Токсичность меди
| Токсичность меди | |
|---|---|
| Другие имена | Коппериедус |
 | |
| Кольцо Кайзера -Флейшера , отложения меди, обнаруженные в роговице , является признаком того, что организм не усваивает медь должным образом. | |
| Специальность | Токсикология |
Медная токсичность (или Copperiedus ) — тип отравления металлами, вызванный избытком меди в организме. Коппериедус может возникнуть в результате употребления избыточного количества солей меди, но чаще всего он является результатом генетического состояния болезни Вильсона и болезни Менке , которые связаны с неправильным транспортом и хранением ионов меди. Медь необходима для здоровья человека, поскольку она входит в состав многих белков. Но гиперкупемия (высокий уровень меди в крови) может привести к интоксикации медью, если она сохраняется и поднимается достаточно высоко.
Хроническая токсичность меди встречается редко. [1] Предлагаемый безопасный уровень меди в питьевой воде для человека варьируется в зависимости от источника, но, как правило, составляет 1,3 мг/л. [2] Токсичность меди настолько низка, что сульфат меди(II) является обычным реагентом в химических лабораториях студентов. [3]
Признаки и симптомы
[ редактировать ]Острые симптомы отравления медью при приеме внутрь включают рвоту, кровавую рвоту (рвоту кровью), гипотонию (пониженное кровяное давление), мелену (черный «смолистый» кал), кому, желтуху (желтоватую пигментацию кожи) и желудочно-кишечные расстройства. [4] Лица с дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы могут подвергаться повышенному риску гематологических эффектов меди. [4] Гемолитическая анемия, возникающая в результате лечения ожогов соединениями меди, встречается нечасто. [4]
Хроническое (длительное) воздействие меди может привести к повреждению печени и почек. [5] У млекопитающих есть эффективные механизмы регулирования запасов меди, поэтому они обычно защищены от избыточного уровня меди в рационе. [5] [6]
Те же самые защитные механизмы могут вызывать более легкие симптомы, которые часто ошибочно принимают за психические расстройства. Существует много исследований функции соотношения Cu/Zn при неврологических, эндокринологических и психологических состояниях. [7] [8] [9] Многие вещества, защищающие человека от избытка меди, выполняют важные функции в нервной и эндокринной системах, что приводит к трудностям диагностики. Когда они используются для связывания меди в плазме, чтобы предотвратить ее всасывание в тканях, их собственная функция может остаться невыполненной. Такие симптомы часто включают перепады настроения, раздражительность, депрессию, усталость, возбуждение, трудности с концентрацией внимания и чувство потери контроля. Еще больше усложняет диагностику тот факт, что некоторые симптомы избытка меди аналогичны симптомам дефицита меди.
на литр . Максимальный уровень загрязнения (MCL) питьевой воды Агентства по охране окружающей среды США составляет 1,3 миллиграмма [4] [10] MCL для меди основан на предположении, что употребление меди в воде на этом уровне в течение всей жизни не будет иметь побочных эффектов (на желудочно-кишечный тракт). Агентство по охране окружающей среды США относит медь к микроэлементам и токсинам. [11] Токсичность для млекопитающих включает широкий спектр животных и такие последствия, как цирроз печени, некроз почек и головного мозга, желудочно-кишечные расстройства, поражения, низкое кровяное давление и смертность плода. [12] [13] [14] Управление по охране труда (OSHA) установило предел в 0,1 мг/м. 3 для медных паров (паров, образующихся при нагревании меди) и 1 мг/м 3 на медную пыль (мелкие частицы металлической меди) и туманы (аэрозоль растворимой меди) в воздухе помещений при восьмичасовой рабочей смене, 40-часовой рабочей неделе. [15] Токсичность для других видов растений и животных отмечается в разной степени. [11]
Данные EPA о раке
[ редактировать ]Агентство по охране окружающей среды не приводит никаких доказательств заболеваемости раком у людей, связанных с медью, и называет доказательства на животных, связывающие медь с раком, «неадекватными». Два исследования на мышах не выявили увеличения заболеваемости раком. В одном из них использовались регулярные инъекции соединений меди, включая оксид меди. Одно исследование двух линий мышей, которых кормили соединениями меди, выявило различную повышенную заболеваемость ретикулум-клеточной саркомой у самцов одной линии, но не у другой (небольшое увеличение заболеваемости наблюдалось у самок обеих линий). Эти результаты не были повторены. [16]
Патофизиология
[ редактировать ]Индийский детский цирроз печени
[ редактировать ]Одно из проявлений токсичности меди — цирроз печени у детей ( индийский детский цирроз ) — связано с кипячением молока в медной посуде. В Руководстве Merck говорится, что недавние исследования предполагают, что именно генетический дефект связан с этим конкретным циррозом печени. [17]
болезнь Вильсона
[ редактировать ]Наследственное заболевание, называемое болезнью Вильсона, приводит к задержке меди в организме, поскольку она не выводится печенью с желчью . Это заболевание, если его не лечить, может привести к повреждению головного мозга и печени , а тетратиомолибдат бисхолина исследуется в качестве терапии против болезни Вильсона.
