Название одного из самых древних химических элементов, известных человеку, соединения которого широко использовали древние греки и римляне, на поверку вызывает лишь суеверный ужас. Мышьяк – ядовитое вещество, которое таит в себе угрозу здоровью и жизни человека?
Отравление мышьяком было эффективным методом борьбы с грызунами, благодаря чему арсенопирит получил свое бытовое наименование. Официально мышьяк был открыт и зарегистрирован в средние века, однако диагностировать смерть в результате интоксикации смогли гораздо позже. Область применения мышьяка значительно расширилась: простой народ устранял вредителей, придворные интриганы – конкурентов.
Свойства элемента и его соединений
Несмотря на некоторые металлические свойства, мышьяк относится к неметаллам и встречается в природе в нескольких аллотропных формах, ядовитых в той или иной степени. В природе этот элемент получают при переработке сульфидных руд в качестве побочного продукта, который существует как в чистом виде, так и в соединениях (арсенидах и арсеносульфидах).
Сегодня известно более 200 химических веществ, в состав которых входит мышьяк. Во время работы с этим элементом используют специальные защитные средства, так как оксид мышьяка обладает высокой токсичностью, а для смертельного отравления достаточно одного вдоха газа арсина. С другой стороны, мышьяк в чистом виде и некоторые другие его соединения сравнительно инертны и не только не представляют опасности, но и являются активными компонентами медицинских препаратов.
Такое разнообразие производных данного элемента объясняет использование его во многих сферах человеческой жизнедеятельности:
- в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями и паразитами;
- в качестве гербицида и антисептика для обработки древесины;
- для окрашивания тканей;
- в кожевенной и стеклодувной промышленности;
- для производства люминесцентных ламп;
- в технике и электронике для изготовления полупроводниковых материалов.
Широкая область применения ядовитых соединений является причиной острых и хронических отравлений. Мышьяк устойчив к воздействию как кислот, так и щелочей.
Вещество обладает свойствами, схожими с фосфором, и способен замещать его в химических реакциях. Другими антагонистами мышьяка являются цинк, сера, селен. Этот элемент препятствует усвоению витаминов А, С, Е и часто используется в качестве противоядия при острых отравлениях селеном.
Биологическая роль мышьяка и его соединений
Несмотря на то, что в организме человека в норме содержится до 15 мг мышьяка, ученые не дают исчерпывающей информации о биологическом значении этого вещества. Мышьяк относят к категории иммунотоксичных элементов, однако он принимает участие практически во всех биохимических процессах и оказывает влияние на окислительные реакции, которые происходят в митохондриях.
Элемент взаимодействует с некоторыми группами белков и аминокислот (цистеином, глутатионом и др.), способен выполнять функции фосфатов и выступать в качестве активатора ферментов в ферментативных реакциях. Положительно влияет на кроветворение и усвоение организмом азота и фосфора.
Дефицит мышьяка у человека наблюдается крайне редко, так как он в достаточном количестве содержится в продуктах питания:
- питьевая и минеральная вода (от 10мкг/л до 1мг/л в зависимости от региона);
- виноградные вина и фруктовые соки (до 1мг/л);
- морская рыба, моллюски и другие морепродукты;
- злаки и хлебобулочные изделия;
- фрукты и овощи, выращенные с применением пестицидов и гербицидов.
Суточная норма мышьяка для человека варьируется от 10 до 15 мкг, ежедневный рацион на 2000 ккал вполне удовлетворяет эту потребность. Около 90% неорганических соединений этого элемента легко растворяются и усваиваются организмом. Через сутки из организма выводится до 35% от поступившего количества соединений мышьяка, остальное накапливается в печени, легких и тонком кишечнике.
Эта особенность увеличивает риск хронического отравления мышьяком, которое чаще встречается в неблагоприятных регионах с повышенной концентрацией элемента в питьевой воде, воздухе и почве вблизи от промышленных предприятий. Доказано также, что курение способствует развитию хронической формы отравления.
Лабораторные исследования показали, что у живых организмов, которые испытывают недостаток мышьяка (менее 1 мкг в день), наблюдаются такие симптомы:
- замедление в росте и развитии;
- ненормально высокая фертильность;
- повышенная перинатальная смертность;
- изменение состава сыворотки крови.
Однако в реальности случаи острого дефицита мышьяка не были зарегистрированы. Напротив, возникла необходимость понижения концентрации мышьяка в пище и окружающей среде, но безопасной альтернативы этому элементу пока не существует.
Как действует мышьяк на организм человека
Хроническая интоксикация мышьяком не менее опасна, чем острая ее форма. В малых дозах это – канцерогенное вещество, накопление которого в организме приводит к численным патологиям. Избыточное содержание мышьяка сложно выявить, так как механизм его воздействия связан с нарушением обмена веществ.
