Читать книгу Toksykologia. TOM 2. Toksykologia szczegółowa i stosowana - Kamil Jurowski - Страница 12

Rtęć może występować jako rtęć pierwiastkowa (jedyny metal ciekły w temperaturze pokojowej) oraz jako związki nieorganiczne i organiczne o różnych właściwościach toksycznych.

Przyjmuje się, że w biosferze krąży naturalnie 30–50 tys. ton rtęci, uwolnionych do atmosfery przez odgazowanie ze skorupy ziemskiej i oceanów. Ponadto szacuje się, że rocznie około 20 tys. ton rtęci jest uwalnianych do środowiska na skutek działalności człowieka (spalanie paliw kopalnych i innych źródeł przemysłowych).

Przy przewlekłym narażeniu na opary rtęci metalicznej może dojść do kumulacji rtęci w mózgu, co powoduje wystąpienie objawów neurologicznych, obejmujących w zaawansowanym stanie zespół wegetatywny (mikromerkurializm). W przypadku wysokiej ekspozycji obserwuje się drżenie rtęciowe, któremu towarzyszą zmiany zachowania i osobowości, zwiększona pobudliwość, utrata pamięci oraz bezsenność. Narażenie zawodowe na rtęć przy jej stężeniu w powietrzu > 0,1 mg/m³ może powodować mikromerkurializm. Narażenie na opary rtęci hamuje rozwój mózgu płodu u naczelnych.

Nieorganiczne związki rtęci indukują i wiążą metalotioneinę. Ostre i długotrwałe działanie soli rtęciowych, związków fenylortęciowych oraz alkoksy- i alkilortęciowych prawdopodobnie powoduje zaburzenia żołądkowo-jelitowe i uszkodzenie nerek w postaci dysfunkcji kanalikowej z martwicą kanalików w ciężkich przypadkach. Dawka śmiertelna dla człowieka to około 1 g soli rtęci(II). Czasem związki rtęciowe wywołują idiosynkratyczne objawy skórne, które mogą przeradzać się w ciężkie złuszczające zapalenie skóry, lub kłębuszkowe zapalenie nerek.

Do najpopularniejszych organicznych związków rtęci zalicza się metylortęć, która w naturze może powstawać z nieorganicznych związków rtęci w konsekwencji aktywności drobnoustrojów, o czym dotkliwie przekonaliśmy się, obserwując skutki katastrofy ekologicznej nad zatoką Minamata (Japonia) (patrz Część I. „Historia toksykologii”). U ssaków zachodzi oksydatywna demetylacja in vivo, dając nieorganiczne związki rtęci.

U ryb największa ilość rtęci jest deponowana właśnie w postaci metylortęci. U człowieka zagrożenia związane z długotrwałym spożyciem żywności zawierającej metylortęć i narażenie zawodowe na metylortęć wynikają z efektywnej absorpcji (90%) metylortęci oraz długiego czasu retencji (okres półtrwania 70 dni) przy kumulacji metylortęci w mózgu.

Zwięzłą charakterystykę toksykologiczną rtęci przedstawiono w tabeli 27.4.

Tabela 27.4.