болезнь Менке
[ редактировать ]Х-сцепленный рецессивный признак, который передается по наследству и называется болезнью Менке, вызывает разрушение соединительной ткани из-за мутаций в генах. При тяжелом поражении приблизительная продолжительность жизни составляет три года. Одним из методов лечения мутации является лечение гистидином меди. [18]
болезнь Альцгеймера
[ редактировать ]Повышенный уровень свободной меди наблюдается при болезни Альцгеймера . [19] Предполагается, что это связано с потреблением неорганической меди. [20] Известно, что медь и цинк связываются с белками бета-амилоида при болезни Альцгеймера . [21] Считается, что эта связанная форма опосредует выработку активных форм кислорода в мозге. [22]
Диагностика
[ редактировать ]МКБ-9-СМ
[ редактировать ]Код МКБ-9-СМ 985.8 Токсическое действие других уточненных металлов включает острое и хроническое отравление медью (или другое токсическое воздействие), будь то преднамеренное, случайное, промышленное и т. д.
Кроме того, оно включает отравление и токсическое действие других металлов, включая олово, селен, никель, железо, тяжелые металлы, таллий, серебро, литий, кобальт, алюминий и висмут. Некоторые отравления, например, фосфидом цинка, также могут быть включены в раздел 989.4 «Отравления, вызванные другими пестицидами и т. д.».
Исключено токсическое воздействие ртути, мышьяка, марганца, бериллия, сурьмы, кадмия и хрома.
МКБ-10-СМ
[ редактировать ]| Код | Срок |
|---|---|
| Т56.4Х1Д | Токсическое действие меди и ее соединений, случайное (непреднамеренное), последующее попадание |
| Т56.4Х1С | Токсическое действие меди и ее соединений случайное (непреднамеренное), последствия |
| Т56.4Х2Д | Токсическое действие меди и ее соединений, умышленное членовредительство, последующее столкновение |
| Т56.4Х2С | Токсическое действие меди и ее соединений, умышленное членовредительство, последствия |
| Т56.4X3D | Токсическое действие меди и ее соединений, нападение, последующее столкновение |
| Т56.4Х3С | Токсическое действие меди и ее соединений, нападение, последствия |
| Т56.4Х4Д | Токсическое действие меди и ее соединений не установлено, последующее столкновение |
| Т56.4Х4С | Токсическое действие меди и ее соединений неустановленное, последствия |
SNOMED
[ редактировать ]| Идентификатор концепции | Срок |
|---|---|
| 46655005 | Медь |
| 43098002 | Медная лихорадка |
| 49443005 | Хроническое отравление медью растительного происхождения |
| 50288007 | Хроническое отравление медью |
| 73475009 | Гепатогенное хроническое отравление медью |
| 875001 | Халькоз глаза |
| 90632001 | Острое отравление медью |
Уход
[ редактировать ]При подозрении на отравление медью пеницилламин препаратом выбора является димеркапрол и часто назначают , хелатирующий агент тяжелых металлов. Уксус давать не рекомендуется, так как он способствует растворению нерастворимых солей меди. Воспалительные симптомы следует лечить по общим принципам, как и нервные. [23] Лечение также может выглядеть как окисление озоном при проблемах токсичности для окружающей среды, а также удаление отложений в водных акваториях, поскольку отложения могут быть домом для пребывания токсикантов. [24]
Есть некоторые свидетельства того, что альфа-липоевая кислота (АЛК) может действовать как более мягкий хелатор тканевой меди. [25] Альфа-липоевая кислота также исследуется на предмет хелатирования других тяжелых металлов, таких как ртуть. [26]
Водная жизнь
[ редактировать ]Слишком много меди в воде может повредить морские и пресноводные организмы, такие как рыба и моллюски. [27] Виды рыб различаются по чувствительности к меди: LD50 при 96-часовом воздействии сульфата меди составляет порядка 58 мг на литр для тилапии ( Oreochromis niloticus ) и 70 мг на литр для сома ( Clarias gariepinus ). [28] Хроническое воздействие сублетальных концентраций меди на рыб и других животных вызывает поражение жабр, печени, почек и нервной системы. Он также мешает обонянию рыб, тем самым мешая им выбирать хороших партнеров или находить путь к местам спаривания. [29]
