Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Медь токсичности является тип отравления металла , вызванное избытком меди в организме. Copperiedus может возникнуть в результате употребления кислых продуктов, приготовленных в медной посуде без покрытия, ВМС или в результате воздействия избытка меди в питьевой воде и других источниках окружающей среды.

Признаки и симптомы [ править ]

Острые симптомы отравления медью при проглатывании включают рвоту, гематемезис (рвоту кровью), гипотонию (низкое кровяное давление), мелена (черный «дегтеобразный» кал), кому, желтуху (желтоватую пигментацию кожи) и желудочно-кишечные расстройства. [1] Лица с дефицитом глюкозо-6-фосфата могут подвергаться повышенному риску гематологических эффектов меди. [1] Гемолитическая анемия, возникающая в результате лечения ожогов соединениями меди, встречается нечасто. [1]

Хроническое (длительное) воздействие меди может повредить печень и почки. [2] У млекопитающих есть эффективные механизмы для регулирования запасов меди, так что они, как правило, защищены от избыточного содержания меди в пище. [2] [3]

Те же механизмы защиты могут вызывать более легкие симптомы, которые часто ошибочно принимают за психические расстройства. Существует множество исследований функции соотношения Cu / Zn в неврологических, эндокринологических и психологических состояниях. [4] [5] [6]Многие вещества, защищающие нас от избытка меди, выполняют важные функции в нашей неврологической и эндокринной системах, что затрудняет диагностику. Когда они используются для связывания меди в плазме, чтобы предотвратить ее всасывание в тканях, их собственная функция может не выполняться. Такие симптомы часто включают перепады настроения, раздражительность, депрессию, усталость, возбуждение, трудности с концентрацией внимания и чувство неконтролируемости. Чтобы еще больше усложнить диагностику, некоторые симптомы избытка меди аналогичны симптомам дефицита меди.

Агентство США по охране окружающей среды «s Максимальный уровень загрязнения (MCL) в питьевой воде составляет 1,3 мг на литр. [1] [7] MCL для меди основан на ожидании того, что продолжительность потребления меди в воде на этом уровне не будет иметь неблагоприятных последствий (желудочно-кишечного тракта). Агентство по охране окружающей среды США считает медь одним из микроэлементов и токсинов. [8] Токсичность для млекопитающих включает в себя широкий спектр животных и такие эффекты, как цирроз печени, некроз почек и мозга, желудочно-кишечные расстройства, поражения, низкое кровяное давление и гибель плода. [9] [10] [11] Управление по охране труда (OSHA) установило предел в 0,1 мг / м 3.для паров меди (пар, образующийся при нагревании меди) и 1 мг / м 3 для медной пыли (мелкие частицы металлической меди) и тумана (аэрозоль растворимой меди) в воздухе рабочего помещения во время восьмичасовой рабочей смены, 40-часовой рабочей недели. [12] Токсичность для других видов растений и животных отмечается в разной степени. [8]

Токсичность [ править ]

Медь в крови и кровотоке существует в двух формах: связанная с церулоплазмином (85–95%), а остальная «свободная», слабо связанная с альбумином и небольшими молекулами. С точки зрения питания существует явная разница между органической и неорганической медью в зависимости от того, связан ли ион меди с органическим лигандом . [13] [14]

Данные EPA по раку [ править ]

EPA не приводит никаких доказательств заболеваемости раком людей, связанных с медью, и перечисляет данные животных, связывающие медь с раком, как «неадекватные». Два исследования на мышах не показали увеличения заболеваемости раком. В одном из них использовались регулярные инъекции соединений меди, в том числе оксида меди. Одно исследование двух линий мышей, получавших соединения меди, показало, что частота ретикулум-клеточной саркомы различается у самцов одной линии, но не у другой (у самок обеих линий заболеваемость несколько увеличивалась). Эти результаты не повторялись. [15]

Причина [ править ]

Посуда [ править ]

Кухонная посуда, в которой медь является основным структурным элементом (в отличие от медного покрытия, медного сэндвича или медного цвета), иногда изготавливается без подкладки, когда она предназначена для использования в любой из ряда конкретных кулинарных задач, таких как приготовление консервов или безе . В противном случае медная посуда покрыта инертным металлом, чтобы предотвратить контакт между кислыми продуктами и структурным медным элементом посуды.

