراتاز( دلتاALA )

مهار آنزيم کوپروفيبرينوژن اکسيداز

مهار آنزيم فرو چالاتاز

مهار آنزيم پريميدون-5- نوکلئوتيداز

- در مسموميت حاد سرب بيشتر شاهد كوتاه شدن طول عمر Rbc مي باشيم ولي در مسموميت مزمن تاثيرات سرب در مهار سنتز Heme بارزتر مي باشد .

- ميزان سرب خون در سطوح 20 ميكروگرم دردسي ليتر، مهار نسبي ALA دهيدراتاز رخ مي دهد و در سطوح 40 يا بالاتر شاهد ترشح ALA و پورفيرين ها در ادرار مي باشيم و در سطوح 80 - 50 معمولاً شاهد آنمي و بازوفيلي مي باشيم ، به طوريكه در سطوح بالاتر از 80 آنمي به طور وا ضح قابل انتظار و مشاهده مي باشد .

سرب(علائم و عوارض مسموميت)

خوني : در ابتداي مسموميت ( بخصوص در كودكان ) آنمي هيپوكروم ميكروسيت مي باشد ولي در مراحل مزمن نرموكروم نورموسيت مي باشد . رنگ پريدگي ناشي از آنمي سرب معمولاً شديدتر از شدت آنمي مي باشد

 

سرب(علائم و عوارض مسموميت)

CNS : ايجاد انسفالوپاتي ناشي از سرب:

كه معمولاً در بزرگسالان در سطوح سرب خون بالاتر از 100 ديده مي شود در حاليكه در كودكان در سطوح بالاي 60 اين خطر وجود دارد .

انسفالوپاتي حاد ناشي از سرب سبب ادم مغزي و گاهي همراه با خونريزي در كورتكس مخچه و مغز مي باشد وسبب علايمي مانند تضعيف حافظه و تمركز ، تحريك پذيري و بي قراري ، سردرد ، سرگيجه ، ترمور و تغيير سطح هوشياري مي شود كه با پيشرفت بيماري شاهد ادم مغزي و استفراغ هاي مكرر ، تشنج هاي مقاوم و كما خواهيم بود

سرب(علائم و عوارض مسموميت)

اعصاب محيطي :

تاثير بر روي اعصاب محيطي بخصوص بر روي اعصاب حركتي مي باشد كه مي تواند به شكل Wrist Drop در دست راست ( در افراد راست دست ) و همچنين درگيري شاخ قدامي نخاع و ايجاد درد و حساسيت عضلات و مفاصل و افزايش خستگي پذيري و ترمور و ضعف و هيپوتونيستي عضلات مشاهده گردد .

سرب(علائم و عوارض مسموميت)

گوارشي :

سرب خون حدود 80 ميكروگرم در دسي ليتر باعث بي اشتهايي ، اختلال گوارشي (سوء هاضمه) ناراحتي اپي گاستر و يبوست و اسهال مي باشد .

در سطوح بالاتر از 100 دردهاي كوليكي شكم ايجاد مي گردد و در سطوح بالاتر از 150 تابلوي كلاسيك كوليك سربي رخ مي دهد كه شامل درد كوليكي شكم و يبوست چند روزه مي باشد و علايم انسداد مكانيكي روده را تقليد مي كند

سرب(علائم و عوارض مسموميت)

يكي از علايم مواجهه با سرب خط آبي رنگ روي لثه ها مي باشد كه حاصل رسوب سولفيد سرب ميباشد و به burtaunion s lead line معروف است و نشانگر مواجهه با سرب به همراه بهداشت ضعيف دهان و دندان مي باشد

مسموميت حاد با سرب اغلب سبب هيپرتانسيون مي شود ولي بيماريهاي قلبي و عروقي در مواجهات طولاني و شديد با سرب ايجاد مي گردد ولي در مواجهات كنترل شده قابل انتظار نمي باشد

سرب(علائم و عوارض مسموميت)

ساير عوارض:

