Hvad sker der, når en videnskabsmand gør en mindre fejl? Denne historie om en sådan videnskabsmand, der spilder to dråber kviksølv på hendes hånd, er velkendt af toksikologer, men måske har du aldrig hørt advarselshistorien om sikkerhed på arbejdspladsen.
se videoen ovenfor, eller læs udskriften nedenfor for at finde ud af det.
en videnskabsmand spildte to dråber organisk kviksølv på hendes hånd. Dette er hvad der skete med hendes hjerne. KV er en 48-årig kvinde, der præsenterer på skadestuen med en gradvis forringelse af balance, gang og tale. Hun fortæller den indrømmede Sygeplejerske, at hun har mistet 15 pund i løbet af de sidste 2 måneder og oplevet flere korte episoder med kvalme og ubehag i maven.
du ser, KV var en kemi professor, der forsket giftige metal eksponering. Hun havde en indflydelsesrig karriere på en prestigefyldt institution, og der var få-måske ingen-i verden, der kendte emnet bedre end hende.
cirka 5 måneder tidligere overførte hun flydende dimethylmercury fra en beholder, da der pludselig blev spildt to dråber fra pipettens spids på dorsum eller bagsiden af hendes handskede hånd til hende. Dette var en hændelse, hun måtte aktivt huske, da den var så mindre og tilfældig. Hun gav ikke en anden tanke til det. Hun fortæller sygeplejersken, at hun havde ryddet op efter spildet korrekt pr. Hendes hænder var iført handsker så længe, at det var svedig indeni. Hun var temmelig sikker på, at hun ikke havde nogen fysisk kontakt uden barriere med kemikalier.
i løbet af de næste par uger bemærkede KV noget galt, da hun ville gå ind i vægge. Måske var hun ikke opmærksom, tænkte hun. En dag kom hun næsten ind i en bilulykke. Hun begyndte at bede sin mand om at køre hende på universitetet. Måske havde hun ikke sovet godt, tænkte hun.
huddybde syntes at være sund, men ved fysisk undersøgelse udviste hun dysmetri i øvre ekstremitet: “dys-” betyder forkert, og “- metria” betyder længde. Hendes bevægelser i lemmerne over hendes talje var ukoordinerede med den tilsigtede positionering, der ofte manglede målet i forskellige længder. Tilsvarende, hun havde ataksisk gangart: “A-” betyder uden, “- taktisk ” betyder orden, og gangart er hendes gåtur, Det var akavet, ubalanceret, og uordnet. Begge disse blev kombineret med dystaksisk håndskrift og sløret tale, som alle kan pege på en potentiel neurodegeneration i betragtning af hendes tidligere eksponering for kviksølv.
hun havde ret i at være bekymret for sin tilstand.
efterhånden som dagene fortsatte, rapporterer hun, at hun har en prikken i fingrene, der bliver stærkere. Hun ser korte lysglimt i begge øjne. Hun introducerer begrebet hvid baggrundsstøj, der begynder at vaske væk hendes normale hørelse i begge ører. Hendes gang bliver mere ataksisk. Hendes tale bliver mere sløret; hendes synsfelt, mere smalt.
en blodprøve afslører, at hendes blodkviksølvniveauer er over 4.000 mcg/L-4.000 gange større end den øvre normalgrænse. Vi kan her konkludere, at KVS neurologiske tilbagegang skyldes kviksølvtoksicitet.
men der er noget galt. Typisk er tegn og symptomer på denne forgiftning løst, efter at eksponeringen er ophørt. Hun har ikke været i laboratoriet i flere måneder nu, men disse tegn og symptomer er stadig til stede, og hendes neurologiske tilbagegang accelererer. KV ‘ s kviksølvtoksicitet er akut, hvilket betyder, at der ikke var en konstant kilde til eksponering for hende, og at den ene episode ved et uheld spildte på nogle på hendes venstre hånd var nok til at føre hende til, hvor hun er nu.
