мышьяк. Мышьяк в стоматологии
 Скачать 29.81 Kb.
|
|
Элементарный мышьяк находит ограниченное применение в виде добавок к сплавам (на основе Cu, Pb и Sn) и полупроводниковым материалам. Мышьяк особой чистоты используют для синтеза полупроводниковых соединений. Элементарный мышьяк используется главным образом в качестве добавки (порядка 0,3%) к свинцу при выработке дроби. Добавка эта повышает твердость металла и сообщает ему способность застывать в виде капель строго шарообразной формы. As2O3 используют, как консервирующее средство при выделке –мехов и кож, в производстве оптических стекол, как инсектицид, в аналитической химии для приготовления эталонных растворов мышьяка, как некротизирующее лекарственное средство. As2O5 применяют как гербицид, антисептик для пропитки древесины. Оксиды As входят в состав образующихся на поверхности полупроводниковых соединений (GaAs, InAs и др.) тонких оксидных пленок, определяющих электрофизические параметры интегральных устройств на основе этих полупроводников. В системах As-S и As-Se наблюдаются обширные области стеклообразования. Стекла халькогенидов мышьяка – полупроводниковые материалы, используемые в электронике, оптике, бессеребряной фотографии, электрофотографии, запоминающих устройствах. Аурипигмент и реальгар – пигменты, применяемые для приготовления красок для живописи. Мышьякорганические соединения применяют в качестве лекарственных средств (например, новарсенол, минарсон, осарсол и др.), в электронной промышленности (например, R3As –для легирования эпитаксиальных слоев кремния), в качестве реагентов в аналитической химии. Соединения мышьяка применяются в медицине, при выделке кож и мехов, в стекольном, фарфоровом и других производствах. Важной областью их использования является сельское хозяйство, где различные производные мышьяка служат одним из основных средств борьбы с вредителями культурных растений. Мышьяк в стоматологии Это вещество нередко применяют для лечения такого стоматологического заболевания как кариес. Кариес начинается с того, что известковые соли зубной эмали начинают разрушаться, и ослабевший зуб атакуют болезнетворные микроорганизмы. Поражая мягкую внутреннюю часть зуба, микробы образуют кариозную полость. Если на данном этапе заболевания вычистить кариозную полость и заполнить пломбировочным материалом, то зуб останется «живым». А если пустить процесс на самотёк, то кариозная полость доходит до ткани, которая содержит кровеносные, нервные и лимфатические сосуды. Она называется пульпа. Развивается воспаление пульпы, после чего единственным средством предотвращения дальнейшего распространения заболевания станет удаление нерва. Вот для проведения этой манипуляции мышьяк и нужен. Стоматологическим инструментом обнажается пульпа, на неё кладут крупинку пасты, содержащей мышьяковистую кислоту, и она практическим мгновенно диффундирует в пульпу. Спустя сутки зуб мертвеет. Теперь пульпу можно удалить совершенно безболезненно, и заполнить корневые каналы и пульповую камеру специальной антисептической пастой, и запломбировать зуб. Зависимость токсического действия от химического строения Механизм действия трех- и пятивалентных соединений мышьяка различен. Действия трехвалентного мышьяка направлено на блокаду пируватдегидрогеназного комплекса, играющего важную роль в гликолитических процессах. Таким образом, трехвалентный мышьяк снижает ресинтез АТФ, образование щавелево уксусной кислоты из пирувата (нарушает пируватный глюконеогенез), что в конечном итоге приводит к гипогликемии. Трехвалентный мышьяк блокирует также активность глютатион синтетазы, глюкозофосфатдегидрогеназы и глютатионредуктазы, что приводит к развитию дефицита глютатиона в печени и к ухудшению процессов детоксикации мышьяка. Вследствие, нарушения гликолиза нарушается также и синтез ацетилхолина, что является причиной развития периферической невропатии. Токсикодинамика пятивалентного мышьяка частично обусловлена его восстановлением в трехвалентный. Самостоятельное токсическое действие обусловлено замещением фосфора в его биохимических реакциях в следствии сходства структуры. Пятивалентный мышьяк «включается» в реакции гликолиза, катализируемые ферментом глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой, в результате чего образуется