Краска на основе меди является распространенным морским средством против обрастания . [30] В Соединенных Штатах краска на основе меди заменила трибутилолово , которое было запрещено из-за его токсичности, как способ контроля органического роста на корпусах лодок. В 2011 году штат Вашингтон стал первым штатом США, запретившим использование краски на основе меди для катания на лодках, хотя это распространялось только на прогулочные суда. [31] Калифорния также реализует инициативы по снижению воздействия выщелачивания меди, а Агентство по охране окружающей среды США проводит исследования. [32]
Медь является важным элементом для метаболических процессов в морских водорослях. Он необходим для транспорта электронов при фотосинтезе и различных ферментных системах. Слишком много меди может также повлиять на фитопланктон или морские водоросли как в морских, так и в пресноводных экосистемах. Было показано, что он ингибирует фотосинтез, нарушает транспорт электронов в фотосистеме 2, снижает концентрацию пигментов, ограничивает рост, снижает воспроизводство и т. д. [33] Токсичность меди широко признана и используется для предотвращения цветения водорослей. Эффект меди зависит исключительно от количества свободной меди, которую получает вода. Это определяется относительной растворимостью и концентрацией медьсвязывающих лигандов.
Исследования показали, что концентрации меди токсичны, когда морской фитопланктон локализован в районах, сильно пострадавших от антропогенных выбросов. [34] В некоторых исследованиях использовались морские амфиподы, чтобы показать, как на них влияет медь. В этом конкретном исследовании говорится, что подростки в 4,5 раза более чувствительны к токсинам, чем взрослые. [35] В другом исследовании использовались 7 различных видов водорослей. Они обнаружили, что один вид был более чувствительным, чем другие, Synechococcus , и что другой вид был более чувствителен к морской воде, Thalassiosira weissflogii . [36]
В одном исследовании использовались цианобактерии, диатомовые водоросли, кокколитофоры и динофлагелляты. Это исследование показало, что наиболее чувствительными были цианобактерии, наименее чувствительными - диатомовые водоросли, а промежуточными - кокколитофоры и динофлагелляты. Они использовали ион меди в буферной системе и контролировали его на разных уровнях. Они обнаружили, что скорость размножения цианобактерий снизилась, в то время как у других водорослей скорость размножения была максимальной. Они обнаружили, что медь может влиять на сезонную смену видов. [37]
Бактерии
[ редактировать ]медь и медные сплавы , такие как латунь, Было обнаружено, что токсичны для бактерий из-за олигодинамического эффекта . Точный механизм действия неизвестен, но он свойственен другим тяжелым металлам. Вирусы менее подвержены этому эффекту, чем бактерии. Сопутствующие применения включают использование латунных дверных ручек в больницах, которые, как было обнаружено, самодезинфицируются через восемь часов, а также минеральных дезинфицирующих средств , в которых медь может действовать как альгицид. Предполагается, что чрезмерное использование сульфата меди в качестве альгицида вызвало эпидемию отравления медью на острове Грейт-Палм в 1979 году. [38]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Барселу Д.Г., Барселу Д. (1999). "Медь". Журнал токсикологии: Клиническая токсикология . 37 (2): 217–230. дои : 10.1081/CLT-100102421 . ПМИД 10382557 .
- ^ «Правила водоснабжения (качества воды) 2000 года» .
- ^ Родригес Э., Висенте М.А. (2002). «Лаборатория неорганической химии на основе медного купороса для студентов-первокурсников, обучающая основным операциям и понятиям». Журнал химического образования . 79 (4): 486. Бибкод : 2002ЖЧЭд..79..486Р . дои : 10.1021/ed079p486 .
- ^ Jump up to: а б с д Казаретт Л., Казаретт Л., Амдур М., Дулл Дж. (1996). Токсикология Казаретта и Дулла, Фундаментальная наука о ядах (5-е изд.). МакГроу-Хилл. п. 715. ИСБН 0071054766 .
- ^ Jump up to: а б «Медь: краткий обзор медицинской информации» (PDF) . Информационный бюллетень по окружающей среде . Департамент экологических служб Нью-Гэмпшира. 2005. ARD-EHP-9. Архивировано из оригинала (PDF) 20 января 2017 года.
