mitä tapahtuu, kun tiedemies tekee pienen virheen? Toksikologit tuntevat hyvin tämän tarinan eräästä tällaisesta tiedemiehestä, joka vuodattaa kaksi elohopeapisaraa käteensä, mutta ehkä ette ole koskaan kuulleet varoittavaa työturvallisuutta koskevaa kertomusta.
Katso yllä oleva video tai lue alla oleva transkriptio asian selvittämiseksi.
tiedemies läikytti kaksi tippaa orgaanista elohopeaa kätensä päälle. Näin hänen aivoilleen kävi. KW on 48-vuotias nainen, joka saapui ensiapuun ja jonka tasapaino, kävely ja puhe heikkenivät vähitellen. Hän kertoo vastaanottavalle sairaanhoitajalle laihtuneensa 2 kuukauden aikana 15 kiloa ja kokeneensa useita lyhyitä pahoinvointikohtauksia ja vatsavaivoja.
KW oli kemian professori, joka tutki myrkyllisten metallien altistumista. Hänellä oli vaikutusvaltainen ura arvostetussa laitoksessa, ja maailmassa oli vain harvoja-ehkä ei yhtään-jotka tunsivat aiheen paremmin kuin hän.
noin 5 kuukautta aiemmin hän oli siirtämässä nestemäistä dimetyylielohopeaa säiliöstä, kun yhtäkkiä kaksi tippaa pipetin kärjestä valui hänen hansikkaan kätensä dorsumiin tai takapuolelle. Tämä oli tapaus, jota hän joutui aktiivisesti muistelemaan, koska se oli niin vähäinen ja sattumanvarainen. Hän ei miettinyt sitä hetkeäkään. Hän kertoo hoitajalle siivonneensa vuodon jäljiltä protokollan mukaisesti. Hänen käsissään oli niin pitkät hanskat, että sisällä oli hikistä. Hän oli melko varma, ettei hänellä ollut mitään fyysistä kontaktia esteettä kemikaaleilla.
seuraavien viikkojen aikana KW huomasi jotain vialla kävellessään päin seiniä. Ehkä hän ei kiinnittänyt huomiota, hän ajatteli. Eräänä päivänä hän oli joutua auto-onnettomuuteen. Hän alkoi pyytää miestään viemään hänet yliopistoon. Ehkä hän ei ollut nukkunut hyvin, hän ajatteli.
Skin deep, KW näytti terveeltä, mutta lääkärintarkastuksessa hänellä todettiin yläraajadysmetria: ”dys-” eli väärin, ja ”- metria” eli pituus. Hänen raajaliikkeensä vyötärön yläpuolella olivat koordinoimattomia aiotulla asemoinnilla, joka usein puuttuu kohteesta eripituisina. Samoin hänellä oli ataksinen kävely:” a – ”tarkoittaa ilman,”- taxic ” tarkoittaa järjestystä, ja kävely oli hänen kävelynsä, se oli kiusallista, epätasapainoista ja sekavaa. Molemmat yhdistyivät dystaksiseen käsialaan ja epäselvään puheeseen, – jotka kaikki viittaavat mahdolliseen neurodegeneraatioon, – koska hän on altistunut elohopealle.
hänellä oli oikeus olla huolissaan kunnostaan.
päivien jatkuessa KW kertoo, että hänen sormissaan kihelmöi, joka voimistuu. Hän näkee lyhyitä valonvälähdyksiä molemmissa silmissä. Hän esittelee käsitteen valkoinen taustamelu, joka alkaa huuhtoa pois hänen normaalin kuulonsa molemmista korvista. Hänen kävelynsä muuttuu ataksisemmaksi. Hänen puheensa hämärtyy, hänen näkökenttänsä kapenee.
verikoe paljastaa, että hänen verensä elohopeapitoisuudet ovat yli 4 000 mcg/L — 4 000 kertaa suuremmat kuin normaalin yläraja. Voimme päätellä, että KW: n neurologinen heikkeneminen johtuu elohopean myrkyllisyydestä.
mutta jotain on vialla. Tyypillisesti tämän myrkytyksen oireet häviävät altistumisen loputtua. Hän ei ole ollut labrassa kuukausiin, – mutta oireet ovat yhä olemassa, ja neurologinen heikkeneminen kiihtyy. KW: n elohopeamyrkytys on akuuttia, eli hänelle ei ollut jatkuvaa altistumista, – ja se yksi episodi vahingossa läikyttämisestä hänen vasempaan käteensä-oli riittävä johtamaan hänet siihen, missä hän on nyt.
