Rtuť

Rtuť

 

Rtuť (Hg) je stříbrolesklý a za laboratorní teploty kapalný kov. V minulosti byla rtuť důležitou součástí některých léčiv, např. ze skupiny diuretik, antiseptik, laxativ. V současné době jsou však středem zájmu otravy rtutí, pocházející ze znečištěného životního prostředí, popř. intoxikace průmyslové.

 

V současné medicíně se ještě dnes používají některé sloučeniny rtuti, a to místně jako antiseptika. Baktericidní účinky jsou podmíněny blokádou -SH skupin enzymů bakterií. Patří sem např.:

• amidochlorid rtuťnatý (HgNH₂Cl, bílý precipitát)
• zásaditý kyanid rtuťnatý (směs Hg(CN)₂ a [Hg(CN)₂HgO]l
• žlutý oxid rtuťnatý (HgO)
• červený sulfid rtuťnatý (HgS)
• boritan fenylrtuťnatý

 

Zdroje v potravě: hlavně mořské ryby, normou stanovena max. přípustná koncentrace 1 mg Hg/kg ryb.

 

Chemické vlastnosti

Název: Latinsky: Anglicky: Značka: Protonové číslo: Atomová hmotnost: Skupina: Perioda: Skupenství (20°C): Oxidační číslo:

Rtuť Hydrargyrum Merkury Hg 80 200,59 II.B 6 Kapalné I, II

 

Anorganické sloučeniny se při aplikaci v mastech mohou absorbovat z velkých ploch neporušené kůže či sliznice a tak zvýšit koncentraci rtuti v séru. Někdy se může objevit i tzv. pozdní neuroalergická reakce (Feerova nemoc) na malé terapeuticky nezávadné dávky Hg z mastí nebo zásypu, která se může projevovat myokarditidou, či encefalitidou. Při kontaktu  s kůží tyto sloučeniny vyvolávají alergickou reakci a v praxi jsou příčinou profesionálních dermatitid. Rtuť je kovem, jehož účinky na organismus jsou výrazně odlišné ve vztahu k jednotlivým chemickým formám sloučenin. Z toxikologického hlediska je rtuť se zajímáme o elementární rtuť, anorganické soli rtuti a o organické sloučeniny obsahující rtuť.

• Elementární rtuť je za normální teploty tekutý kov, který se velice snadno odpařuje. Páry rtuti jsou značně toxické. Hygienicky závadnou koncentraci představuje 0,1 mg Hg/m³. Proto je naprosto nutné uchovávat rtuť v dobře uzavřené nádobě nebo její povrch převrstvit vodou. Pokud dojde k rozlití elementární rtuti, je potřeba ji co nejpečlivěji mechanicky se­sbírat, případně posypat práškovitým zinkem, se kterým rtuť tvoří amalgám. Páry rtuti se mohou uvolňovat i z amalgámových výplní zubů, toto množství však nemá význam pro narušení lidského zdraví.
• Anorganické soli obsahují jednomocné nebo dvojmocné ionty Hg. Jednomocné sloučeniny, např. Hg₂Cl₂ - chlorid rtuťný (kalomel), jsou pro svoji malou rozpustnost ve vodě poměrně málo toxické. V tomto smyslu se jeví podstatně toxičtější rtuťnaté soli, např. HgCl₂ - chlorid rtuťnatý, Hg(NO₃)₂ - dusičnan rtuťnatý.
• Organické sloučeniny rtuti jsou mimořádně toxické, především alkylrtuťnaté látky. Popsány jsou intoxikace metylrtutí (CH₃)₂Hg, sloučeninou používanou jako fungicid k moření obilí. K jedné z nejtěžších hromadných otrav došlo v r. 1972 v Iráku, obilí určené pro setbu (ošetřené metylrtuťnatým fungicidem) bylo tehdy použito k pečení chleba i ke krmení dobytku. Takto došlo ke kontaminaci chleba, ale i masa, vajec. Výsledkem bylo 6530 hospitalizovaných obětí, z nichž 530 zemřelo. Dosud žijí lidé, kteří oslepli nebo mají jiné nervové následky.

Metylrtuť se rovněž tvoří na dně moří a nádrží působením mikroorganismů, a to z anorganických sloučenin Hg vypouštěných s odpadní vodou. Cestou potravního řetězce je metylrtuť koncentrována v rybách. (př. "Minamata disease ", kdy v 50. letech v zátoce Minamata (Japonsko) bylo postiženo několik desítek rybářů a jejich rodinných příslušníků, kteří konzumovali ryby kontaminované průmyslovými odpadními vodami, zemřelo 46 lidí).

 

Osud v organismu:

Zatímco toxicita sloučenin rtuti je spojena s Hg iontem, solubilita a tím některé fáze toxikokinetiky jsou ovlivněny mocenstvím a typem aniontu.