не 3-фосфоглицерат, а 1-арсено-3-фосфоглицерат, не способный участвовать в образовании АТФ. Более того, образование АТФ-арсената (вместо нативного АДФ) также нарушает нормальный синтез АТФ. Таким образом, мышьяк оказывает повреждающее действие на гликолитические и окислительные процессы, что проявляется клинической картиной отравления в виде полиорганной недостаточности, обусловленной дефицитом энергии, с соответствующей клиникой отравления. Пятивалентный мышьяк As5+ (арсенат, или органическая форма) менее токсичен, чем трехвалентная форма As3+ (арсенит, или неорганическая форма), что обусловлено более низкой растворимостью первого. В целом нерастворимые соли мышьяка (триоксид мышьяка, арсенат свинца) и органические алканарсенаты обладают значительно более слабыми токсическими свойствами, чем растворимые неорганические соединения мышьяка (арсенит натрия, мышьяковая и мышьяковистая кислоты). Наиболее токсичная форма — арсин (AsH3). Существует широкий диапазон токсичности в зависимости от конкретного соединения и формы. Соединения мышьяка могут поступать в организм пероральным, ингаляционным путем, через кожу и слизистые оболочки, а также при парентеральном введении. При ингаляционном и парентеральном поступлении их токсичность повышается, так как при этом из процесса детоксикации в значительной мере исключается печень, активно участвующая в нем при пероральных отравлениях. При всасывании мышьяка через кожу интоксикация развивается медленно. При пероральном отравлении мышьяк всасывается в ионизированном виде, чему способствует наличие хлоридов в желудочном соке и щелочная реакция кишечного сока. Основной участок всасывания - двенадцатиперстная кишка и начальный отдел тощей кишки. В крови мышьяк циркулирует в виде ионов в комплексе с аминокислотами и жирными кислотами. Ведущую роль в транспорте играют белки, образующие с ним прочную связь. Мышьяк распределяется и депонируется в течение нескольких месяцев практически во всех органах. Он накапливается в высоких концентрациях и долго остается в почках и печени, что объясняется высоким содержанием в почечной и печеночной ткани особого белка - металлобионина, богатого тиоловыми (сульфгидрильными) группами (SH). Мышьяк выделяется через почки, печень (с желчью), слизистую оболочку желудка и кишечника, потовыми и слюнными железами, что, как правило, сопровождается поражением этих органов. Отравления мышьяком могут быть случайными, умышленными (попытка самоубийства или покушение на убийство), производственными, ятрогенными или в результате поступления мышьяка из окружающей среды. В последнем случае его источником обычно являются почва, вода либо пищевые продукты, при этом из неорганических веществ преобладают соединения пятивалентного мышьяка. Но, в основном, в организм человека мышьяк поступает в основном с пищевыми продуктами растительного и животного происхождения. Его среднее суммарное суточное поступление в организм из рациона весьма близко к величине максимально допустимой суточной нагрузке, что ставит мышьяк на особое место среди токсичных элементов. Среднесуточное поступление мышьяка с пищевыми продуктами в организм человека зависит от вида пищевого рациона и при незначительном употреблении продуктов моря и отсутствии загрязнения этим элементом не превышает 0,2 мг (при большом употреблении рыбы - 1 мг). Предел суточного поступления мышьяка, установленный ВОЗ, составляет 0,05 мг на 1 кг массы тела. Мышьяк способен кумулироваться в организме. При остром отравлении соединениями мышьяка они накапливаются в основном в паренхиматозных органах, а при хронических отравлениях — в костях и ороговевших тканях (покровы кожи, ногти, волосы и др.). Мышьяк выводится из организма через почки с мочой, кишки и через некоторые железы. Выделение мышьяка из организма происходит медленно, чем и обусловлена возможность его кумуляции. В экскрементах мышьяк еще можно обнаружить через несколько недель, а в трупном материале — и через несколько лет после смерти. Узнавать отравление мышьяком криминалисты научились безошибочно. Если в желудке отравленных находят белые фарфоровидные крупинки, то первым делом возникает подозрение на мышьяковистый ангидрид As2O3. Эти крупинки вместе с кусочками угля помещают в стеклянную трубку, запаивают ее