Charakterystyka toksykologiczna rtęci

Losy w ustroju	Wchłanianie	Rtęć metaliczna nie wchłania się z przewodu pokarmowego. Jeśli chodzi o rtęć organiczną, w przewodzie pokarmowym związki krótkołańcuchowe wchłaniają się w 90%, a związki długołańcuchowe w 50%. Natomiast wszystkie związki rtęci nieorganicznej łatwo wchłaniają się w przewodzie pokarmowym.
Dystrybucja	Rtęć dostaje się do prawie wszystkich narządów: nerek, wątroby, śledziony, OUN. Ze względu na lipofilność rtęć metaliczna i rtęć organiczna są lepiej dystrybuowane do OUN. W OUN możliwa jest konwersja metylortęci do związków nieorganicznych. Rtęć elementarna nie wiąże się kowalencyjnie z innymi związkami i w OUN ulega konwersji do kationu rtęci(I) (Hg22+), który ulega przekształceniu w OUN i nasila retencję rtęci. Następnie, dzięki obecności mózgowej katalazy, kation Hg22+ ulega konwersji do Hg2+. W mózgu osób, które przeżyły ostre zatrucie metylortęcią, stwierdza się zwiększenie retencji związków nieorganicznej rtęci. Dziesięciokrotnie więcej metylortęci niż kationów rtęciowych kumuluje się w erytrocytach, podczas gdy rtęć nieorganiczna w postaci kationów występuje w jednakowych proporcjach w erytrocytach i w surowicy krwi (w połączeniu z albuminami). Innymi narządami, w których dochodzi do większej kumulacji metylortęci, są nerki, wątroba i włosy. W nerkach rtęć metaliczna i nieorganiczna odkładają się w kanalikach nerkowych, ulegając konwersji do kationów rtęci. Kationy rtęci stymulują syntezę metalotioneiny, która łącząc się z kationami rtęci, zabezpiecza przed dalszą kumulacją rtęci w nerkach. Związki rtęci nieorganicznej są słabo lipofilne i nie kumulują się w OUN, ale w przebiegu długotrwałego narażenia i eliminacji mogą ulegać konwersji do kationów rtęci, przechodzących przez barierę krew–mózg, z kumulacją w OUN. U kobiet w ciąży łożysko zabezpiecza płód przed przenikaniem z krwią kationów rtęci i jej związków nieorganicznych. Związki organiczne rtęci mogą niestety przenikać przez barierę łożyskową i powodować zatrucie płodu.
Wydalanie	Rtęć w postaci kationów i w postaci nieorganicznej jest filtrowana przez kłębuszki nerkowe i wydalana przez kanaliki nerkowe. Zachodzi także wydalanie rtęci z przewodem pokarmowym (t1/2 = 30–60 dni). Rtęć organiczna jest wydalana głównie do światła przewodu pokarmowego. Tylko 10% metylortęci jest wydalane w postaci kationów rtęci z moczem i kałem (t1/2 = 70 dni).
	Mechanizm działania toksycznego	Rtęć (jony Hg2+) łączy się przede wszystkim z grupami tiolowymi, a także z grupami karboksylowymi, amidowymi i fosforanowymi. Dochodzi do zaburzenia funkcji wielu enzymów uczestniczących w metabolizmie i transporcie oraz wchodzących w skład struktury białek. Rtęć wykazuje bezpośredni efekt utleniający, powodując uszkodzenie błony śluzowej przewodu pokarmowego i kanalików nerkowych. Metylortęć działa cytotoksycznie, wywołując stres oksydacyjny, uszkodzenie błon mitochondriów i zaburzenie wychwytu cysteiny przez astrocyty. Uszkodzenie prowadzi do martwicy i zaniku neuronów kory mózgu i móżdżku, proliferacji komórek glejowych z wystąpieniem ataksji, zmniejszenia pola widzenia i czuciowej
	polineuropatii. Ponadto w mechanizmie immunologicznym rtęć wyzwala błoniaste zapalenie kłębuszków nerkowych, śródmiąższowe zapalenie nerek i akrodynię („pink disease”). Związki nieorganiczne rtęci wywołują eksfoliację komórek nabłonka proksymalnych kanalików nerkowych (martwica kanalików nerkowych). Kumulacja materialna nieorganicznej rtęci w narządach z jednej strony prowadzi do tworzenia połączeń z metalotioneinami (połączenia nietoksyczne, wydalane z organizmu), a z drugiej – do tworzenia rodników uszkadzających białka i DNA (stres oksydacyjny, peroksydacja lipidów, dysfunkcja mitochondriów). Związki organiczne rtęci mają wysokie powinowactwo do grup –SH, jednak nie tworzą połączeń z metalotioneinami. Narażenie na rtęć może spowodować uszkodzenie mózgu i móżdżku.