·      Elementární rtuť
Po p.o. podání se kovová rtuť prakticky nevstřebává, takže nedochází k navození systémové toxicity. Pouze místní podrážděni vede k průjmu. Naproti tomu páry rtuti prostupují rychle difúzí přes alveolární bariéru a téměř kompletně se vstřebávají. Páry rtuti dobře pronikají i narušenou kůží. Tato forma rtuti je dobře rozpustná v tucích, má vysokou afinitu k erytrocytům a k CNS. V klinickém obraze otravy proto převažuje neurotoxicita. V erytrocytech působením katalázy dochází k oxidaci na Hg²⁺. Byla popsána lineární závislost mezi plazmatickou koncentrací a urinární exkrecí rtuti.

·      Anorganické sloučeniny
Solubilní anorganické soli Hg²⁺ se po p.o. podání dostávají do cirkulace. Vstřebává se však přibližně jen 10 % požité dávky a zbytek rtuti zůstává vázán na mukózu GITu a v intestinálním obsahu. Tato forma rtuti špatně prochází hematoencefalickou bariérou nebo placentou. Vysoké koncentrace Hg²⁺ se nacházejí v ledvinách, kde zůstává déle než v jiných tkáních. Její vylučování probíhá zejména močí. Denní exkrece u normální populace je asi 25 µg/l a překročení této hladiny signalizuje možnou intoxikaci.

·      Organické sloučeniny
Díky větší liposolubilitě organické rtuti, je její vstřebávání po p.o. podání kompletnější ve srovnání s anorganickými sloučeninami, např. u lidí se tak absorbuje více než 90 % metylrtuti. Organické sloučeniny také méně dráždí a leptají sliznice. Snadno procházejí hematoencefalickou bariérou a placentou, takže oproti anorganickým solím mají větši neurotoxické a teratogenní účinky. Z celkového množství metylrtuti v organismu se významná část nachází v erytrocytech, na rozdíl od působení anorganických solí, kdy rtuť zůstává převážně v plazmě.

 

 

Mechanismus toxického účinku:

Toxicita rtuti je podmíněna reakcí Hg²⁺ iontu s SH- skupinami enzymových systémů (zejména v mikrosomech a mitochondriích). Na druhé straně na afinitě k thiolům je založena terapie intoxikace rtutí, např. dimerkaprolem, popř. penicilamin. Rtuť reaguje v organismu i s dalšími důležitými skupinami, např. karboxyly, amidy, aminy. V důsledku inhibice aktivity enzymatických systémů, mohou sloučeniny rtuti ovlivnit biotransformaci léků a zejména prodlužovat a potencovat jejich účinky nebo zvyšovat jejich toxicitu.

 

Intoxikace

 

·      Elementární rtuť
Při akutní intoxikaci inhalace vyšších koncentrací rtuti vede k těžkému poškozeni dýchacích cest, které pokud není fatální, je následováno rozvojem nervových a psychických poruch. Častější je chronická otrava, která se vyvíjí při dlouhodobé expozici nízkým koncentracím výparů Hg, dominují zde neurologické symptomy, které jsou zahrnovány do tzv. astenicko-vegetativního syndromu spolu s dalšími nálezy: struma, tachykardie, salivace. V raných stadiích intoxikace se mohou některé příznaky (neschopnost koncentrace, únava, slabost, zapomnětlivost) překrývat s postižením neurotiků a tím komplikovat včasnou diagnózu. Se vzrůstající expozicí je zvláště charakteristický klidový tremor rtů, jazyka, očních víček, končetin. Třes má potom za následek poruchu řeči (postižený vyráží jednotlivá slova) a neschopnost psaní (pacient zpočátku napíše několik slov čitelně a postupně se písmo stává zcela nečitelným).

·      Anorganické soli
Při akutní p.o. intoxikaci se nejprve projeví místně leptavé účinky iontů rtuti na sliznice trávicího ústrojí. Precipitace proteinů vede k popelavě-šedému vzhledu mukózy ústní dutiny a dalších částí GITu. Objevuje se zvracení, které může mít protektivní účinek, neboť se tím odstraňují neabsorbované zbytky rtuti ze žaludku. Pokud je pacient při vědomí, zvracení se nepotlačuje. Krvavý průjem (s částmi odloupané nekrotické sliznice) mívá obvykle za následek hypovolemický šok. Pokud pacient (díky včasné adekvátní terapii) toto stadium intoxikace přežije, nastupuje (kolem 24 hodin) systémová toxicita, nejčastěji s projevy renálního poškození. Ionty Hg alterují jak glomeruly, tak i tubulární systém. Při krátkodobém působení této noxy převažují nekrózy epitelu proximálního tubulu s oligurií až anurií, při chronické otravě naopak dominuje glomerulární poškození.
Dlouhodobá expozice bývá často doprovázena erytémem na končetinách, hrudníku a na tvářích. Tento komplex symptomů se označuje jako "pink disease".
Letální dávka HgCl₂ je pro člověka 0,2 - 1 g.