voimme todistaa tämän. Hänen kokonaisveritilavuutensa on noin neljä ja puoli litraa, kun otetaan huomioon, että hänen painonsa on 70 kg. Hänen veressään on 18 mg elohopeaa. Mutta dimetyylielohopean osalta tutkimukset arvioivat, että vain 5% imeytyneestä määrästä on veressä, mikä on hieman huolestuttavaa, kun otetaan huomioon, että 18 mg on jo 4000 kertaa normaalin yläraja. Missä loput 95 prosenttia ovat?
tässä on vähän peruskemiaa tiedossa. Alkuaine-elohopea on metallia, mutta dimetyylielohopea — yhdiste jolle KW altistettiin — on orgaanista elohopeaa, joka imeytyy hyvin kehon kudoksiin. Dimetyyliosa tarkoittaa, että se on erittäin lipofiilinen: ”philic” tarkoittaa affiniteettia, ja ”lipo-” tarkoittaa rasvaa; se mieluiten sekoittuu kehon rasvakudokseen.
koska veri on enimmäkseen vettä, dimetyylielohopeaa olisi paljon enemmän kudoksissa ja elimissä, joissa on paljon rasvaa, veren sijaan. Jos 18 mg on 5%, hänen kehoonsa on kertynyt 360 mg elohopeaa 5 kuukauden kuluttua altistuksesta. Koska tappava määrä elimistössä on noin 400 mg ja hänen neurologinen tilansa heikkenee nopeasti, KW on vaikeuksissa.
onko olemassa keinoa, jolla voisimme jotenkin poistaa elohopean hänen kehostaan? Ehkä. Tämä tuo meidät takaisin lipophilicity. Elimistö poistaa kemikaaleja ja lääkkeitä aineenvaihdunnan kautta. Keskeinen ajatus on tehdä kyseisestä kemikaalista vesiliukoisempi, eli se voi liueta veteen, keskittyä virtsaan ja erittyä munuaisten kautta. Tämä jakautuminen tapahtuu yleensä maksassa, jossa kemikaaleja toimitetaan veren, kun ne virtaavat kehon läpi.
dimetyylielohopean ongelma on, että maksassa se hajoaa metyylielohopeaksi, joka on edelleen lipofiilinen. Vielä pahempaa, sen tiedetään sitoutuvan kudokseen ja aiheuttavan vapaiden radikaalien vaurioita ja oksidatiivista stressiä ja muodostavan komplekseja, jotka nopeuttavat solukuolemaa.
paras ratkaisu tässä on vangita elohopea ulkopuolelta vesiliukoisen molekyylin sisään-eli Kelaatio, organo-elohopeamolekyyleihin sitoutuvan ligandin käyttö. Molekyylin muoto on tärkeä, jotta orgaaninen metalli mahtuu sen sisään.
KW: lle annetaan suksimeeri; molekyylin muoto vangitsee orgaanisen elohopean sen sisään. Ulkopuoli sekoittuu hyvin veteen, jolloin munuaiset voivat poistaa sen. Hän saa kolme annosta 24 tunnin aikana. Sen on todettu toimivan, koska virtsan elohopeapitoisuus nousi 160-kertaiseksi seuraavana päivänä.; tämä toistetaan useita päiviä.
, mutta se ei riitä. Se on viikkoa myöhemmin ja neuropsykiatrinen konsultaatio löytää nyt vakavia kognitiivisia vajeita KW: ssa. Hänen miehensä yrittää puhua hänelle, mutta hän joskus tuijottaa tyhjyyttään tyhjyyteen. Jos poistamme elohopeaa hänen verestään, miksi hänen tilansa huononee? Vähemmän elohopeaa on hyvä, eikö? Tässä tapauksessa se ei välttämättä ole.
alemman veren elohopeapitoisuuden jahtaaminen on vain alhaisemman laboratorioarvon jahtaamista. Pelkällä katseella hän ei parane. Hänen huononeva tilansa ei liity labran pienempään määrään. Elohopean poistaminen verestä ei poista sitä hänen elimistään.
olemme selvittäneet kaksi asiaa: ensimmäinen on se, että orgaaninen elohopea KW joutui kosketuksiin ja sen metaboliitti on lipofiilinen. Toinen on se, että suurin osa elohopeasta ei ole hänen veressään, vaan rasvakudoksessa.
missä kudoksessa elohopea tarkalleen on? Se ei voi olla sydän, koska se on enimmäkseen lihasta. Se ei voi olla hänen munuaisensa, koska ne eivät ole rasvaa. Entä aivot? Aivot ovat 60% rasvaa.metyylielohopea kerääntyy sinne. se aiheuttaa oksidatiivista stressiä, muodostaa proteiinikomplekseja ja aiheuttaa solukuoleman.
mutta se ei rajoitu vain yhteen elimeen, vaan se käy läpi hänen koko hermostonsa. Aivojen ärsykkeitä ruokkivien hermojen aksoneita peittää myeliinituppi, joka auttaa signaalien johtamisessa. Myeliini on myös 60% rasvaa. Elohopea kerääntyy, muodostaa komplekseja ja vahingoittaa soluja, häiritsee hänen liikkeitään, refleksejään, puhettaan ja aistejaan.