За исключением острых или хронических состояний, воздействие меди при приготовлении пищи обычно считается безвредным. [16] Согласно Парацельсу , дозировка создает яд; что касается меди, то «по-видимому, развился защитный механизм, вследствие чего токсичность для человека очень необычна». [17]

Острое воздействие и сопутствующее отравление медью возможно при приготовлении или хранении высококислотных пищевых продуктов в медных емкостях без футеровки в течение продолжительного времени или при воздействии на пищевые продукты реактивных солей меди (коррозия меди или зеленая корочка ). Непрерывное, небольшое (« хроническое ») воздействие меди на кислые пищевые продукты также может приводить к токсичности в тех случаях, когда потенциал взаимодействия с площадью поверхности значительный, pH исключительно низкий и концентрированный (в случае приготовления пищи, например, с уксусом или вином. ) или и то, и другое, и между экспозициями проходит недостаточное время для нормального гомеостатического устранения избытка меди.

Исключения из вышеперечисленного могут наблюдаться в случае производства джема, желе и консервов, когда медные сосуды без облицовки используются для приготовления (не для хранения) кислых продуктов, в данном случае фруктов. Методы заклинивания и консервирования определяют сахар как химически необходимый для консервирующего (антибактериального) действия , который имеет дополнительный эффект опосредования (буферизации) взаимодействия фруктовой кислоты с медью [18], позволяя использовать металл для его эффективного теплопереноса. характеристики. [19]

Неискрящие инструменты [ править ]

OSHA установила стандарты безопасности для шлифовки и заточки инструментов из меди и медных сплавов, которые часто используются в устройствах, исключающих искрение. Эти стандарты зафиксированы в Своде федеральных правил 29 CFR 1910.134 и 1910.1000. [20]

Примечание. Самым важным неискрящим медным сплавом является бериллий-медь , который может привести к отравлению бериллием .

Питьевая вода [ править ]

При LD 50 30 мг / кг для крыс «граммы» сульфата меди потенциально смертельны для человека. [21] Предлагаемый безопасный уровень меди в питьевой воде для людей варьируется в зависимости от источника, но обычно составляет 1,3 мг / л. [22]

Контроль рождаемости [ править ]

Существуют условия, при которых метаболизм меди у человека нарушен до такой степени, что контроль над рождаемостью может вызвать проблемы с накоплением меди. Они включают токсичность или просто повышенное содержание меди из других источников, а также повышенный уровень меди в организме матери человека через плаценту до рождения. [23]

Патофизиология [ править ]

Значительная часть токсичности меди связана с ее способностью принимать и отдавать отдельные электроны при изменении степени окисления. Это катализирует образование очень реакционноспособных радикальных ионов, таких как гидроксильный радикал , аналогично химии Фентона . [24] Эта каталитическая активность меди используется ферментами, с которыми она связана, поэтому токсична только тогда, когда не секвестрирована и не опосредована. Это увеличение количества неопосредованных реактивных радикалов обычно называется окислительным стрессом и является активной областью исследований при различных заболеваниях, где медь может играть важную, но более тонкую роль, чем при острой токсичности.

Некоторые эффекты старения могут быть связаны с избытком меди. [25]

Индийский цирроз печени [ править ]

Одно из проявлений отравления медью, цирроз печени у детей ( индийский детский цирроз ), было связано с кипячением молока в медной посуде. В руководстве Merck указано, что недавние исследования предполагают, что именно с этим циррозом связан генетический дефект. [26]

Болезнь Вильсона [ править ]

Унаследованное заболевание, называемое болезнью Вильсона, заставляет организм удерживать медь, поскольку она не выводится печенью с желчью . Это заболевание, если его не лечить, может привести к повреждению мозга и печени , и бис-холинтетратиомолибдат изучается в качестве терапии против болезни Вильсона.