ظهور علايمي مانند دردهاي مفاصل و عضلات

سردرد ، ضعف

دپرسيون تنفسي

شكايت از مشكلات گوارشي

كاهش فعاليت ِآدرنال و تيروئيد

كاهش اسپرم در آقايان و كاهش بارداري در خانم ها

افزايش فشارخون

كاهش كليرنس گلومرولي كليه و كاهش دفع توبولي اورات كه منجر به افزايش اسيداوريك مي گردد

سرب(علائم و عوارض مسموميت)

کاهش IQ

کاهش IQ به خصوص در کودکان به علت مسموميت با سرب اثبات شده است. که با عوارضي مانند مشکلات شناختي و ذهني، عدم تمرکز ديداري و شنوائي همراه مي باشد.

تحقيقات نشان مي دهد به ازاء افزايش هر 10 ميکروگرم بر دسي ليتر سرب خون IQ به ميزان 4-5 واحد کاهش مي يابد.

سرب(شاخص هاي مسموميت)

ميزان سرب خون

B2 – ميکروگلوبولين در ادرار

N – استيل گلوکوزيداز در ادرار

سرب(سطوح خوني)

30 ميکروگرم بر دسي ليتر: BEL

10 ميکروگرم بر دسي ليتر: سطح توصيه شده

60 ميکروگرم بر دسي ليتر: کارگر بايد از کار منع شود.

100 ميکروگرم بر دسي ليتر: شلات درماني بايد شروع شود

سرب(شلات درماني)

شلاتور هاي مناسب: BAL و EDTA

در مسموميت مزمن استفاده توام هر دو شلاتور توصيه شده است

از شلاتور ها به هيچ عنوان نبايد براي پيشگيري از مسموميت استفاده نمود.

مادران بار دار نبايد شلات درماني شوند.

کادميوم

منابع مواجهه:

سيگار

روکش فلزات و آبکاري

اسخراج و ذوب فلزات

فيوم هاي جوشکاري

ساخت باطري هاي نيکل - کادميوم

کادميوم

حذب:

جذب گوارشي آن ناچيز و در حود 5% مي باشد

جذب تنفسي آن بالا است.

عوامل تشديد کننده جذب:

کاهش جذب کلسيم

کاهش جذب پروتئن

کاهش جذب آهن

کادميوم

توزيع: در خون به متالوتيونين متصل شده و توزيع مي گردد.

ذخيره: محل اصلي تجمع و ذخيره آن کبد و کليه مي باشد.

نيمه عمر: 30 سال

کادميوم

دفع:

هيچ مکانيسم کارائي براي دفع آن از بدن وجود ندارد

ترکيب با متالوتيونين باعث حذف موقت آن مي شود ولي همين مسير باعث تجمع انتخابي آن در کليه و ايجاد آسيب مي شود.

کادميوم

عوارض مسموميت :

پنوموکونيوزيس

تهوع استفراغ

درد شکمي

کلاپس قلبي و عروقي

ادم تنفسي کشنده

آمفيزم پايدار

کادميوم

ارگان هدف:

در مسموميت مزمن باعث تبولوپاتي پروکسيمال شده که شاخص آسيب کليوي آن:

B2 – ميکروگلوبولين در ادرار

N – استيل گلوکوزيداز در ادرار

همچنين باعث مهار هيدروکسيلاسيون ويتامين D در کليه مي شود

کادميوم

عوارض کليوي

افزايش شديد دفع کلسيم

مهار هيدروکسيلاسيون ويتامين D در کليه

بروز استئومالاسي و استئوپورز

کادميوم

ساير عوارض:

افزايش فشار خون

بروز خطوط زرد رنگ روي دندان

سوراخ شدن تيغه بيني

هپاتيت و آنمي

کاهش خونرساني به بيضه و کاهش توليد اسپرم

بيماري ايتاي ايتاي

کادميوم

نکات شلات درماني:

شلات کننده مفيد:EDTA

شلات در ماني با BAL به علت افزايش تجمع کليوي کادميوم و تسريع آسيب ممنوع است

 

کادميوم

سميت ويژه:

سرطان زائي

سميت تکاملي در جنين به واسطه شلات شدن روي توسط متالوتيونين