vi kan bevise dette. Vi estimerer hendes samlede blodvolumen til at være omkring fire og en halv liter, givet hendes vægt på 70 kg målt ved optagelse. Det betyder, at der er 18 mg kviksølv i hendes blod. Men for dimethylmercury vurderer undersøgelser, at kun 5% af den absorberede mængde er i blodet, lidt bekymrende, da 18 mg allerede er 4.000 gange den øvre normalgrænse. Hvor er de øvrige 95%?
der er lidt grundlæggende kemi at være kendt her. Elementært kviksølv er et metal, men dimethylmercury-forbindelsen blev udsat for-er et organisk kviksølv, noget der absorberer godt ind i kroppens væv. Dimethyldelen betyder, at den er meget lipofile: “filic” betyder en affinitet for, og “lipo-” betyder fedt; det blander fortrinsvis med fedtvævet i kroppen.
fordi blod for det meste er vand, ville dimethylmercury findes meget mere i væv og organer, der indeholder meget fedt, i stedet for blodet. Hvis 18 mg er 5%, så er der virkelig i alt 360 mg kviksølv akkumuleret i hendes krop ved 5 måneder efter eksponering. I betragtning af at den dødelige mængde i kroppen er omkring 400 mg, og hendes neurologiske tilstand hurtigt forværres, er KV i problemer.
er der en måde, hvorpå vi på en eller anden måde kan fjerne kviksølv fra hendes krop? Nå, måske. Dette bringer os tilbage til lipofilicitet. Din krop fjerner kemikalier og stoffer gennem stofskiftet. Den centrale ide bag det er at gøre det pågældende kemikalie mere vandopløseligt, hvilket betyder, at det kan opløses i vand, koncentrere sig i urinen og udskilles gennem nyrerne. Denne opdeling finder normalt sted i leveren, hvor kemikalier leveres af dit blod, når de strømmer gennem din krop.
problemet med dimethylmercury er, at det i leveren er nedbrudt til methylkviksølv, som stadig er lipofile. Endnu værre er det kendt at binde til væv og forårsage frie radikaler og iltnings stress og danne komplekser, der fremskynder celledød.
den bedste løsning her er at fange kviksølv inde i et molekyle, der er vandopløseligt på ydersiden-dvs.chelation, brugen af en ligand, der binder til organiske kviksølvmolekyler. Molekylets form er vigtig for at passe til det organiske metal indeni.
KV gives succimer; molekylets form fanger det organiske kviksølv indeni. Ydersiden blandes godt med vand, så det kan fjernes af nyrerne. Hun får tre doser over 24 timer. Det viser sig at virke, fordi kviksølvniveauerne i hendes urin steg med 160 gange den næste dag; dette gentages i flere dage.
men det er ikke nok. Det er en uge senere, og neuropsykiatrisk konsultation finder nu alvorlige kognitive underskud i KV. Hendes mand prøver at tale med hende, men hun stirrer undertiden blankt ind i et tomrum. Hvis vi fjerner kviksølv fra hendes blod nu, hvorfor bliver hun værre? Mindre kviksølv er godt, ikke? I dette tilfælde er det måske ikke.
at jagte et lavere kviksølvniveau i blodet jagter bare en lavere laboratorieværdi. Det er klart, bare ved at se på hende, hun bliver ikke bedre. Hendes forværrede tilstand har lidt at gøre med et lavere antal fra laboratoriet. At fjerne kviksølv fra hendes blod fjerner det ikke fra hendes organer.
vi har etableret to ting: for det første er det organiske kviksølv, der kom i kontakt med, og dets metabolit er lipofile. Det andet er, at størstedelen af kviksølvet bestemt ikke er i hendes blod, men snarere i fedtvæv.
hvilket væv er kviksølv i nøjagtigt? Det kunne ikke være hjertet, da det for det meste er muskler. Det kunne ikke være hendes nyrer, da de ikke er lavet af fedt. Men hvad med hjernen? Hjernen er 60% fedt, og det er der, at methylkviksølv akkumuleres, forårsager iltning stress, danner proteinkomplekser og inducerer celledød, manifesterer sig som hendes neurologiske tilbagegang.
men det er ikke begrænset til kun et organ-det går gennem hele hendes nervesystem. Aksonerne i nerverne, der fodrer hjernens stimuli, er dækket af en myelinskede, som hjælper med at lede signaler. Myelin er også 60% fedt. Dette kviksølv ophobes, danner komplekser og beskadiger celler, forstyrrer hendes bevægelser, reflekser, tale og sanser.