Болезнь Альцгеймера [ править ]

Повышенные существуют свободные уровни меди в болезни Альцгеймера , [27] , которая была выдвинута гипотеза, связана с неорганическим потребления меди. [28] Известно, что медь и цинк связываются с бета-амилоидными белками при болезни Альцгеймера. [29] Считается, что эта связанная форма опосредует производство активных форм кислорода в головном мозге. [30]

Диагноз [ править ]

ICD-9-CM [ править ]

Код 985.8 ICD-9-CM Токсическое действие других указанных металлов включает острое и хроническое отравление медью (или другое токсическое действие), будь то намеренное, случайное, промышленное и т. Д.

  • Кроме того, он включает отравление и токсическое воздействие других металлов, включая олово, селен, никель, железо, тяжелые металлы, таллий, серебро, литий, кобальт, алюминий и висмут. Некоторые отравления, например, фосфид цинка, также могут быть включены в раздел 989.4 Отравление другими пестицидами и т. Д.
  • Исключены токсические эффекты ртути, мышьяка, марганца, бериллия, сурьмы, кадмия и хрома.

ICD-10-CM [ править ]

СНОМЕД [ править ]

Лечение [ править ]

При подозрении на отравление медью препаратом выбора является пеницилламин и часто назначают димеркапрол , хелатирующий агент тяжелых металлов. Не рекомендуется давать уксус, так как он способствует растворению нерастворимых солей меди. Воспалительные симптомы следует лечить на общих основаниях, как и нервные симптомы. [ необходима цитата ]

Есть некоторые свидетельства того, что альфа-липоевая кислота (АЛК) может действовать как более мягкий хелатор меди, связанной с тканями. [31] Альфа-липоевая кислота также исследуется на хелатирование других тяжелых металлов, таких как ртуть. [32]

Водная жизнь [ править ]

Слишком много меди в воде может повредить морские и пресноводные организмы, такие как рыбы и моллюски. [33] Виды рыб различаются по своей чувствительности к меди: LD50 для 96-часового воздействия сульфата меди, как сообщается, составляет порядка 58 мг на литр для тилапии ( Oreochromis niloticus ) и 70 мг на литр для сома ( Clarias gariepinus). ) [34] Хронический эффект сублетальных концентраций меди на рыбу и других животных - это повреждение жабр, печени, почек и нервной системы. Это также мешает обонянию рыб, тем самым не позволяя им выбрать хороших партнеров или найти дорогу к местам спаривания. [35]

Краска на медной основе - распространенное средство против обрастания в морской среде . [36] В Соединенных Штатах краска на основе меди заменила трибутилолово , запрещенное из-за его токсичности, как средство борьбы с органическим ростом на корпусе судов. В 2011 году штат Вашингтон стал первым штатом США, который запретил использование краски на основе меди для катания на лодках, хотя это касалось только прогулочных лодок. [37] Калифорния также реализует инициативы по снижению эффекта выщелачивания меди, при этом Агентство по охране окружающей среды США проводит исследования. [38]

Медь является важным элементом метаболических процессов в морских водорослях. Он необходим для транспорта электронов в фотосинтезе и в различных ферментных системах. Слишком много меди также может повлиять на фитопланктон или морские водоросли как в морских, так и в пресноводных экосистемах. Было показано, что он подавляет фотосинтез, нарушает транспорт электронов в фотосистеме 2, снижает концентрацию пигментов, ограничивает рост, уменьшает размножение и т. Д. [39]Токсичность меди широко признана и используется для предотвращения цветения водорослей. Эффект меди зависит исключительно от того, сколько свободной меди получает вода. Это определяется относительной растворимостью и концентрацией лигандов, связывающих медь. Исходя из этого, они могут рассматривать как природные, так и антропогенные ситуации. Они провели исследования, чтобы показать, что концентрация меди токсична, когда морской фитопланктон ограничен территориями, на которые сильно влияют антропогенные выбросы. [40] В некоторых исследованиях использовался морской амфипод, чтобы показать, как на него влияет медь. В этом конкретном исследовании говорится, что молодые особи в 4,5 раза более чувствительны к токсинам, чем взрослые. [41]В другом исследовании использовалось 7 различных видов водорослей. Они обнаружили, что один вид был более чувствительным, чем другие, а именно Synechococcus , и что другой вид был более чувствительным в морской воде, а именно Thalassiosira weissflogii . [42]

