Арсен и неговите съединения МКБ T57.0

Арсенът е химичен елемент, който се среща в много минерали, обикновено в комбинация със сяра и метали, а също и като чист кристал. Арсенът е металоид. Той може да съществува в различни алотропни форми, въпреки че само сивата форма има важно значение за промишлеността.

Основното приложение на арсена е за укрепване на медни сплави и особено оловни (например в автомобилни акумулатори). Арсен и неговите съединения, особено триоксида, се използват в производството на пестициди, обработени дървени изделия, хербициди, както и инсектициди. Но тези приложения все повече намаляват. В миналото арсенът е бил използван като лечебно средство, пигмент и "оръжие" на престъпно намерение.

Арсенът е изключително отровен за многоклетъчния живот, въпреки че няколко вида бактерии са способни да използват арсенови съединения като респираторни метаболити. Замърсяването на подпочвените води с арсен е проблем, който засяга милиони хора по целия свят. В световен мащаб до 100 милиона души са изложени на риск от експозиция на арсен от прекомерно количество на арсен в питейната вода.

Арсенът може да се намери като замърсител във вода или храна, особено в миди и други морски дарове, и често замърсява плодове и зеленчуци, особено ориз. Днес отравяне с арсен се случва чрез промишлено изложение, от замърсено вино или контрабандни спиртни напитки, или поради умисъл. Възможността за замърсяване с арсен на билкови препарати и хранителни добавки също трябва да бъде взета предвид. Налице е възраждане на интереса към арсена като медицинско средство за лечение на остра промиелоцитна левкемия, множествен миелом, миелодиспластичен синдром и различни резистентни масивни тумори.

Предполага се връзка между експозицията на арсен и развитието на болестта на Алцхаймер. Доказана е връзка между арсенова експозиция и гестационен диабет и потенциалните дългосрочни ефекти върху децата, родени от майки, консумирали замърсена с арсен вода сред друга по време на бременност.

Неорганичните форми на арсена са по-токсични от органичните. Оксидите на арсена са най-често срещаната заплаха, тъй като арсенитът и арсенатните соли са най-токсични. Тези форми са компоненти на геоложките образувания и се извличат в подпочвените води.

Двете форми на неорганичен арсен - редуцирана (тривалентен арсен) и окислена (петвалентен арсен) могат да се абсорбират и да се натрупват в тъканите и телесните течности. Тривалентната форма е по-токсична и реагира с тиолни групи. Много малко органи и системи не са поразени от токсичните ефекти на арсен.

Арсен и неговите съединения попадат в организма по дихателен и храносмилателен път и при контакт с кожата. След абсорбция неорганичният арсен се натрупва в черния дроб, далака, бъбреците, белите дробове и стомашно-чревния тракт. След това се изчиства бързо от тези места, но се натрупва остатък в богатите на кератин тъкани като кожата, косата и ноктите.

Тривалентният неорганичен арсен инхибира пируват дехидрогеназа чрез свързване със сулфхидрилни групи на дихидролипоамид. Следователно превръщането на пируват до ацетил-коензим А (СоА) се намалява, дейността на цикъла на лимонената киселина се намалява и производството на клетъчен АТФ (аденозин трифосфат) се понижава.

Тривалентният арсен инхибира множество други клетъчни ензими чрез свързване със сулфхидрилна група. Той инхибира глюконеогенезата, окисляването на мастните киселини и по-нататъшното производство на ацетил СоА, а също така блокира производството на глутатион, който предотвратява клетъчното окислително увреждане.

Влиянието на петвалентния неорганичен арсен се появява частично поради превръщането му в тривалентен арсен. Токсичността му оказва действия, описани по-горе. По-важното е, че петвалентният арсен наподобява неорганичен фосфат и замества фосфатите в гликолитичните и клетъчните дихателни пътища. В присъствието на петвалентен арсен аденозин дифосфат (АДФ) образува АДФ-арсенат вместо АТФ и високо енергийни фосфатни връзки на АТФ се губят.

Доказано е, че арсенът предизвиква оксидативен стрес. В проучване при изложени деца арсенът променя производството на моноцитния супероксиден анион и инхибира образуването на азотен оксид.

Арсеновата експозиция обикновено е резултат от професионално излагане (например по време на работата в леярството, минно дело, производство на стъкло или производството на полупроводници), от опит за самоубийство или убийство, случайно излагане на заразена вода или храна.

При остро отравяне с арсен и неговите съединения се установява тахикардия и хипотония, променено психично състояние, делириум, шок, кома и гърчове (остра енцефалопатия). Често пациенти, изложени на арсен, са с дъх с миризма на чесън.

Остро отравяне с арсен при поглъщане причинява увеличаване на пропускливостта на малките кръвоносни съдове и възпаление и некроза на чревната лигавица. Тези промени се проявяват като хеморагичен гастроентерит, загуба на течности и хипотония. Възможно е да се развие забавена кардиомиопатия с промени в ЕКГ, както и тубулна некроза и хемолиза. Нарушения на централната и периферна нервна система са наблюдавани при работниците в резултат на остро инхалационно излагане на неорганичен арсен.

При отравяне с тривалентен арсен клиничните ефекти зависят от хронифициране на експозицията. Острите експозиции обикновено се проявяват с подобни като при холера стомашно-чревни симптоми на повръщане, често пъти с кръв, и тежка диария, която може да бъде водниста, наподобяваща оризова вода, и често кървава. Пациенти изпитват остър дистрес, обезводняване (често) и хиповолемичен шок.

Арсинът е газ, съдържащ арсен и водород. Това е изключително токсичен за хората. Експозиция на арсин се проявява с остра хемолитична анемия, втрисане, главоболие, повръщане и коремни болки. Хемоглобинурия причинява черен цвят на урината, пациентът бързо изпада в объркване, делириум и шоково състояние.

Хемолизата и другите симптоми се развиват в рамките на 3-4 часа след излагането и може да доведе до остра тубулна некроза и бъбречна недостатъчност. Често се наблюдава треперене при тези пациенти.

При хронично отравяне с арсен появата на симптомите е след 2-8 седмици. Хронична (дългосрочна) експозиция чрез вдишване на неорганичен арсен е свързана с дразнене на кожата и лигавиците (дерматит, конюнктивит, фарингит и ринит) и ефекти върху мозъка и нервната система.

Типични признаци на хроничната перорална арсенова токсичност са промените на кожата и ноктите като хиперпигментация, хиперкератоза, ексфолиативен дерматит, белезникави линии (линии на Mees, които много приличат на травматични наранявания по ноктите), както и периферна невропатия - обикновено симетрична болезнена парестезия.

Пациентът се оплаква от гастроинтестинални симптоми. Възможно е да се установят хронично чернодробно и бъбречно увреждане (често срещани), анемия, сърдечни аритмии, периферна съдова недостатъчност и вазоспазъм.

Арсенът е класифициран като канцероген за човека на базата на увеличено разпространение на рак на белия дроб и рак на кожата при човешки популации с множество експозиции (основно чрез индустриално вдишване). Хроничното перорално арсеново излагане увеличава риска от рак на кожата и на белия дроб, черния дроб (ангиосарком), пикочния мехур, бъбреците и дебелото черво, а хроничното инхалационно арсеново излагане - рак на белия дроб.

Някои проучвания показват, че при жени, които работят или живеят в близост до промишлена дейност с арсен или арсин, има по-висок от нормалния процент спонтанни аборти, а новородените деца са с по-ниско от нормалното тегло. Погълнатият неорганичен арсен може да преминава плацентарно.