1

Další toxikologicky významné prvky

2

Beryllium (Be)

• intoxikace nejčastěji po nadýchání prachu a par

• T1/2 Be v plicích až 6 měsíců

Akutní účinky • masivní expozice ve vodě rozpustných sloučenin Be (sírany, chloridy, fluoridy)• silný zánět plic, který se vyvine krátce po expozici• při kontaktu s kůží (zejména poraněnou) - akutní dermatitidy

• inhalované Be se vstřebává pomalu, ukládá se v kostech, játrech a ledvinách

Chronické účinky

Berylióza (pneumokonióza)

• vzniká následkem dlouhodobé expozice ve vodě nerozpustným sloučeninám, nebo jako následek akutní pneumonie (i po 20 letech)

• vznik až 5 mm velkých granulí zejména na plicích (také další orgány)

3

Hliník (Al)• vysoká medicinální expozice Al může představovat riziko pro lidi s

poruchou funkce ledvin a kojence

• prach s vysokým obsahem Al - „Horečka slévačů“, fibrózy?• kontaktní dermatitidy

Alzheimerova choroba• vysoké koncentrace Al se nacházejí v poškozené mozkové tkáni pacientů• není přesvědčivý důkaz, že by Al způsoboval tuto chorobu

• vznik rakoviny plic, nosních dutin a hrtanu při dlouhodobé expozici

• vznik kožních onemocnění - „Niklový svrab“– 2 % mužů a 10 % žen - extrémní přecitlivělost na kontakt s Ni a jeho sloučeninami

Nikl (Ni)

• Ni (CO)4 - vysoká akutní toxicita, dlouhá doba latence (12h - 5 dní), závažné poškození plic, mozku a dalších orgánů

Niklový svrab

4

Toxicita

Esenciální prvek

Chróm (Cr)

• při inhalační expozici - CrVI prokázaný karcinogen

• akutní a alergická ekzematózní dermatitida - CrVI

• perforace nosní přepážky- 2 týdny až 2 měsíce po expozici• pneumokonióza, průduškové astma

• „ Chrómové vředy“ - poškození kůže u kořene nehtů, na kloubech prstů, . . . hřbetě ruky a předloktí vlivem kontaktu s CrO

• RDA - 50 - 200 g (Cr3+), vliv na činnost inzulinu

• zdroje: žloutky, vnitřnosti, maso, pivo

• nedostatek: snížená tolerance ke glukóze, zvýšená hladina cholesterolu a trigliceridů v krvi

• nadbytek: poškození jater

• v GI se vstřebá 2% dávky CrVI ve formě anorg. solí• CrIII se vstřebává hůře než CrVI

„Chrome holes““Smrt

Účinek

Esenciální

nutrient

Neesenciální

toxická látka

Oblast hemeostázy

Oblast toxických

účinků

Práh toxického účinku

Oblast bez toxických

účinků

Práh deficitu

Dávka

Hranice tox. účinků

Křivka dávka - účinek pro esenciální prvky

5

MikroprvkyŽelezo (Fe)• RDA - 15 mg/den ženy, 10 mg/ den muži

• Absorpce– hemové železo se vstřebává lépe než nehemové– vstřebávání obou forem inhibuje Ca – vstřebávání nehemového železa je snižováno polyfenoly (čaj, káva, kakao, červené víno, špenát, oregano, skořiec), oxaláty (špenát) a fytáty (cereálie, semena, ořechy) a prvky Zn, Mn a Cu– vitamín C zvyšuje absorpci nehemového železa

• zdroje: maso, ledviny, játra, luštěniny

• součást hemoglobinu, myoglobinu a cytochromu P 450, vliv na funkci imunitního systému

• nedostatek: anemie - poruchy transportu kyslíku, bledost, únava, poruchy termoregulace, snížená chuť k jídlu

• nadbytek: nebezpečné u dětí (hemochromatóza), antidotum - deferoxamin

Best absorption from Heme Fe

Heme

NonHeme

6

Mangan (Mn)

• chronická otrava po několikaměsíční (několikaleté) inhalaci aerosolů

1. fáze - bez charakteristických symptomů

2. fáze - psychosomatické symptomy, dysartrie, somnolence, nekontrolovatelný smích, impulsívnost, bolesti hlavy

3. fáze - akutní psychóza maniakálního či depresivního typu, Parkinsonova nemoc

• po inhalaci aerosolů a jemného prachu s vysokým obsahem Mn „Horečka slévačů“ • není tak častá jako u jiných kovů (Zn, Cu, V,....)

• Mn - vliv na vývoj CNS, pohlavních orgánů a kostí, v ořechách a kakau

Esenciální prvek

Toxicita

7

• RDA - 15 mg/den

• nedostatek: akné, ztráta chuti k jídlu, průjmy, vypadávání vlasů, nedostatečný růst a sexuální vývoj, poruchy učení

• zdroje: maso, játra, vejce, drůbež, mořské ryby (sója, špenát a slunečnicová semínka)

• kofaktor celé řady enzymů, účastní se metabolismu cholesterolu, proteinů a ATP, syntéza nukleových kyselin a transport CO2, důležitý pro normální růst a sexuální dospívání, ovlivňuje procesy hojení a funkce imunitního systému

• nadbytek: snížená absorpce Cu, zvýšené riziko onemocnění srdce, poruchy imunitního systému, trávící obtíže

Zinek (Zn)Esenciální prvek

8

• po inhalaci aeroslů a jemného prachu s vysokým obsahem Zn „Horečka slévačů“

• po inhalaci ZnCl2 - těžké poškození dýchacího ústrojí, pneumonie, edém plic

Zinek (Zn)

Horečka slévačů

• akutní horečnaté onemocnění podobné chřipce spojené s expozicí par, aerosolů a prachů kovů a jejich oxidů• nástup symptomů několik hodin po ukončení expozice, doba trvání 6-24h• mezi symptomy patří sucho a kovová chuť v ústech, zvýšená teplota, žaludeční nevolnost, bolest kloubů, svalový třes, bolest hlavy.....

