Токсическое воздействие на организм мышьяка

  При тяжелой  интоксикации начальные симптомы: сильная  слабость, головокружение, головная боль, затруднение дыхания, боли в животе и пояснице, тошнота, рвота, онемение пальцев рук и ног, повышение температуры тела, понижение артериального давления. Позже рвота становится неукротимой с примесью крови и желчи, появляются судороги в руках и ногах. Стул жидкий, кровянистый. Кожные покровы резко желтушного или медно-красного цвета. Зуд, носовые кровотечения, кровоизлияния в различных частях тела. Пульс учащен, в сердце глухие тоны, в легких жесткое или ослабленное везикулярное дыхание. Живот вздут, болезнен при пальпации. Печень и селезенка увеличены, болезненны. Гемоглобин крови уменьшен до 40-42%, количество эритроцитов достигает 2,2-2,8 мл, цветной показатель 0,75-0,8. Анемия нарастает 5-10 дней, СОЭ ускорена (22-60 мм/ч), лейкоцитоз (12-15 тыс.) с нейтрофилезом и сдвигом влево. Количество SH-групп в крови снижено. В моче кровь (появляется через 4-6, иногда 12-48 ч), выраженная протеинурия, олигурия, азотемия, может развиться анурия. Летальность в среднем составляет 30 % В случаях со смертельным исходом температура тела понижается, появляется икота, резкая одышка, часто бред, судороги, отек легких. Выздоровление медленное, возможна поздняя смерть.

  Главными  осложнениями острой интоксикации являются внутрисосудистый гемолиз, острые почечная, печеночная и сердечно-сосудистая недостаточность, явления позднего полиневрита. Содержание мышьяка в моче увеличено как при легких, так и при тяжелых формах отравлений.

  При патоморфологическом  исследовании обнаруживается гемолиз внутри сосудов, нарушение сосудистой проницаемости и кровотока, дистрофия и некробиоз паренхиматозных органов, атрофия фолликулов селезенки, полнокровие мозга и мягких мозговых оболочек, множественные кровоизлияния в различных органах и тканях, острый гломерулонефрит и некронефроз, токсический гепатит.

  При поступлении  аэрозолей через органы дыхания резко выраженное раздражение слизистых верхних дыхательных путей и глаз (резь в глазах, слезотечение, чихание, выделения, иногда кровянистые, из носа, кашель, кровохарканье), боль в груди, отеки лица и век, в тяжелых случаях - отек легких. Иногда присоединяется арсеникальный дерматит в виде папулезных высыпаний, локализующейся преимущественно в подмышечных впадинах, на внутренней поверхности бедер и на половых органах.

  При поступлении  per os металлический привкус, жжение и сухость во рту, зеве, затруднение и боли при глотании появляются через 30 мин или несколько часов.

  Желудочно-кишечные расстройства выявляются при любом  пути поступления мышьяка: колики в  животе, сопровождающиеся профузным потом, тошнота, рвота, которая может стать неукротимой, диарея, стул в виде рисового отвара с примесью крови. Потеря жидкости приводит к резкому обезвоживанию организма и потере солей. Больные жалуются на нарастающую слабость, головную боль, головокружение. Падает температура тела и артериальное давление в результате сосудистого коллапса. Нередко имеет место периорбитальный отек, дизритмия сердца, нарушение зрения. Миокардиальная дисфункция бывает вплоть до шока.   Могут   появиться  судороги скелетной мускулатуры, олигурия, протеинурия, гематурия, развиться коматозное состояние.

  Через 8-15 дней от начала заболевания появляются резкие боли в конечностях, парестезии, парезы, с преимущественным поражением разгибателей, трофические расстройства. Паралитическая форма интоксикации выражается резкой слабостью, сонливостью, сильными головными болями, головокружениями, упадком сердечной деятельности, судорогами, коматозным состоянием. Смерть наступает от паралича дыхательного и сосудодвигательного центров. У выживших остается тяжелое диффузное поражение нервной системы в виде токсической энцефалопатии (нарушение речи, координации движений, эпилептиформные судороги, гиперкинезы по типу хореи, ослабление памяти, психозы), энцефаломиелополиневрита. Арсеникальные мнелополиневриты характеризуются выраженным болевым синдромом, распространенностью, симметричностью развития параличей, амиотрофией, развитием вторичных контрактур, нарушением мышечно-суставной чувствительности.