В одном исследовании использовались цианобактерии, диатомовые водоросли, кокколитофориды и динофлагелляты. Это исследование показало, что цианобактерии были наиболее чувствительными, диатомовые - наименее чувствительными, а кокколитофориды и динофлагелляты занимали промежуточное положение. Они использовали ион меди в буферной системе и контролировали его на разных уровнях. Они обнаружили, что скорость воспроизводства цианобактерий была снижена, в то время как другие водоросли имели максимальную скорость размножения. Они обнаружили, что медь может влиять на сезонную смену видов. [43]

Бактерии [ править ]

Было обнаружено, что медь и медные сплавы, такие как латунь , токсичны для бактерий из-за олигодинамического эффекта . Точный механизм действия неизвестен, но характерен для других тяжелых металлов. Вирусы менее восприимчивы к этому эффекту, чем бактерии. Сопутствующие применения включают использование латунных дверных ручек в больницах, которые, как было обнаружено, самодезинфицируются через восемь часов, и 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 [44].

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Casarett, L .; Casarett, LJ; Амдур, Миссури; Дулл, Дж. (1996). Токсикология Касаретта и Дулла, Основы науки о ядах (5-е изд.). Макгроу-Хилл. п. 715. ISBN 0071054766.
  2. ^ a b «Медь: сводка информации о здоровье» (PDF) . Информационный бюллетень по охране окружающей среды . Департамент экологических служб Нью-Гэмпшира. 2005. ARD-EHP-9.
  3. ^ Луценко, Светлана; Барнс, Натали Л .; Bartee, Mee Y .; Дмитриев, Олег Юрьевич (2007). «Функция и регуляция человеческих АТФаз, транспортирующих медь». Физиологические обзоры . 87 (3): 1011–46. DOI : 10.1152 / Physrev.00004.2006 . PMID 17615395 . 
  4. ^ Десаи, Вишал; Калер, Стивен Г. (2008). «Роль меди в неврологических расстройствах человека» . Американский журнал клинического питания . 88 (3): 855S – 8S. DOI : 10.1093 / ajcn / 88.3.855S . PMID 18779308 . Проверено 20 декабря 2015 года . 
  5. ^ Каплан, Бонни Дж .; Кроуфорд, Сьюзан Дж .; Гарднер, Берил; Фаррелли, Джеральдин (2002). «Лечение нестабильности настроения и взрывной ярости с помощью минералов и витаминов: два тематических исследования у детей». Журнал детской и подростковой психофармакологии . 12 (3): 205–219. DOI : 10.1089 / 104454602760386897 . PMID 12427294 . 
  6. ^ Фабер, Скотт; Зинн, Грегори М .; Kern Ii, John C .; Пропустить Кингстон, HM (2009). «Соотношение цинка и меди в плазме как биомаркер у детей с расстройствами аутистического спектра». Биомаркеры . 14 (3): 171–180. DOI : 10.1080 / 13547500902783747 . PMID 19280374 . S2CID 205770002 .  
  7. ^ Федеральный регистр / Vol. 65, No. 8 / Среда, 12 января 2000 г. / Правила и положения. С. 1976.
  8. ^ a b Агентство по охране окружающей среды США, регион 5 (28 декабря 2011 г.). «Информация об экологической токсичности» . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 17 июня 2015 года .
  9. ^ «Токсикологический профиль меди» . Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний Министерства здравоохранения и социальных служб США . Проверено 17 июня 2015 года .
  10. ^ Kabata-Пендиас, Алина (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 года .
  11. ^ Уэр, Джордж У. (1983). Пестициды: теория и применение . Нью-Йорк: WH Freeman. OCLC 669712126 . 