- ^ Луценко С., Барнс Н.Л., Барти М.Ю., Дмитриев О.Ю. (2007). «Функция и регуляция АТФаз, переносящих медь человека». Физиологические обзоры . 87 (3): 1011–46. doi : 10.1152/physrev.00004.2006 . ПМИД 17615395 .
- ^ Десаи В., Калер С.Г. (2008). «Роль меди в неврологических расстройствах человека» . Американский журнал клинического питания . 88 (3): 855С–8С. дои : 10.1093/ajcn/88.3.855S . ПМИД 18779308 . Проверено 20 декабря 2015 г.
- ^ Каплан Б.Дж., Кроуфорд С.Г., Гарднер Б., Фаррелли Дж. (2002). «Лечение лабильности настроения и взрывной ярости минералами и витаминами: два тематических исследования у детей». Журнал детской и подростковой психофармакологии . 12 (3): 205–219. дои : 10.1089/104454602760386897 . ПМИД 12427294 .
- ^ Фабер С., Зинн ГМ, Керн II Дж.К., Скип Кингстон Х.М. (2009). «Соотношение цинка в плазме и меди в сыворотке крови как биомаркер у детей с расстройствами аутистического спектра». Биомаркеры . 14 (3): 171–180. дои : 10.1080/13547500902783747 . ПМИД 19280374 . S2CID 205770002 .
- ^ Федеральный реестр / Том. 65, № 8 / Среда, 12 января 2000 г. / Правила и положения. стр. 1976.
- ^ Jump up to: а б Регион 5 Агентства по охране окружающей среды США (28 декабря 2011 г.). «Информация об экологической токсичности» . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 17 июня 2015 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ «Токсикологический профиль меди» . Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний Министерства здравоохранения и социальных служб США . Проверено 17 июня 2015 г.
- ^ Кабата-Пендиас А (2010). Микроэлементы в почвах и растениях, четвертое издание (4-е изд.). Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9781420093681 . Архивировано из оригинала 16 июля 2015 года . Проверено 17 июня 2015 г.
- ^ Уэр Г.В. (1983). Пестициды: теория и применение . Нью-Йорк: WH Freeman. OCLC 669712126 .
- ^ Управление по охране труда, Министерство труда США, Медь, доступно в Интернете по адресу: https://www.osha.gov/SLTC/metalsheavy/copper.html.
- ^ Результаты EPA по меди и раку. По состоянию на 11 марта 2011 г.
- ^ "Медь" . Руководства Merck — Медицинская онлайн-библиотека . Мерк. Ноябрь 2005 года . Проверено 19 июля 2008 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Тюмер З., Мёллер Л.Б. (май 2010 г.). «Болезнь Менкеса» . Европейский журнал генетики человека . 18 (5): 511–518. дои : 10.1038/ejhg.2009.187 . ISSN 1476-5438 . ПМЦ 2987322 . ПМИД 19888294 .
- ^ Брюэр Дж.Дж. (апрель 2010 г.). «Токсичность меди среди населения». Клин Нейрофизиол . 121 (4): 459–60. дои : 10.1016/j.clinph.2009.12.015 . ПМИД 20071223 . S2CID 43106197 .
- ^ Брюэр Дж.Дж. (июнь 2009 г.). «Риск токсичности меди, способствующей снижению когнитивных функций у стареющего населения и болезни Альцгеймера». Дж. Ам. Колл. Нутр . 28 (3): 238–42. дои : 10.1080/07315724.2009.10719777 . ПМИД 20150596 . S2CID 21630019 .
- ^ Фаллер П. (14 декабря 2009 г.). «Связывание меди и цинка с бета-амилоидом: координация, динамика, агрегация, реакционная способность и перенос ионов металлов». ХимБиоХим . 10 (18): 2837–45. дои : 10.1002/cbic.200900321 . ПМИД 19877000 . S2CID 35130040 .
- ^ Юро С., Фаллер П. (октябрь 2009 г.). «Абета-опосредованное производство АФК ионами Cu: структурные данные, механизмы и значение для болезни Альцгеймера». Биохимия . 91 (10): 1212–7. дои : 10.1016/j.biochi.2009.03.013 . ПМИД 19332103 .
- ^ Ройер А., Шарман Т. (2022 г.), «Токсичность меди» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 32491388 , получено 27 сентября 2022 г.
- ^ «Очистка сточных вод с высокой токсичностью и высокой концентрацией органических веществ включает добавление сульфата меди и сульфата натрия к сточным водам с высокой токсичностью и высокой концентрацией органических веществ и очистку органических сточных вод путем биологической денитрификации» . Сеть науки .