и нагревают. В норме мышьяк может определяться в моче в очень низкой концентрации, причем концентрация в моче у мужчин немного превышает таковую у женщин. Отравление мышьяком подразделяется по форме течения. Различают кишечно-токсический и паралитический типы заболевания. Патологию также делят по виду токсического агента (интоксикация чистым веществом, его неорганическими или органическими комплексами). Возможна систематизация по степени тяжести поражения (тяжелое, среднетяжелое, летальное, легкое). Наибольшее практическое значение имеет структурирование по характеру патологии: Острая. Определяется явными нарушениями в работе нескольких внутренних органов. Присутствуют симптомы поражения головного мозга, кишечника, желудка, респираторного аппарата, почек, системы крови, сердечно-сосудистых структур. Имеет наибольшую летальность при отсутствии своевременной медицинской помощи. Подострая. Отмечаются умеренные изменения деятельности нервных тканей без явной жизнеугрожающей симптоматики. Наблюдается снижение интеллектуальных способностей, энцефалопатия. Могут обнаруживаться нелетальные сбои коронарного ритма, трудности с дыханием, снижение массы тела, периодические абдоминальные колики. Хроническая. У пострадавшего выявляют ряд неспецифических симптомов, которые далеко не всегда удается связать с токсическим влиянием мышьяка. Присутствуют жалобы на периодические кишечные расстройства, неявные элементы поражения ЦНС и периферических нервов, кашель, кожную симптоматику. Непосредственная угроза жизни отсутствует. Симптомы отравления мышьяком Клиническая картина при интоксикации As достаточно многообразна, зависит от типа поражающего агента, его дозировки и периода, в течение которого яд поступал в организм пострадавшего. 70% отравлений преимущественно имеет симптомы поражения ЖКТ: металлический привкус во рту, рвота и тошнота, эпигастральные боли, кишечные колики. Из-за обильной диареи возникает картина обезвоживания. Признаки поражения других систем: ЦНС: слабость, неадекватное поведение, снижение памяти и работоспособности, судороги, кома. Периферические нервы: нейропатия, сужение полей зрения, боли в конечностях. Респираторный аппарат: кашель, отек дыхательных путей, хрипы, удушье. Система крови: гемолиз эритроцитов, агранулоцитоз, анемия. Почки: канальцевый некроз, снижение функциональной способности вплоть до острой почечной недостаточности. Кожный покров: облысение, отечность, гиперемия, сыпь, гиперпигментация, кератоз, базальноклеточная карцинома. Сердце и сосуды: нарушение ритма, гипотония, аритмия, кардиомиодистрофия. Острое отравление мышьяком проявляется через 30-120 минут, прошедших от приема яда. Гибель пострадавшего чаще наступает в течение первого часа после возникновения характерной клиники или спустя 1-3 суток. Причина — явления сердечно-сосудистой недостаточности, обусловленной обезвоживанием. При паралитическом течении летальный исход провоцируется парализацией дыхательного и сосудодвигательного центров. Клиническая картина острых отравлений соединениями мышьяка складывается из симптомов поражения желудочно-кишечного тракта, сосудистой системы и нервной системы. Паралитическая, или нервная форма, отравления мышьяком развивается в течение нескольких часов и проявляется глубокими поражениями центральной нервной системы: слабость, головная боль, бред, тонические судороги, потеря сознания, отек мозга, паралич сосудодвигательных дыхательных центров. Если больной выживает, то после латентного периода в 2–3 недели развивается периферическая невропатия. Невропатия проявляется выраженной мышечной слабостью, однако при этом редко обнаруживается распространенное снижение рефлексов. При повторных воздействиях небольших количеств мышьяка развивается дистальная симметричная сенсорно-моторная невропатия, при которой доминируют боли и нарушения чувствительности. При хронической интоксикации возникает гиперкератоз на поверхности ладоней и подошвенной части стоп, а на животе может проявиться пигментация бляшками в виде дождевых капель. Острые отравления Контакт с высокими дозами неорганических соединений мышьяка возможен во время аварии на производстве, связанном с переработкой большого количества мышьяка (например, триоксида мышьяка). При этом отравление может