Toxicita

9

Měď (Cu)

• po inhalaci aerosolů a jemného prachu s vysokým obsahem Cu „Horečka slévačů“

• CuSO4 - silné emetikum

• akutní i chronická otrava zasahuje zejména játra a ledviny• ukládá se v mozku - syndrom podobný schyzofrenii

Esenciální prvek

• RDA - 150 g

• ovlivňuje metabolismus Fe - vliv na tvorbu červených krvinek, součást enzymů oxidativního metabolismu, vliv na imunitní systém, vývoj mozku a metabolismus cholesterolu

• zdroje: vnitřnosti, mořské ryby, mořské ryby, houby, luštěniny, ořechy, cereálie

• absorpce: potlačována nadbytkem vitamínu C, vlákniny, Fe, Zn a některých aminokyselin

Toxicita

10

Vanad (V)• při akutní expozici 1 - 6 denní latence - pneumonie• po dlouhodobé inhalační expozici nízkým koncentracím rozsáhlé ekzémy

• zelené zbarvení kořene jazyka - „Green tongue“ syndrom

• RDA - 50 - 75 g

• zdroje: mořské ryby a korýši, vnitřnosti, vajíčko, mléko, cereálie a ořechy v závislosti na typu půdy

• ochrana buněčných membrán před účinky volných radikálů (oxidativní stres) prevence nádorových onemocnění, metabolismus hormonů štítné žlázy, stimulace tvorby protilátek

• nedostatek: svalová ochablost, poruchy srdeční činnosti

• nadbytek: dech zapáchající po česneku, vypadávání vlasů, vyrážky, cirhóza jater, trávící obtíže

Selen (Se)

11

Klinické příznaky toxicity Se

6,690

3 200

Lámavost nehtů

Několik popisů toxicity

Bez klinických projevů toxicity

1120

1050

750

724

350

200

0

LOAEL

NOAEL

Deficit Se

MRL (Minimum Risk Level)

ADI (Acceptable Daily Intake)

Vliv denního příjmu Se na lidské zdraví

Příjem selenu (g Se/ den)

počítáno pro 70 kg dospělou osobupodle ASTDR, Toxicological Profile for Selenium, 1996

12

13

Se jako prevence nádorových onemocněníClark at al, 1997

dvě skupiny osob, jedné podáváno placebo, druhé selenomethionin (200 g Se /den) po dobu 10 let

U druhé skupiny výrazně sníženo zejména riziko rakoviny tlustého střeva prostaty

Clark at al, 1997

tři skupiny potkanů, první skupina normální výživa (červený sloupec), druhá skupina suplementována česnekem se zvýšeným obsahem Se (modrý sl.) a třetí suplementována kvasnicemi se zvýšeným obsahem Se (zelený sl.)

14

Stříbro (Ag)

„ARGYRIE“

• následek chronické inhalační i orální expozice Ag (kovové i sloučeniny) – protikuřácké pastilky, roztok AgNO3 na zánět dásní,......

• charakteristické ireversibilní šedé až šedomodré zbarvení kůže– zejména postiženy části kůže vystavené světlu

– blonďáci více ohroženi

– granule s vysokým obsahem Ag lokalizovány v okolí slinných žláz

– zasaženy i oční spojivky

• celkové množství absorbovaného Ag 1 - 30 g

AgNO3 - silný leptavý účinek - oči, kůže, plíce, GI

Argirie

15

Barium (Ba)

Inhalační toxicita

• soli Ba - silné kožní a plicní iritanty• při chronické expozici - barytósy (pneumokonióza)

• rozpustné soli Ba se velmi dobře vstřebávají v GI i v plicích• depozice v kostech (91%), dále mozek, srdce, ledviny, slinivka a oko• Ba blokuje kanály, kterými K+ opouští buňku a stimuluje aktivní přítok K+ do

buňky• Ba způsobuje zvýšený přítok Ca2+ do buňky• nízké dávky účinkují jako svalový stimulant, vysoké dávky atakují nervový

systém způsobují paralýzu svalů (srdce a dýchací svalstvo)

Akutní otrava - GI symptomy, smrt následkem křeče dýchacího svalstva, a poruch srdeční činnosti

Antidotum: Na2SO4 , Mg SO4 a v některých případech K+

16

Thalium (Tl)

• mechanismus tox. účinku je patrně založen na interferenci s K+ , u zvířat myelinopatie a axonopatie periferních nervů

• cílovými orgány zejména nervová soustava, GI a kůže

Akutní otrava

– GI symptomy - dlouhá doba latence (14 h), vnitřní krvácení– neurologické symptomy - až za několik dní bolestivá neuropatie (chodidla,

dlaně), dále extrémní slabost, halucinace , ataxie, křeče, koma– oční symptomy - dvojité vidění, abnormální vnímání barev a intenzity obrazu– dermatologické symptomy - vypadávání vlasů, vyrážky, „Mees lines“ - doba

latence 2- 4 týdny

Chronická otrava

• silný depilační účinek, vypadávání vlasů začíná 10 dní po expozici, kompletní ztráta vlasů do 1 měsíce

• dále pak neurologické symptomy - poruchy spánku, únavnost, slabost