- ^ Марангон К., Деварадж С., Тирош О., Пакер Л., Джалал И. (ноябрь 1999 г.). «Сравнение влияния добавок α-липоевой кислоты и α-токоферола на показатели окислительного стресса». Свободнорадикальная биология и медицина . 27 (9–10): 1114–1121. дои : 10.1016/S0891-5849(99)00155-0 . ПМИД 10569644 .
- ^ «Токсичность ртути и антиоксиданты: часть I: роль глутатиона и альфа-липоевой кислоты в лечении токсичности ртути. (Токсичность ртути)» . Thorne Research Inc. 2002. Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 года . Проверено 20 декабря 2015 г.
- ^ Ван Гендерен Э.Дж., Райан А.С., Томассо-младший, Клейн С.Дж. (февраль 2005 г.). «Оценка острой токсичности меди для личинок толстоголового гольяна (Pimephales promelas) в мягких поверхностных водах». Окружающая среда. Токсикол. Хим . 24 (2): 408–14. дои : 10.1897/03-494.1 . ПМИД 15720002 . S2CID 6612606 .
- ^ Эзеоньеджиаку, КД, Обиакор, Миссури и Эзенвелу, Колорадо (2011). «Токсичность сульфата меди и поведенческая двигательная реакция видов тилапии (Oreochromis niloticus) и сома (Clarias gariepinus) ». Онлайн Дж. Аним. Подача Рез . 1 (4): 130–134.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ К. А. Флемминг, Дж. Т. Треворс (1989). «Токсичность меди и химия в окружающей среде: обзор». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 44 (1–2): 143–158. Бибкод : 1989WASP...44..143F . дои : 10.1007/BF00228784 . S2CID 98175996 .
- ^ Эрли П.Дж., Своп Б.Л., Барбо К. , Банди Р., Макдональд Дж.А., Ривера-Дуарте И. (01.01.2014). «Вклад меди в жизненный цикл в результате покраски и технического обслуживания судов» . Биологическое обрастание . 30 (1): 51–68. Бибкод : 2014Biofo..30...51E . дои : 10.1080/08927014.2013.841891 . ISSN 0892-7014 . ПМК 3919178 . ПМИД 24199998 .
- ^ «Тонет ли краска медного днища? - Журнал BoatUS» . Проверено 22 сентября 2016 г.
- ^ «Морские покрытия: понимание американских, государственных и местных требований в отношении противообрастающих правил на основе меди» . Американская ассоциация производителей покрытий . Проверено 22 сентября 2016 г.
- ^ Гледхилл М., Ниммо М., Хилл С.Дж., Браун М.Т. (1997). «Токсичность видов меди (II) для морских водорослей, особенно для макроводорослей» . Журнал психологии . 33 (1): 2–11. Бибкод : 1997JPcgy..33....2G . дои : 10.1111/j.0022-3646.1997.00002.x . S2CID 84128896 .
- ^ Лопес Дж.С., Ли Л., Макки КР (24 января 2019 г.). «Токсичность меди для Crocosphaera watsonii и другого морского фитопланктона: систематический обзор» . Границы морской науки . 5 : 511. дои : 10.3389/fmars.2018.00511 . ISSN 2296-7745 .
- ^ Ахсанулла М., Флоренс ТМ (1 декабря 1984 г.). «Токсичность меди для морских амфипод Allorchestes compressa в присутствии водо- и жирорастворимых лигандов» . Морская биология . 84 (1): 41–45. Бибкод : 1984МарБи..84...41А . дои : 10.1007/BF00394525 . ISSN 1432-1793 . S2CID 84484414 .
- ^ Куигг А., Рейнфельдер-младший, Фишер Н.С. (2006). «Кинетика поглощения меди разнообразным морским фитопланктоном» . Лимнология и океанография . 51 (2): 893–899. Бибкод : 2006LimOc..51..893Q . дои : 10.4319/lo.2006.51.2.0893 . ISSN 1939-5590 .
- ^ Бренд LE, Sunda WG, Guillard RR (1 мая 1986 г.). «Снижение скорости размножения морского фитопланктона медью и кадмием» . Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 96 (3): 225–250. дои : 10.1016/0022-0981(86)90205-4 . ISSN 0022-0981 .
- ^ Процив П (сентябрь 2004 г.). «Токсины водорослей или отравление медью — возвращение к «эпидемии» на острове Пальма ». Мед. Дж. Ауст . 181 (6): 344. doi : 10.5694/j.1326-5377.2004.tb06316.x . ПМИД 15377259 . S2CID 22054004 .