  Важным  признаком для ранней диагностики является наличие мышьяка и его метаболитов в моче.

  Хлорид мышьяка(Ш) в концентрации 0,2 мг/л переносится не более минуты. Смертельная доза оксида мышьяка(Ш) 20-300 мг; метаарсенита кальция 0,15-0,3г; метаарсенит-ацетата меди 0,15-0,2г.

  Хроническое отравление. Животные. При ингаляционном круглосуточном воздействии арсина в концентрации 0,3 мг/м³ у крыс через 3 месяца увеличено содержание MtHb в крови, снижен уровень Нb, отмечен лейкоцитоз, угнетена активность, холинэстеразы сыворотки крови и уменьшено количество SH-групп. Патоморфологические сдвиги характеризовались наличием дегенеративных изменений в стенке сосудов, нарушением кровотока, дистрофией в легких, почках, миокарде, реакцией ретикулоэндотелия печени и селезенки.

  При поступлении  в желудок потеря аппетита, исхудание, слабость, повышенная саливация, диарея, облысение, гипотермия, тремор, нарушение походки, параличи. В крови анемия, снижение уровня Нb, на ранних стадиях увеличение, а затем снижение уровня сахара в сыворотке крови, ретикулоцитоз, угнетение активности холинэстеразы, снижение количества SH-групп. В моче белок, кровь, желчные пигменты. Изменяется соотношение хронаксий мышц-антагонистов голени, снижается СПП. Понижены массовые коэффициенты внутренних органов, уровень гликогена в печени, активность дегидрогеназы. Регистрируется снижение тканевого дыхания. Отмечается депонирование мышьяка в организме. При патоморфологических исследованиях выявляются  гемодинамические нарушения,  на  фоне    которых имеют место дегенеративные и дистрофические процессы во внутренних органах; отложение гемосидерина в печени, селезенке, лимфоузлах; диффузные изменения в нервной системе, начинающиеся в верхних слоях коры, затем - в подкорковых узлах таламо-гипоталамической области, в спинном мозге и периферических нервах; злокачественные новообразования.

  После 34 введений в желудок крыс тетрасульфида тетрамышьяка по 650 мг/кг клинически и патогистологически: желудочно-кишечные и сосудистые расстройства, нарушения терморегуляции, функциональной активности нервной системы, эрнтропения, снижение уровня Нb и увеличение содержания глюкозы в периферической крови: явления нефрозонефрита, дистрофия паренхиматозных органов. Накопление мышьяка в тканях и органах.

  Человек. Интоксикация арсином характеризуется полиморфной клинической симптоматикой. Жалобы на повышенную утомляемость, исхудание, тошноту, головокружение, боли в конечностях, желудке и кишечнике, груди, горле, охриплость, затруднение дыхания с кашлем и колотьем в груди, отек лица и век, чувство онемения пальцев рук и ног, сухость во рту, жидкий стул. В крови снижены количество эритроцитов, уровень НЬ, количество лейкоцитов. Изменена ЭКГ. В моче появляется белок. Наблюдается выпадение волос и ногтей, дерматиты, кровоизлияния, гиперпигментация кожи, гиперкератоз на ладонях и подошвах. Отмечена повышенная заболеваемость раком кожи и интерстициальных органов. Диагноз подтверждается наличием мышьяка в моче. При воздействии аэрозолей кроме перечисленных выше симптомов цианоз, гипергидроз, раздражительность, повышенная саливация, рвота, неустойчивый стул, анорексия. При поступлении через органы дыхания - конъюнктивиты, риниты, фарингиты, перфорация носовой перегородки, трахеобронхиты, эмфизема легких. Обращают на себя внимание отеки лица, шеи, лодыжек, бронзовая гиперпигментация отдельных участков кожи и слизистых, эритема вследствие капиллярной дилатации, меланоз на незащищенных областях тела, гиперкератоз ладоней и подошв с десквамацией кожи, ломкость ногтей и их поперечная исчерченность, облысение.

