Un minuscule déversement de mercure organique A-t-il atteint le Cerveau du scientifique

Que se passe-t-il lorsqu’un scientifique commet une erreur mineure? Cette histoire d’un tel scientifique renversant deux gouttes de mercure sur sa main est bien connue des toxicologues, mais vous n’avez peut-être jamais entendu le récit édifiant sur la sécurité au travail.

Regardez la vidéo ci-dessus ou lisez la transcription ci-dessous pour le savoir.

Une scientifique a renversé deux gouttes de mercure organique sur sa main. C’est ce qui est arrivé à son cerveau. KW est une femme de 48 ans qui se présente aux urgences avec une détérioration progressive de l’équilibre, de la démarche et de la parole. Elle dit à l’infirmière admettrice qu’elle a perdu 15 livres au cours des 2 derniers mois et qu’elle a connu plusieurs brefs épisodes de nausées et d’inconfort abdominal.

Vous voyez, KW était un professeur de chimie qui faisait des recherches sur l’exposition aux métaux toxiques. Elle a eu une carrière influente dans une institution prestigieuse et il y avait peu – peut-être aucun – dans le monde qui connaissait le sujet mieux qu’elle.

Environ 5 mois plus tôt, elle transférait du diméthylmercure liquide d’un récipient lorsque, soudainement, deux gouttes de la pointe de la pipette se sont renversées sur le dos ou l’arrière de sa main gantée. C’était un incident dont elle devait se souvenir activement car il était si mineur et accessoire. Elle n’y a pas réfléchi. Elle dit à l’infirmière qu’elle avait nettoyé après le déversement correctement selon le protocole. Ses mains portaient des gants si longtemps qu’il y avait de la sueur à l’intérieur. Elle était à peu près sûre qu’elle n’avait aucun contact physique sans barrière avec des produits chimiques.

Au cours des semaines suivantes, KW a remarqué quelque chose de mal quand elle entrait dans les murs. Peut-être qu’elle ne faisait pas attention, pensa-t-elle. Un jour, elle a failli avoir un accident de voiture. Elle a commencé à demander à son mari de la conduire à l’université. Peut-être qu’elle n’avait pas bien dormi, pensa-t-elle.

Profondément cutanée, KW semblait en bonne santé, mais à l’examen physique, elle présentait une dysmétrie des membres supérieurs: « dys- » signifiant faux et « -metria » signifiant longueur. Ses mouvements dans les membres au-dessus de sa taille n’étaient pas coordonnés, le positionnement prévu manquant souvent la cible à des longueurs variables. De même, elle avait une démarche ataxique: « a- » signifiant sans, « -taxique » signifiant ordre, et la démarche étant sa marche, elle était maladroite, déséquilibrée et désordonnée. Ces deux éléments ont été combinés à une écriture dystaxique et à des troubles de l’élocution, ce qui peut indiquer une neurodégénérescence potentielle compte tenu de son exposition passée au mercure.

Elle avait raison de s’inquiéter de son état.

Au fil des jours, KW rapporte qu’elle a des picotements dans les doigts qui se renforcent. Elle voit de brefs éclairs de lumière dans les deux yeux. Elle introduit le concept de bruit de fond blanc qui commence à laver son audition normale dans les deux oreilles. Sa démarche devient plus ataxique. Son discours devient plus flou; son champ de vision, plus étroit.

Un test sanguin révèle que son taux de mercure dans le sang est supérieur à 4 000 mcg / L 4 4 000 fois supérieur à la limite supérieure de la normale. Nous pouvons conclure ici que le déclin neurologique de KW est dû à la toxicité du mercure.

Mais quelque chose ne va pas. En règle générale, les signes et symptômes de cet empoisonnement sont résolus après la cessation de l’exposition. Elle n’est pas au laboratoire depuis des mois, mais ces signes et symptômes sont toujours présents, et son déclin neurologique s’accélère. La toxicité du mercure de KW est de nature aiguë, ce qui signifie qu’il n’y avait pas de source constante d’exposition à elle et qu’un épisode de déversement accidentel sur certains de sa main gauche était suffisant pour la conduire là où elle se trouve maintenant.

Nous pouvons le prouver. Nous estimons son volume sanguin total à environ quatre litres et demi, compte tenu de son poids de 70 kg mesuré à l’admission. Cela signifie qu’il y a 18 mg de mercure dans son sang. Mais pour le diméthylmercure, les études estiment que seulement 5% de la quantité absorbée est dans le sang, un peu troublant étant donné que 18 mg représente déjà 4 000 fois la limite supérieure de la normale. Où sont les 95% restants ?

Il y a un peu de chimie de base à connaître ici. Le mercure élémentaire est un métal, mais le diméthylmercure – le composé auquel KW a été exposé – est un mercure organique, quelque chose qui absorbe bien dans les tissus corporels. La fraction diméthylique signifie qu’elle est hautement lipophile: « philique » signifiant une affinité pour, et « lipo- » signifiant graisse; elle se mélange préférentiellement au tissu adipeux du corps.

Parce que le sang est principalement constitué d’eau, le diméthylmercure se trouverait beaucoup plus dans les tissus et les organes qui contiennent beaucoup de graisse, au lieu du sang. Si 18 mg est 5%, alors il y a vraiment un total de 360 mg de mercure accumulé dans son corps 5 mois après l’exposition. Étant donné que la quantité létale dans le corps est d’environ 400 mg et que son état neurologique se détériore rapidement, KW est en difficulté.