3 uger efter først at have præsenteret for skadestuen, reagerer KV ikke på verbale, visuelle og berøringsstimuli. Spontane og uprovokerede øjenåbninger observeres hos en person, der ikke er neurologisk nedsat. At skinne et lys på deres øje ville få pupillen til at indsnævre for at begrænse mængden af lys, der kommer ind i øjet-dvs.pupillærrefleks-og moduleres af kognitive faktorer. Når det er langsomt, antyder det nedsat kognition. I KBH er det langsomt.
fra dybden af hendes koma er hun undertiden fundet Gabende spontant med korte episoder af agitation, skrigende, grædende og uopfordrede pludselige, rykkende lemmer bevægelser. Der er nogen inde, men den person er fanget i et fængsel af sin egen komatose krop.
på diagnosetidspunktet troede hendes kolleger, at hendes arbejde med kviksølvsalte i fortiden var synderen, at hun måske ved et uheld indåndede kviksølvdampe og forårsagede toksiciteten. Men yderligere analyse viste ellers.
kviksølv kan påvises i håret. I to millimeter trin af enkle tråde halveres mængden af frit kviksølv, der findes i hendes krop, hver 75.dag, med en maksimal udskillelse registreret cirka 150 dage, før den præsenteres for skadestuen; 150 dage falder sammen med den 5-måneders tidsperiode, hun gav den indtrædende Sygeplejerske. At dele 150 dage med en periode på 75 betyder, at der er gået to halveringstider siden den første eksponering på målingstidspunktet, da hun havde 4.000 mcg/L i blod. I stedet for 360 mg i alt blev KV oprindeligt eksponeret for fire gange den mængde eller 1.480 mg. Det er næsten fire gange den dødelige mængde i blod og betyder, at hendes blodkviksølvniveauer på et tidspunkt var som 16.000 gange den øvre grænse for normal.
i betragtning af at den gennemsnitlige kviksølvkoncentration af frisk atlanterhavslaks måles til at være .022 ppm eller .022 kg kviksølv pr. gram fisk, så for at komme til 1.440 mg kviksølv betyder det, at du skal spise 65.000 kg eller 144.000 pund laks i et møde for at nå KV ‘ s eksponering. Ikke kun er antallet af dage fysiologisk i overensstemmelse med KVS erindring om eksponering, men mængden var også.
tætheden af dimethylkviksølv er omkring 3 g/mL ved stuetemperatur, og 1,44 g kviksølveksponering kommer ud til at være omkring en halv milliliter væske. Fordi det er tre gange mere tæt end vand og kommer i en 95% opløsning, indeholder ca.to til tre dråber den dosis, som professoren kom i kontakt med og gav os dette resultat.
det blev fundet efter det faktum, at dimethylmercury faktisk diffunderer gennem den type handsker, som KV havde på den dag, og det gør det inden for få sekunder. Den lille eksponering, svarende til et par dråber absorberet i hendes hud, indlejret i hendes krop og forårsagede forsinket indtræden af cerebral sygdom. Det er svært for folk nogle gange at indse omfanget af skade, der kan præsentere med hvad der virker som triviel eksponering. Selv i KVS tilfælde bliver handskerne svedige, så hun har måske ikke engang følt nogen væske, der spildte på ydersiden af handsken på hendes hånd.
begrebet forsinket sygdomsudbrud flere uger til måneder efter den første eksponering er ikke ualmindeligt. Du har selv oplevet det. Infektionssygdomme har berømt en inkubationsperiode, der kan variere fra et par timer til næsten et år, før de manifesterer kliniske symptomer. Det sker hvert år, når der er en ny flu flyder rundt, men kan være ekstrem, under byldepest i Europa, hvor transmission kan ske gennem berøring og manifestere sig inden for få timer.