  12. ^ Управление по охране труда и здоровья Министерства труда США, медь, доступно в Интернете по адресу: https://www.osha.gov/SLTC/metalsheavy/copper.html
  13. ^ Batley, GE; Флоренция, TM (1976). «Определение химических форм растворенных кадмия, свинца и меди в морской воде». Морская химия . 4 (4): 347–363. DOI : 10.1016 / 0304-4203 (76) 90020-7 .
  14. Перейти ↑ Van Den Berg, CM (1984). «Органический и неорганический состав меди в Ирландском море». Морская химия . 14 (3): 201–212. DOI : 10.1016 / 0304-4203 (84) 90042-2 .
  15. ^ Результаты EPA для меди и рака. По состоянию на 11 марта 2011 г.
  16. ^ "Диспетчерская - поиск в архиве новостей Google" .
  17. ^ Sternlieb, Irmin (июнь 1967). «Поглощение меди в желудочно-кишечном тракте у человека» . Гастроэнтерология . 52 (6): 1038–1041. DOI : 10.1016 / S0016-5085 (67) 80160-4 . PMID 6026483 . 
  18. ^ «Приготовление джема 101: инструменты и методы для достижения успеха» .
  19. ^ Эскофье, Огюст; Жильбер, Плилеас (1961). Larousse Gastronomique . Нью-Йорк: Корона. п. 546.
  20. ^ «Стандарты безопасности и гигиены труда» . Проверено 18 сентября 2012 .
  21. ^ "Профиль информации о пестицидах для сульфата меди" . Корнельский университет . Проверено 10 июля 2008 .
  22. ^ "Правила водоснабжения (качества воды) 2000" .
  23. ^ McArdle HJ, Andersen HS, Jones H, L Gambling (2008). «Транспорт меди и железа через плаценту: регуляция и взаимодействия» . Журнал нейроэндокринологии . 20 (4): 427–31. DOI : 10.1111 / j.1365-2826.2008.01658.x . PMID 18266949 . S2CID 12395297 .  
  24. ^ Провел KD; и другие. (Май 1996 г.). «Роль химии Фентона в тиол-индуцированной токсичности и апоптозе». Radiat. Res . 145 (5): 542–53. Bibcode : 1996RadR..145..542H . DOI : 10.2307 / 3579272 . JSTOR 3579272 . PMID 8619019 .  
  25. Brewer GJ (февраль 2007 г.). «Токсичность железа и меди при старении, особенно атеросклерозе и болезни Альцгеймера» . Exp. Биол. Med. (Мэйвуд) . 232 (2): 323–35. PMID 17259340 . 
  26. ^ «Медь» . Руководства Merck - Медицинская онлайн-библиотека . Merck. Ноября 2005 . Проверено 19 июля 2008 .
  27. Brewer GJ (апрель 2010 г.). «Медная токсичность для населения в целом». Clin Neurophysiol . 121 (4): 459–60. DOI : 10.1016 / j.clinph.2009.12.015 . PMID 20071223 . S2CID 43106197 .  
  28. Brewer GJ (июнь 2009 г.). «Риск отравления медью, способствующий снижению когнитивных функций у стареющего населения и болезни Альцгеймера». Варенье. Coll. Nutr . 28 (3): 238–42. DOI : 10.1080 / 07315724.2009.10719777 . PMID 20150596 . S2CID 21630019 .  
  29. ^ Фаллер Р (2009-12-14). «Связывание меди и цинка с бета-амилоидом: координация, динамика, агрегация, реакционная способность и перенос ионов металлов». ChemBioChem . 10 (18): 2837–45. DOI : 10.1002 / cbic.200900321 . PMID 19877000 . S2CID 35130040 .  
  30. ^ Hureau C, Фаллер P (октябрь 2009). «Абета-опосредованное производство АФК ионами Cu: понимание структуры, механизмы и отношение к болезни Альцгеймера». Биохимия . 91 (10): 1212–7. DOI : 10.1016 / j.biochi.2009.03.013 . PMID 19332103 . 
  31. ^ Марангон, Карин; Деварадж, Шридеви; Тирош, Орен; Пакер, Лестер; Джиалал, Ишварлал (ноябрь 1999 г.). «Сравнение влияния добавок α-липоевой кислоты и α-токоферола на меры окислительного стресса». Свободная радикальная биология и медицина . 27 (9–10): 1114–1121. DOI : 10.1016 / S0891-5849 (99) 00155-0 . PMID 10569644 . 