3 viikon kuluttua ensiavulle esittämisestä KW ei reagoi sanallisiin, visuaalisiin ja kosketusärsykkeisiin. Spontaaneja ja provosoimattomia silmien avautumisia havaitaan sellaisella, joka ei ole neurologisesti heikentynyt. Paistaa valoa heidän silmänsä aiheuttaisi pupillin kuristaa niin, että rajoittaa valon määrää silmään-eli pupillin refleksi-ja on moduloitu kognitiiviset tekijät. Kun se on hidasta, se viittaa heikentyneeseen kognitioon. Kilowatteina se on hidas.
koomansa syvyyksistä hänet löydetään joskus haukottelemasta spontaanisti, lyhyissä jaksoissa kiihtymystä, huutoa, itkua ja äkkinäisiä, nykiviä raajaliikkeitä. Sisällä on joku, mutta hän on vankina omassa koomassa olevassa ruumiissaan.
diagnoosin aikaan hänen kollegansa uskoivat, että hänen työnsä elohopeasuolojen parissa oli syyllinen, että ehkä hän vahingossa hengitti elohopeahöyryjä aiheuttaen myrkyllisyyden. Tarkempi analyysi kuitenkin osoitti toista.
elohopeaa on havaittavissa hiuksissa. Kahden millimetrin välein yksinkertaisia säikeitä, määrä vapaan elohopean löytyy hänen ruumiinsa puolittui joka 75 päivää, ja suurin eritys kirjataan noin 150 päivää ennen esitetään ensiapuun; 150 päivää on sama 5 kuukauden ajan hän antoi vastaanottavan sairaanhoitaja. Kun 150 päivää jaetaan 75: n jaksoon, kaksi puoliintumisaikaa on kulunut ensimmäisestä altistuksesta mittaushetkellä, jolloin veressä oli 4 000 mcg/L. Yhteensä 360 mg: n sijasta kilowattituntia altistettiin aluksi nelinkertaiselle määrälle eli 1 480 mg: lle. Se on lähes neljä kertaa tappava määrä verta ja tarkoittaa, että yhdessä vaiheessa hänen verensä elohopeapitoisuudet olivat 16 000 kertaa normaalin ylärajan yläpuolella.
ottaen huomioon, että tuoreen merilohen keskimääräinen elohopeapitoisuus on mitattu .022 ppm tai .022 µg elohopeaa grammaa kohti kalaa, sitten päästä 1,440 mg elohopeaa tarkoittaa, että sinun täytyy syödä 65,000 kg tai 144,000 kiloa lohta yhdellä istumalla saavuttaa KW altistus. Sen lisäksi, että päivien määrä vastaa fysiologisesti KW: n muistikuvaa altistumisesta, myös määrä oli.
dimetyylielohopean tiheys on huoneenlämmössä noin 3 g/mL, ja 1,44 g elohopeaaltistusta tulee noin puoli millilitraa nestettä. Koska se on kolme kertaa tiheämpää kuin vesi ja tulee 95-prosenttisessa liuoksessa, noin kaksi tai kolme tippaa sisältää annoksen, jonka professori joutui kosketuksiin ja antoi meille tämän tuloksen.
se havaittiin sen jälkeen, kun dimetyylielohopea itse asiassa diffuusi KW: n tuona päivänä käyttämien käsineiden läpi, ja se hajoaa sekunneissa. Pieni altistus, joka vastasi muutamaa tippaa, imeytyi hänen ihoonsa, upposi hänen kehoonsa ja aiheutti viivästyneen aivosairauden. Ihmisten on joskus vaikea ymmärtää vamman laajuutta, joka voi esiintyä vähäpätöiseltä tuntuvalla altistumisella. KW: n tapauksessakin Hanskat hikoilevat, joten hän ei välttämättä edes tuntenut käsineen ulkopinnalle valunutta nestettä kädessään.
käsite taudin viivästynyt puhkeaminen useita viikkoja tai kuukausia alkuperäisen altistuksen jälkeen ei ole harvinaista. Olet kokenut sen itsekin. Tartuntataudeilla on tunnetusti itämisaika, joka voi vaihdella muutamasta tunnista lähes vuoteen ennen kliinisten oireiden ilmaantumista. Se tapahtuu joka vuosi, kun uusi flunssa leijuu ympäriinsä, mutta se voi olla äärimmäistä, paiseruton aikana Euroopassa, jossa tartunta voi tapahtua kosketuksen kautta ja ilmetä muutamassa tunnissa.