i dag, i Kina og Iran, blev landmænd ubevidst udsat for superkrigfariner, der blev brugt som rottegift. Varfarin, der anvendes i dag hos patienter med risiko for slagtilfælde, reducerer denne risiko ved at tynde blodet og forhindrer det i at danne blodpropper.
i en sund person danner bumping din arm en blå mærke, en form for blødning. Denne blødning stopper på grund af koagulering. Blodpropper kan bryde af og blokere blodkar, som dem i hjernen, der forårsager slagtilfælde. At stoppe koagulation betyder, at blødningen ikke stopper hos patienter, der tager for meget varfarin. De landmænd, der blev forgiftet med superkvarfariner, blev fundet med massiv abdominal blødning ledsaget af hæmaturi, vandladning af blod, inden de udløber på hospitalet på grund af ekssanguination, med blod, der forlader kroppen i dødelige mængder.
fordi fedt ikke flyder så frit i din krop som vand, kan opholdstiden for lipofile lægemidler i fedtvæv være en længere tidsskala end hydrofile lægemidler, hvilket gør det muligt for ting som superkvarfarin og dimethylmercury at akkumulere i fedtet, metabolisere langsomt i leveren og derefter frigive mængder i blodet, indtil det når en dødelig dosis.
kun tre andre tilfælde af dimethylmercury forgiftning blev dokumenteret i historien. I 1865 døde to laboratorieassistenter, der syntetiserede det for første gang, flere uger efter at have gjort det. I 1960 ‘ erne blev en anden labarbejder udsat for det, og han led også et forsinket neurologisk fald på samme måde som KV.
generelt er det en god regel at ikke røre ved ting, hvis du ikke ved, hvad de er. Vær opmærksom på, hvad der kommer i kontakt med din hud. Medmindre du er kemiker, kommer du sandsynligvis ikke i direkte kontakt med dimethylmercury, som KV gjorde. Glem ikke, du bliver nødt til at spise 65.000 kg frisk atlantisk laks i et møde for at få dig til, hvor hun var.
for KV blev der fundet ekstremt høje niveauer af kviksølv ved obduktion i frontallappen af hendes hjerne. Mikroskoper afslørede omfattende neuronalt tab og gliose, en uhensigtsmæssig spredning af nervestøttende celler i hele hendes cerebellum, som styrer motorfunktionen, forklarer hendes dystaksi, dysmetri og ataksisk gang. Neuronal tab blev fundet bilateralt på tværs af hendes visuelle og auditive cortices, forklarer hendes indsnævring synsfelt, samt den hvide støj, da det begyndte at vaske væk hendes hørelse, før hun gled i koma.
som forventet var mængden af kviksølv, der blev fundet i hendes hjerne, seks gange så stor som tilstedeværelsen i blod, da lipofiliciteten af methylkviksølv tillod det at få adgang til nervesystemet. Der var lidt, der kunne gøres den dag, da 4.000 mcg/L kviksølv blev fundet i hendes blod.
da hun var en verdenskendt ekspert på sit felt, vidste hun ved diagnosen, hvad der skulle blive af hende. Når symptomerne vises i kviksølv toksicitet denne alvorlige, der er meget lidt, at chelation terapi kan gøre som toksinet er begyndt at absorbere i neurologisk væv. Den forsinkede indtræden tjente som et middel for hende til at give avancerede direktiver for at underrette andre om hendes historie og advare dem om de erhvervsmæssige farer, de står over for hver dag.
i dag forventes de, der håndterer dimethylmercury, at bære to par handsker-en meget resistent laminattype, der findes under et andet par langmanchettede neopren-eller nitrilhandsker. Hendes kolleger i videnskabssamfundet, såvel som hendes familie og den amerikanske regering, arbejdede alle sammen for at skabe en ekstrem bevidsthed om sikkerhed inden for videnskab, en arv, der lever videre i dag årtier senere. I både hendes videnskab og hendes historie overskrider tidens grænse.
Tak så meget for at se. Pas på dig selv og vær god.
Sidst Opdateret 11. Juli 2019