произойти в результате попадания яда как в дыхательный, так и пищеварительный тракт. Различные симптомы проявляются в зависимости от степени отравления, а поглощение чрезмерной дозы мышьяка ведет к летальному исходу. В течение нескольких часов могут развиться симптомы конъюнктивита, бронхита и расстройства пищеварения с последующим нарушением желудочно-кишечной функции с рвотой, и возникающей вследствие этого сердечной недостаточностью, ведущей к необратимому шоку. По данным исследований в случаях летального исхода уровень содержания мышьяка в крови превышает 3 мг/л. При контакте с соединениями мышьяка, раздражающими слизистые оболочки (например, триоксидом мышьяка), концентрация которых в воздухе приближается к летальной, могут развиться симптомы, связанные с серьезным повреждением слизистой ткани дыхательных путей, а также острые симптомы кожных поражений. В таких случаях возникает сильное раздражение слизистой оболочки носовой полости, гортани и бронхов, конъюнктивит и дерматит. Островки лизиса в носовой перегородке появляются в отдельных случаях только после нескольких недель непрерывного контакта с ядовитым веществом. Широко распространенное мнение, что при периодически повторяющемся контакте организм вырабатывает относительную невосприимчивость к воздействию высоких доз мышьяковых соединений. Этот феномен, однако, недостаточно освещен в научной литературе. В научной литературе описана реакция организма на случайное попадание неорганических соединений, главным образом триоксида мышьяка, в пищеварительный тракт. Однако на современном производстве такие случаи редки. Отравления подобного рода характеризуются глубокими повреждениями желудочно-кишечного тракта, следствием которых являются рвота и понос, что приводит в конечном счете к шоку и последующей олигурии и альбуминурии. Другими острыми симптомами являются отек лица, мышечные судороги и сердечно-сосудистые аномалии. Симптомы могут проявиться через несколько минут после отравления мышьяковым соединением, растворенным в жидкости, но могут возникнуть и спустя несколько часов, если яд был принят в твердом виде или вместе с пищей. При попадании в пищеварительную систему соединения мышьяка в твердом агрегатном состоянии степень его токсичности зависит от растворимости и размеров гранул вещества. Согласно научным данным, в случае гастроэнтерального отравления летальная доза триоксида мышьяка колеблется в пределах от 70 до 180 мг. Смерть может наступить в течение 24 часов, хотя обычно болезнь длится от 3 до 7 суток. Острая интоксикация, вызванная мышьяковыми соединениями, как правило, сопровождается анемией и лейкопенией, в особенности гранулоцитопенией. Если больной остался жив, эти симптомы проходят обычно в течение 2 - 3 недель. При остром отравлении наблюдается также обратимое расширение печени, хотя показатели функциональной активности печени и ее ферментов, как правило, остаются в норме. В отдельных случаях при острых отравлениях, не приведших к смерти, спустя несколько недель после поглощения ядовитых соединений в организме развиваются периферические нервные расстройства. Продолжительный контакт (хронические отравления) Общие признаки. Случаи хронического отравления мышьяком наблюдаются у рабочих, чья профессиональная деятельность связана с длительным контактом с чрезмерными концентрациями мышьяковых соединений в воздухе. Характерными признаками таких отравлений являются местные поражения, а именно - повреждения слизистой оболочки дыхательных путей и кожи. Могут также возникнуть нарушения нервной и кровеносно-сосудистой системы, заболевания печени и рак дыхательных путей. При продолжительном контакте с мышьяком, попадающим в желудочно-кишечный тракт с пищей, питьевой водой и медикаментами симптомы хронического отравления несколько отличаются от аналогичных симптомов, возникающих в результате проникновения яда через дыхательные пути. В клинической картине преобладают такие неопределенные абдоминальные симптомы, как понос или запор, покраснение кожи, пигментация и гиперкератоз. Помимо того, в отдельных областях могут быть поражены кровеносные сосуды, что грозит возникновением периферической гангрены. Хронические отравления мышьяком часто вызывают анемию и лейкоцитопению. Заболевания печени чаще наблюдаются у