nykyään Kiinassa ja Iranissa maanviljelijät altistuivat tietämättään rotanmyrkkynä käytetyille superwarfariineille. Varfariini, jota käytetään nykyään potilailla, joilla on aivohalvauksen riski, vähentää tätä riskiä ohentamalla verta estäen sitä muodostamasta hyytymiä.
terveellä ihmisellä käden kolhiminen muodostaa mustelman, eräänlaisen verenvuodon. Verenvuoto lakkaa hyytymisen takia. Hyytymät voivat katketa ja tukkia verisuonia, kuten aivoinfarktin aiheuttavat. Hyytymisen pysäyttäminen tarkoittaa, että verenvuoto ei lopu potilailla, jotka ottavat liikaa varfariinia. Ne viljelijät, jotka oli myrkytetty superwarfarins löydettiin massiivinen vatsan verenvuoto, mukana hematuria, virtsaaminen verta, ennen päättymässä sairaalassa, koska exsverenation, verta poistuu kehosta kohtalokkaita määriä.
koska rasva ei virtaa elimistössä yhtä vapaasti kuin vesi, lipofiilisten lääkkeiden viipymä rasvakudokseen voi olla pidempi kuin hydrofiilisten lääkkeiden, jolloin esimerkiksi supervarfariini ja dimetyylielohopea kerääntyvät rasvaan, metaboloituvat hitaasti maksassa ja vapauttavat sitten määriä vereen, kunnes se saavuttaa tappavan annoksen.
vain kolme muuta dimetyylielohopeamyrkytystapausta on dokumentoitu historiassa. Vuonna 1865 kaksi laboratorioapulaista, jotka syntetisoivat sitä ensimmäistä kertaa, menehtyivät useita viikkoja sen jälkeen. 1960-luvulla toinen laboratorion työntekijä altistui sille ja hänkin kärsi KW: n tapaan viivästyneestä neurologisesta heikkenemisestä.
yleisesti ottaen on hyvä sääntö olla koskematta asioihin, jos ei tiedä, mitä ne ovat. Ole tietoinen siitä, mikä joutuu kosketuksiin ihosi kanssa. Ellet ole kemisti, et todennäköisesti joudu suoraan kosketukseen DIMETYYLIELOHOPEAN kanssa kuten KW. Älkää unohtako, että teidän pitäisi syödä 65 000 kiloa tuoretta lohta yhdellä istumalla, jotta pääsette hänen luokseen.
KW: n osalta hänen aivojensa otsalohkosta löydettiin ruumiinavauksessa erittäin korkeita elohopeapitoisuuksia. Mikroskoopit paljastivat laajan hermokatkoksen ja glioosin,-epäasianmukaisen hermosolujen lisääntymisen koko pikkuaivoissa, – joka säätelee motoriikkaa, mikä selittää dystaksian, dysmetrian ja ataksisen kävelyn. Hermokatkos löytyi molemminpuolisesti hänen näkö-ja kuuloelimistään, mikä selitti hänen näkökenttänsä kaventumisen, sekä valkoisen kohinan, joka alkoi huuhtoa hänen kuuloaan pois ennen kuin hän vaipui koomaan.
odotetusti hänen aivoistaan löytyi elohopeaa kuusi kertaa enemmän kuin verestä, sillä metyylielohopean lipofiilisyys mahdollisti sen pääsyn hermostoon. Tuona päivänä oli vain vähän tehtävissä, kun hänen verestään löytyi 4 000 mcg/L elohopeaa.
koska KW oli alansa maailmankuulu asiantuntija, hän tiesi diagnoosissa, mitä hänestä tulisi. Kun oireet näkyvät elohopean myrkyllisyydessä, kelaatiohoidolla on hyvin vähän vaikutusta, koska toksiini on alkanut imeytyä neurologiseen kudokseen. Viivästynyt aloitus oli hänelle keino antaa pitkälle kehitettyjä ohjeita, joiden avulla hän voi kertoa toisille tarinastaan ja varoittaa heitä työssään päivittäin kohtaamistaan vaaroista.
tänään dimetyylielohopeaa käsittelevien odotetaan käyttävän kahta paria käsineitä — erittäin kestävää laminaattityyppiä, joka löytyy toisen pitkäkarvaisen neopreeni-tai nitriilikäsineen alta. Hänen kollegansa tiedeyhteisössä, samoin kuin hänen perheensä ja Yhdysvaltain hallitus, kaikki työskennelleet yhdessä saada aikaan äärimmäinen tietoisuus turvallisuuden tieteessä, perintö, joka elää tänään vuosikymmeniä myöhemmin. KW ylittää sekä tieteessään että tarinassaan ajan rajat.
Kiitos paljon katsomisesta. Pidä huolta itsestäsi ja voi hyvin.
Päivitetty Viimeksi 11. Heinäkuuta 2019