·      Organické sloučeniny Hg
Většina toxikologických dat se týká především metylrtuti a pochází z epidemiologických studií po analýze hromadných otrav v Japonsku a Iráku. Hlavní postiženou strukturou je nervový systém, kde dochází k degenerativním změnám periferních nervů, zadních kořenů míšních, mozečku. To se projevuje poruchami sluchu a vidění, ataxií, tremorem, parestézií až paralýzou. Neurotoxické příznaky se objevují při dlouhodobém působení denních dávek okolo 300 µg. Matkám, které byly vystaveny během těhotenství metylrtuti, se narodily děti, u nichž se postupně rozvinula psychomotorická retardace. Mozková tkáň fétu má schopnost více kumulovat rtuť než tkáně mateřské. Prenatální expozice metylrtuti způsobuje u dětí abnormální chování a poruchy učení.

 

 

Terapie:

U otravy jakoukoliv formou rtuti by měla být co nejdříve stanovena koncentrace tohoto kovu v krvi ( Analýzy stopových prvků: FAAS).        

 

Kritické hodnoty obsahu rtuti v biologických materiálech

 

plná krev	> 20 µg/l	0,10 µmol/l
erytrocyty	> 40 µg/l	0,20 µmol/l
moč	150 - 300 µg/l	0,75 µmol/l

 

 

·      Elementární rtuť
Terapeutická opatření zahrnují okamžité přerušení expozice, podporu dýchání. Chelatační terapie by měla být zahájena co nejdříve a prováděna podle koncentrací Hg v krvi a moči.

·      Anorganické soli
Pokud zůstal pacient při vědomí, je třeba ihned navodit zvracení. Někdy se jako první pomoc osvědčuje podat mléko nebo vaječné bílky, které mohou vyvázat Hg²⁺ na bílkoviny obsahující SH skupiny. Dále se k odstranění toxických látek ze žaludku provádí výplach. K zpomalení a zabráněni další absorpce toxických látek ze střeva se aplikuje suspenze adsorpčního uhlí spolu se salinickými projímadly (k urychlení střevní pasáže).
Chelatační terapie se u otrav elementární i anorganickou rtuti provádí běžně dimerkaprolem (u symptomatických pacientů a po vysoké expozici) nebo penicilaminem (u asymptomatických pacientů po malé expozici). Používají se i některé další deriváty, např. 2,3-dimerkaptopropan-1-sulfonát (DMPS), 2,3-dimerkaptosukcinová kyselina (DMSA). Chelát dimerkaprol-Hg je vylučován jak do moči, tak do žluče, zatímco chelát penicilamin-Hg pouze do moče. U pacientů s poškozením renálních funkcí by měl být tedy používán penicilamin jen výjimečně. V praxi je však většinou nutná u těchto pacientů hemodialýza, kterou se odstraňují oba typy chelátů.

·      Organické sloučeniny
Metylrtuť reaguje s chelatačními látkami špatně. Dokonce dimerkaprol zvyšuje koncentraci metylrtuti v mozku experimentálních zvířat, proto je u této intoxikace v praxi kontraindikován. Rovněž penicilamin způsobuje redistribuci rtuti v těle s následným zvýšením hladin Hg v krvi. Vzhledem k enterohepatální recirkulaci může usnadnit odstranění rtutí z těla podání neresorbovatelné látky vázající Hg. Běžně prováděná hemodialýza nemá terapeutický význam, protože methylrtuť je koncentrována v erytrocytech a jen málo je obsažena v plazmě. Podání L-cysteinu konvertuje metylrtuť do difúzibilní formy. Komplex metylrtuti a cysteinu i cystein samotný potom difundují přes membránu do dialyzátu.

 

Literatura

·      Vopršalová M., Žáčková P.: Základy toxikologie pro farmaceuty, Karolinum, Praha 1996.

·      Kaplan L.A., Pesce A.J. (Eds): Clinical chemistry.- theory, analysis, correlations. ISBN 0-8151-5243-4, 3^rd edition, 1996, p.746-759.

·      Burtis C.A., Ashwood E.R. (Eds): Tietz textbook of clinical chemistry. ISBN 0-7216-5610-2, 3^rd edition, p.1029-1055.

 

Další informace

·       Stopové prvky

·       Analýzy stopových prvků

·       Antidota specifická - přehled

 

Jaroslava Vávrová

.