  При длительном воздействии мышьяка развивается болезнь Bowen's как кожное проявление наличия неопластических процессов в различных системах.

  Нейропатия - отличительный признак хронического отравления (симметричная, сенсорно-моторного типа). Особенностью мышьяковых полиневритов является раннее расстройство чувствительности дистальных отделов рук и ног, спонтанные боли, парестезии, гиперпатии. Могут развиться мышечная атрофия, параличи, парезы, атаксия. Встречаются невриты зрительного и слухового нервов, вестибулярные расстройства, нарушение костной проводимости. Полиневриты характеризуются положительными корешковыми симптомами и признаками поражения боковых и передних рогов спинного мозга. Имеет место энцефалопатия - нарушение памяти, речи, психозы. Нарушается кардиовентрикулярная проводимость. Нередко страдает система крови: анемия, снижение уровня Нb, лейкопения с выраженной нейропенней, эозниофилия, ретикулоцитоз, тромбоцитопения, иногда - злокачественные анемии и геморрагические алейкии. В костном мозге гиперплазия элементов красного ростка. Могут развиться хронический гепатит, миокардиодистрофия, перикардит, токсическое поражение почек.

  Мышьяковую  интоксикацию следует подозревать  у любого лица с комбинацией следующих  симптомов: нервные, желудочно-кишечные, кардиоваскулярные и респираторные расстройства; гемолитические отклонения; кожные поражения; нарушения функционального состояния печени и почек.

  Для диагностики необходимо определить мышьяк и его метаболиты в моче, кале, волосах и ногтях. Наличие 200 мкг/мл в пробе мочи, как и 100 моль/100 г образца волос и ногтей являются показателями мышьяковой интоксикации.

  Местное действие. Животные. Мышьяк при попадании в глаз оказывает выраженное повреждающее действие, вплоть до потери зрения. Хлорид, оксид и сульфид мышьяка(III) оказывают выраженный повреждающий эффект при попадании на слизистые оболочки глаза и кожу; то же метаарсенит кальция, арсенат меди, арсенид меди, арсенит свинца двузамещенный, арсенат свинца, арсенит цинка. Тетрасульфид тетрамышьяка оказывает слабое раздражающее действие при попадании в глаз; арсенит меди - местное действе на кожу. AsCI₃ нанесенный на кожу, приводит к некрозу и увеличению количества мышьяка в организме. As4S4 вызывает раздражение при попадании на слизистую оболочку.

  Человек. Хлорид мышьяка(Ш) раздражает глаза и слизистые, вызывает развитие дерматитов и экземы на открытых участках тела.

  Поступление, распределение и  выведение из организма. Мышьяк поступает в организм при ингаляции, с пищей и водой. Кроме того, многие его соединения способны проникать через неповрежденную кожу, слизистые оболочки и плаценту.

  В большинство  пищевых продуктов мышьяк входит в качестве естественной составной части. С дневным рационом в организм человека поступает до 1 мг мышьяка. В норме в сырых овощах и фруктах мышьяк содержится в количестве 0,007 мг/кг, в сухих овощах и фруктах 0,03 мг/кг, в мясе 0,01 мг/кг, в рыбе 0,13 мг/кг. Много мышьяка в морских организмах, особенно ракообразных и моллюсках - до 40 мг/кг. В табаке содержится до 40 мг/кг мышьяка; в зависимости от сорта табака при курении ингалируется до 100 мкг мышьяка в сутки.