лиц, подверженных длительному воздействию мышьяка, попадающего в организм через пищеварительный тракт, нежели там, где контакт происходит через систему органов дыхания. Так, болезнями печени в результате отравления нередко страдают рабочие-виноделы, употребляющие вино, загрязненное ядовитыми соединениями. При отравлении подобного рода весьма часто возникают раковые заболевания кожи. Нарушения сосудистой системы. Продолжительный контакт с неорганическим мышьяком через питьевую воду может спровоцировать периферийные сосудистые нарушения с феноменом Рейно. В одной из областей Тайваня, Китай, зафиксирован случай возникновения периферической гангрены (так называемой “болезни почерневшей ноги”). Такие острые проявления нарушения периферийной сосудистой системы не наблюдались у лиц, подверженных профессиональному воздействию ядовитых соединений, однако у рабочих, контактирующих длительное время с находящимся в воздухе неорганическим мышьяком (дозы поглощенного мышьяка приведены ниже), развиваются слабые изменения с феноменом Рейно, часто сопровождающиеся пониженным кровяным давлением и охлаждением конечностей. Дерматологические нарушения. Повреждения кожного покрова под воздействием мышьяка несколько разнятся в зависимости от вида контакта с ним. При этом имеют место экзематоидные симптомы различной степени тяжести. В случаях профессионального контакта с мышьяком, находящимся главным образом в воздухе, повреждения кожи могут возникать в результате раздражений местного характера. При этом наблюдаются два типа дерматологических нарушений: 1. экзематоидный тип с эритемой (покраснением), опухолью и папулами или пузырьками; 2. фолликулярный тип с эритемой и фолликулярной опухолью или фолликулярными прыщами. Дерматиты первоначально локализуются в зонах, наиболее открытых для контакта с вредными соединениями. Это лицо, задняя часть шеи, предплечья, запястья и кисти рук. Однако они могут также распространяться на внутреннюю поверхность бедер, верхнюю часть грудной клетки и спины, голень и лодыжки. Гиперпигментация и кератоз не являются характерными чертами этого типа кожных повреждений, вызванных мышьяком. Исследования показали, что дерматит возникает в результате воздействия мышьяка, а не примесей, присутствующих в сыром триоксиде мышьяка. В зависимости от концентрации и продолжительности контакта вслед за первоначальными симптомами подобного рода может развиться хроническое кожное заболевание. Хронические повреждения кожи возникают в результате многолетнего контакта с мышьяком, связанного с профессиональной деятельностью или средой обитания. Наиболее заметными признаками таких нарушений являются гиперкератоз, бородавки и меланоз кожи. Наиболее часто меланоз возникает на верхнем и нижнем веке, вокруг висков, на шее, на сосках, в подмышечных впадинах. В тяжелых случаях арсеномеланоз можно обнаружить на брюшной области, груди, спине и в области мошонки, которые покрываются гиперкератозом и бородавками. При хронических отравлениях мышьяком также наблюдается явление депигментации (т.е. лейкодерма), оно наиболее проявляется в пигментированных зонах и обычно носит название пигментации “дождевой капли”. Подобные хронические повреждения кожного покрова могут перерасти в предканцерогенные и канцерогенные очаги. При хронических отравлениях мышьяком можно заметить поперечную бороздчатость на ногтях (так называемые линии Миза). Следует отметить, что хронические заболевания кожи могут проявиться спустя длительный срок после прекращения вредного контакта, когда концентрации мышьяка в тканях кожного покрова уже вернулись к норме. Наиболее классический пример повреждения слизистой оболочки при хронических отравлениях мышьяком - это появление островков лизиса в носовой перегородке вследствие попадания яда в дыхательные пути. Данное явление является результатом раздражения слизистой оболочки носа. Подобного рода раздражения может распространяться также на гортань, трахею и бронхи. При отравлении мышьяком, попавшим в организм как через дыхательные пути, так и пищеварительную систему (вследствие неоднократного употребления с пищей ядовитых соединений) дерматит лица и век иногда переходит в кератоконъюнктивит. Периферическая невропатия. Периферические нервные расстройства часто встречаются у