  32. ^ «Токсичность ртути и антиоксиданты: часть I: роль глутатиона и альфа-липоевой кислоты в лечении отравления ртутью. (Токсичность ртути)» . Thorne Research Inc. 2002. Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 . Проверено 20 декабря 2015 года .
  33. ^ Ван Genderen EJ, Райан AC, Tomasso JR, Klaine SJ (февраль 2005). «Оценка острой токсичности меди для личинок толстоголовых гольянов (Pimephales promelas) в мягких поверхностных водах». Environ. Toxicol. Chem . 24 (2): 408–14. DOI : 10.1897 / 03-494.1 . PMID 15720002 . 
  34. ^ Ezeonyejiaku, CD, Obiakor, MO и Ezenwelu, CO (2011). «Токсичность медного купороса и поведенческая локомоторная реакция видов тилапии (Oreochromis niloticus) и сома (Clarias gariepinus) ». Интернет J. Anim. Feed Res . 1 (4): 130–134.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  35. ^ CA Флемминг; Дж. Т. Треворс (1989). «Токсичность меди и химия в окружающей среде: обзор». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 44 (1–2): 143–158. Bibcode : 1989WASP ... 44..143F . DOI : 10.1007 / BF00228784 . S2CID 98175996 . 
  36. ^ Эрли, Патрик Дж .; Свуп, Брэндон Л .; Барбо, Кэтрин; Банди, Рэнделл; Макдональд, Джанесса А .; Ривера-Дуарте, Игнасио (01.01.2014). «Вклады в жизненный цикл меди в результате покраски и обслуживания сосудов» . Биообрастание . 30 (1): 51–68. DOI : 10.1080 / 08927014.2013.841891 . ISSN 0892-7014 . PMC 3919178 . PMID 24199998 .   
  37. ^ «Тонет ли краска на медном дне? - Журнал BoatUS» . Проверено 22 сентября 2016 .
  38. ^ «Морские покрытия: Осмысление требований США, штата и местных властей по противообрастающим нормам на основе меди» . Американская ассоциация покрытий . Проверено 22 сентября 2016 .
  39. ^ https://www.researchgate.net/profile/Murray_Brown/publication/228052466_The_toxicity_of_copper_II_species_to_marine_with_particular_reference_to_macroalgae/links/5954f3990f7e9b2da1brock-electro-data-doc-docs-doc-doc-db-db-cd-db-a2-d-cd-cd-db-a1-c-cd-in-cd-cd-cd-a1-a1-a.p.
  40. ^ Лопес, Иоганн С .; Ли, Лилиан; Макки, Кэтрин RM (2019-01-24). «Токсичность меди для Crocosphaera watsonii и другого морского фитопланктона: систематический обзор» . Границы морских наук . 5 : 511. DOI : 10,3389 / fmars.2018.00511 . ISSN 2296-7745 . 
  41. ^ Ahsanullah, M .; Флоренция, TM (1984-12-01). «Токсичность меди для морских амфипод Allorchestes compressa в присутствии водо- и жирорастворимых лигандов» . Морская биология . 84 (1): 41–45. DOI : 10.1007 / BF00394525 . ISSN 1432-1793 . 
  42. ^ Куигг, Антониетта; Reinfelder, John R .; Фишер, Николас С. (2006). «Кинетика поглощения меди в разнообразном морском фитопланктоне» . Лимнология и океанография . 51 (2): 893–899. DOI : 10,4319 / lo.2006.51.2.0893 . ISSN 1939-5590 . 
  43. ^ Бренд, Ларри Э .; Sunda, Уильям Дж .; Гийяр, Роберт RL (1986-05-01). «Снижение воспроизводства морского фитопланктона медью и кадмием» . Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 96 (3): 225–250. DOI : 10.1016 / 0022-0981 (86) 90205-4 . ISSN 0022-0981 . 
  44. ^ Prociv P (сентябрь 2004). «Токсины водорослей или отравление медью - возвращение к« эпидемии » острова Пальмы ». Med. J. Aust . 181 (6): 344. DOI : 10,5694 / j.1326-5377.2004.tb06316.x . PMID 15377259 . S2CID 22054004 .  

Внешние ссылки [ править ]