  При пероральном  и ингаляционном поступлении абсорбция мышьяка 60-80%. Через слизистые оболочки быстрее абсорбируется As⁵⁺ в то время как через неповрежденную кожу лучше проникает As³⁺.  Попавший в кровяное русло мышьяк локализуется в эритроцитах   (86-99%)   и лейкоцитах.   В   эритроцитах  мышьяк   избирательно    накапливается    в   гемоглобине   (фракция   гематина содержит до 95% мышьяка) и лишь незначительно (1 %) - в мембранах. В плазме содержится всего 6-11% мышьяка. В плазме и тканях мышьяк присутствует в двух видах: свободном (диффундируемом) и связанном с протеином или липоидами. В течение суток после введения мышьяка покидает кровяное русло и распределяется в вилочковой железе, печени, почках, селезенке, легких, слизистой желудочно-кишечного тракта, в незначительном количестве обнаруживается в мышечной  и  нервной тканях. As⁶⁺  проникает через гематоэнцефалический  барьер  в большей степени,  чем As³⁺. Через 2-4 недели после инокуляции повышается уровень содержания мышьяка в ногтях, волосах и коже  (чешуйчатом эпителии)-тканях, богатых кератином, обладающим свойством связывать мышьяк. Спустя 4 недели инкорпорированный мышьяк в форме As⁵⁺ обнаруживается в костной ткани, замещая фосфор в кристаллах апатита. Одновременно снижается его количество в других   органах.   Отмечены   некоторые различия в распределении разновалентных   форм  мышьяка.   В организме человека   происходит восстановление As⁵⁺ до As³⁺.

  В организмах различных уровней - от микробов до млекопитающих и человека - происходят процессы метилирования неорганического мышьяка, являющиеся, вероятно, одним из основных путей обезвреживания. Главные метаболиты обеих валентных форм мышьяка у человека, экскретируемые с мочой, - монометиларсоновая (ММА) и диметиларсиновая (ДМА, какодиловая) - кислоты. Арсенаты вовлекаются в метилирование после восстановления в арсениты. Скорость метилирования и экскреции метаболитов высокая. Токсичность ММА и ДМА меньше, чем у As³⁺, вследствие этого реакции рассматриваются как детоксикационные. Возможны метаболические преобразования неорганических форм мышьяка путем алкилирования.

  Мышьяк образует с молочным казеином  нерастворимые соединения, которые не всасываются в кровь, что позволило использовать данный пищевой продукт в качестве противоядия при мышьяковых отравлениях.

  Около ⅓  мышьяка выводится из организма в первые сутки, половина всосавшегося - через 10-14 дней. Основной путь выведения - почки, (60-80% от введенной дозы элиминирует с мочой в течение первых дней), в меньшей степени - желудочно-кишечный тракт, потовые и молочные железы. В первые часы мышьяк в экскретах в основном представлен неорганическими формами, в последующем превалируют метилированные дериваты, главным образом ДМА (55-70%).

  Методы  определения. В воздухе. Фотометрический метод основан на минерализации смесью кислот, получении и отгонке арсина и дальнейшем определении по реакции с диэтилдитиокарбанатом натрия; чувствительность метода 0,3 мг/м³. Колориметрический метод определения мышьякового и мышьяковистого (As₂0₃ и As₂05, соответственно) ангидридов основан на взаимодействии мышьяковой кислоты с молибдатом аммония и определении восстановленного мышьяковомолибденового комплекса; диапазон измеряемых концентраций 0,5-10,0мкг/2 мл в пересчете на мышьяка. Определение неорганических соединений мышьяка, основанное на восстановлении мышьяка(V) до мышьяка(Ш) и колориметрическом определении по реакции с диэтилдитиокарбанатом серебра в пиридине по красновато-фиолетовой окраске; диапазон определяемых концентраций 2-20мкг/20 мл. Определение с помощью фотоколориметрического ленточного газоанализатора типа ФЛ; регистрируются концентрации арсина AsH₃ до 5 мг/м³, максимально определяемая концентрация 0,15 мг/м³; точность определения ±10%. При повышении концентрации AsH₃ до 1,5 мг/м³ подается предупредительный световой сигнал, а при концентрации 3 мг/м³ - аварийный звуковой сигнал.