лиц, перенесших сильное отравление. Они обычно проявляются в течение нескольких недель после острого отравления. Такие расстройства проходят очень медленно. Невропатия характеризуется как моторной дисфункцией, так и парестезией, однако в менее тяжких случаях возникает лишь односторонняя сенсорная невропатия. Часто нижние конечности поражаются сильнее верхних. После выздоровления на ногтях могут остаться линии Миза. Гистологическое исследование обнаруживает так называемое “валлеровское” перерождение в особенности в нижних аксонах. Случаи возникновения периферийной невропатии могут произойти и на производстве, связанном с переработкой мышьяка; по большей части подобное заболевание носит субклиническую форму и может быть выявлено только нейрофизиологическими методами. В группе рабочих-плавильщиков, имевших длительный контакт с соединениями мышьяка с показателем среднего кумулятивного общего усвоения равным приблизительно 5 г (максимальное усвоение - 20 г), выявлена негативная корреляция между кумулятивным усвоением мышьяка и быстротой нервной проводимости. У этих рабочих наблюдалась также слабая клиническая картина поражения периферийной сосудистой системы. Зафиксированы случаи потери слуха у детей, подвергнувшихся воздействию мышьяка. Канцерогенные свойства. Согласно классификации Международного агенства по изучению рака (МАИР), неорганические соединения мышьяка относятся к легочным и кожным канцерогенам. Есть основания также предположить, что лица, подверженные воздействию неорганических соединений мышьяка, чаще страдают ангиосаркомой печени и имеют больше шансов для возникновения ракового заболевания желудка. По данным исследований случаи ракового заболевания дыхательных путей часто встречаются у лиц, работающих на предприятиях, где производят средства от насекомых, в состав которых входит арсенат свинца и арсенат кальция, а также у работников, обрабатывающих виноградные поля инсектицидом, содержащим неорганическую медь и соединения мышьяка, и у плавильщиков, имеющих контакт с неорганическими соединениями мышьяка и рядом других металлов. Латентный период между началом контакта с ядовитым веществом и проявлением ракового заболевания легких весьма продолжителен, обычно он длится от 15 до 30 лет. Лица, курящие табак, в большей степени подвержены заболеваний легочным раком, что обуславливается взаимным усилением действия факторов. На Тайване и в Чили зафиксировано возросшее число заболеваний раком кожи в связи с длительным употреблением воды, загрязненной неорганическим мышьяком. Степень заболеваемости связана с концентрацией ядовитого вещества в питьевой воде. Тератогенный эффект. При внутривенном введении большие дозы соединений трехвалентного неорганического мышьяка способны вызвать патологические изменения у хомячков. Нет достаточных оснований полагать, что в промышленных условиях соединения мышьяка могут вызвать уродства у людей. Некоторые факты, однако, указывают на то, что подобный эффект иногда встречается у рабочих плавильных предприятий, контактирующих одновременно как с соединениями мышьяка, так и с рядом других металлов и соединений. ПДК с.с. (предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе среднесуточная): 0,0003 мг/м³ ПДК р.з. (предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны максимальная разовая): 0,04/0,01 мг/м³ Профилактика отравлений соединениями мышьяка включает в себя: 1. Технологические меры - замена токсичных соединений мышьяка менее токсичными, автоматизация, механизация, герметизация производственного процесса и тд. 2. Санитарно-технические меры - оборудование производственных помещений эффективной вытяжной вентиляцией, отсос пыли, тщательная уборка помещений и тд. 3. Гигиеническое нормирование - установление и соблюдение ПДК. Содержание соединений мышьяка в воздухе производственных помещений не должно превышать 0.3 мг/м. 4. Использование индивидуальных средств защиты - респираторов, очков, спецодежды. 5. Лечебно-профилактические мероприятия - проведение предварительных и периодических медицинских осмотров. Лица с выраженными хроническими заболеваниями кожи, ЖКТ, периферической нервной системы и органов дыхания к работе с соединениями мышьяка не допускаются. Осмотры следует проводить 2 раза в год при участии невропатолога. |