Основной мишенью для мышьяка являются костный мозг, печень, легкие, почки и желудочно-кишечный тракт, где накапливаются его излишки, но негативные последствия его избытка затрагивают все органы. Таблица наглядно демонстрирует изменения, которым подвергается организм в результате хронического отравления мышьяком.
| Система органов человека | Влияние мышьяка и его соединений |
| Кровеносная | Изменение клеточного состава крови и размера кровяных клеток, снижение концентрации нейтрофилов и повышение количества эозинофилов (лейкопения и эозинофилия). Приводит к нарушению гемодинамики и анемии, параличу и разрушению капилляров. Кровь сгущается, а ее плазма проникает в полость тела и внутренние органы. Нарушается ритм сердца, развивается гипотония и сердечная недостаточность, появляются отеки. |
| Дыхательная | Накопление в легких и бронхах становится причиной хронического насморка и затрудненного дыхания, смертельно опасных отеков, спазмов и увеличения риска развития рака легких. На клеточном уровне происходит нарушение дыхания и кислотно-щелочного баланса. Ацидоз становится причиной избытка молочной кислоты в мышечных тканях. |
| Пищеварительная | Неприятный запах изо рта, металлический привкус, раздражение слизистой рта и гортани, стоматит. Более сильное отравление характеризуется болью в области ЖКТ, тошнотой, рвотой, диареей и обезвоживанием. Есть риск гепатита и цирроза печени. |
| Выделительная | Нарушается мочеобразование, повышается концентрация белка. При попадании в организм большой дозы мышьяка, моча приобретает черный цвет. |
| Опорно-двигательная | Мышечные спазмы и боли, парезы, атрофия, параличи. В особо тяжелых случаях возможна гангрена. |
| Нервная | Нарушение памяти, обоняния, осязания и зрения, потеря чувствительности конечностей, развитие психических расстройств. При остром отравлении возможна энцефалопатия и геморрагический инсульт в результате расширения сосудов головного мозга. |
| Эндокринная | Появление эндемического зоба. |
| Репродуктивная | Изменение хромосом половых клеток и врожденные патологии как следствие. |
| Кожные покровы | Появление пигментных пятен, уплотнение верхнего слоя эпидермиса, ломкость ногтей, желтизна слизистых и склер, желтуха. Длительная интоксикация провоцирует некроз и рак кожи. |
Диагностировать избыток мышьяка в организме можно с помощью анализа мочи в лабораторных условиях. Допустимая концентрация этого элемента в моче детей и взрослых составляет 1мг/кг и 3мг/кг соответственно.
Симптомы отравления мышьяком и помощь пострадавшему
Пероральное употребленный мышьяк в чистом виде менее токсичен, чем его соединения. Максимальная суточная доза вещества составляет 20 мг, ее превышение опасно для здоровья человека и вызывает интоксикацию.
Причиной острого отравления мышьяком может стать не только избыточное поступление с пищей, водой и воздухом, но и нарушение правил техники безопасности на производстве или попытки суицида.
Признаки острой интоксикации проявляются в течение трех часов после употребления внутрь:
- ожог слизистых рта, гортани;
- раздражение носоглотки, затруднения при глотании;
- сильная тошнота, рвота, диарея;
- боли в области печени и ЖКТ;
- пожелтение кожи, появление сыпи и пигментных пятен;
- моча черного цвета;
- судороги, онемение конечностей, паралич.
При легком отравлении мышьяком доступным противоядием является казеин – белок, который содержится в молоке. С его помощью можно воспрепятствовать дальнейшему всасыванию токсина в стенки желудка. Однако лечение в домашних условиях не рекомендуется, при появлении первых симптомов следует вызвать бригаду медиков и оказать пострадавшему посильную доврачебную помощь.
Облегчить состояние пострадавшего можно следующим образом:
- вывести человека из зоны поражения (если отравление произошло воздушно-капельным путем);
- при попадании яда на кожу, смыть его остатки водой с мылом;
- промыть желудок слабым раствором поваренной соли и дать принять абсорбенты;
- искусственное дыхание и массаж сердца – по необходимости.
В стационаре лечение производится с помощью специфических антидотов мышьяка – унитиола и ДМПС. По необходимости применяют раствор тиосульфата натрия и проводят гемодиализ. Дальнейшее лечение предполагает строгую диету с обязательным употреблением в пищу молочных продуктов и дополнительное введение витаминов и аминокислот.
К последствиям отравления относят ломкость ногтей, выпадение волос, атрофия мышц и увеличение риска возникновения злокачественных кожных образований. Нарушаются функции кровеносной и пищеварительной систем, печени и органов чувств. Часто воздействие токсина на организм провоцирует развитие гастрита, гепатита и появление раковых опухолей. Список последствий передозировки дополняют речевые расстройства, повышенная тревожность, полиневриты и появление склонности к депрессии.
Мышьяк в современной медицине
Несмотря на свою токсичность, мышьяк используется для лечения лейкоза на первой стадии и легкой формы этого заболевания. С его помощью подавляют образование лейкоцитов и стимулируют синтез красных кровяных клеток.
В гомеопатических дозах мышьяк входит в состав препаратов, которые актуальны в случаях:
- протозийных инфекций;
- бактериальных инфекций;
- кожных заболеваний;
- малярии, тифа, сифилиса.
Однако наиболее широко применяет мышьяк современная стоматология для лечения кариеса как некротическое средство для удаления пораженной пульпы. Паста, которая содержит мышьяковистую кислоту, позволяет абсолютно безболезненно извлечь нерв и запломбировать зуб.
Медики уверяют, что при своевременном удалении пломбы, отравления мышьяком при лечении зуба не произойдет. Доза ангидрида в стоматологическом препарате слишком мала для того, чтобы вызвать интоксикацию, и применяется он только в особо запущенных случаях.
Информация на нашем сайте предоставлена квалифицированными врачами и носит исключительно ознакомительный характер. Не занимайтесь самолечением! Обязательно обратитесь к специалисту!
Автор: Румянцев В. Г. Стаж 34 года.
Гастроэнтеролог, профессор, доктор медицинских наук. Назначает диагностику и проводит лечение. Эксперт группы по изучению воспалительных заболеваний. Автор более 300 научных работ.