Y a-t-il un moyen de retirer le mercure de son corps? Eh bien, peut-être. Cela nous ramène à la lipophilie. Votre corps élimine les produits chimiques et les médicaments par le métabolisme. L’idée centrale derrière cela est de rendre le produit chimique en question plus soluble dans l’eau, ce qui signifie qu’il peut se dissoudre dans l’eau, se concentrer dans l’urine et être excrété par les reins. Cette dégradation a généralement lieu dans le foie, où les produits chimiques sont délivrés par votre sang lorsqu’ils traversent votre corps.

Le problème avec le diméthylmercure est que, dans le foie, il se décompose en méthylmercure, qui est encore lipophile. Pire encore, il est connu pour se lier aux tissus et causer des dommages aux radicaux libres et un stress oxydatif, et former des complexes qui accélèrent la mort cellulaire.

La meilleure solution ici est de piéger le mercure à l’intérieur d’une molécule soluble dans l’eau à l’extérieur – c’est-à-dire la chélation, l’utilisation d’un ligand qui se lie aux molécules organo-mercure. La forme de la molécule est importante pour s’adapter au métal organique à l’intérieur.

KW est donné sucimer; la forme de la molécule emprisonne le mercure organique à l’intérieur. L’extérieur se mélange bien à l’eau, ce qui lui permet d’être éliminé par les reins. Elle reçoit trois doses en 24 heures. Cela fonctionne parce que les niveaux de mercure dans son urine ont augmenté de 160 fois le lendemain; ceci est répété pendant plusieurs jours.

Mais ce n’est pas suffisant. C’est une semaine plus tard et la consultation neuropsychiatrique trouve maintenant de graves déficits cognitifs en KW. Son mari essaie de lui parler, mais elle regarde parfois dans le vide. Si on enlève le mercure de son sang maintenant, pourquoi va-t-elle empirer ? Moins de mercure, c’est bien, non? Dans ce cas, cela pourrait ne pas l’être.

Rechercher un niveau de mercure sanguin inférieur, c’est simplement rechercher une valeur de laboratoire inférieure. Clairement, rien qu’en la regardant, elle ne va pas mieux. Son état de détérioration a peu à voir avec un nombre inférieur du laboratoire. Retirer le mercure de son sang, ce n’est pas le retirer de ses organes.

Nous avons établi deux choses: Premièrement, le mercure organique avec lequel KW est entré en contact et son métabolite sont lipophiles. La seconde est que la majeure partie du mercure n’est certainement pas dans son sang, mais plutôt dans les tissus adipeux.

Dans quel tissu se trouve exactement le mercure ? Ce ne pourrait pas être le cœur car c’est surtout du muscle. Ce ne pourrait pas être ses reins car ceux-ci ne sont pas faits de graisse. Mais qu’en est-il du cerveau? Le cerveau contient 60% de graisse, et c’est là que le méthylmercure s’accumule, provoquant un stress oxydatif, formant des complexes protéiques et induisant la mort cellulaire, se manifestant par son déclin neurologique.

Mais ce n’est pas limité à un seul organe it il traverse tout son système nerveux. Les axones des nerfs qui alimentent les stimuli cérébraux sont recouverts d’une gaine de myéline, qui aide à conduire les signaux. La myéline contient également 60% de matières grasses. Ce mercure s’accumule, forme des complexes et endommage les cellules, perturbant ses mouvements, ses réflexes, sa parole et ses sens.

3 semaines après la présentation initiale à la salle d’urgence, KW ne répond plus aux stimuli verbaux, visuels et tactiles. Des ouvertures oculaires spontanées et non provoquées sont observées chez une personne qui n’est pas neurologiquement altérée. Faire briller une lumière sur leur œil entraînerait une contraction de la pupille de manière à limiter la quantité de lumière entrant dans l’œil – c’est-à-dire le réflexe pupillaire – et est modulée par des facteurs cognitifs. Quand c’est lent, cela suggère une altération de la cognition. En KW, c’est lent.

Du fond de son coma, on la trouve parfois bâillant spontanément avec de brefs épisodes d’agitation, de cris, de pleurs et de mouvements brusques et saccadés des membres. Il y a quelqu’un à l’intérieur, mais cette personne est piégée dans une prison de son propre corps comateux.

Au moment du diagnostic, ses collègues croyaient que son travail avec les sels de mercure dans le passé était le coupable, qu’elle respirait peut-être accidentellement des vapeurs de mercure, provoquant la toxicité. Mais une analyse plus approfondie a montré le contraire.

Le mercure est détectable dans les cheveux. Par incréments de deux millimètres de brins simples, la quantité de mercure libre trouvée dans son corps a diminué de moitié tous les 75 jours, avec une excrétion maximale enregistrée environ 150 jours avant de se présenter aux urgences; 150 jours coïncide avec la période de 5 mois qu’elle a donnée à l’infirmière admettrice. Diviser 150 jours par une période de 75 signifie que deux demi-vies se sont écoulées depuis l’exposition initiale au moment de la mesure, alors qu’elle avait 4 000 mcg / L dans le sang. Au lieu de 360 mg au total, KW a été initialement exposé à quatre fois cette quantité, soit 1 480 mg. C’est presque quatre fois la quantité létale dans le sang et signifie qu’à un moment donné, son taux de mercure dans le sang était environ 16 000 fois la limite supérieure de la normale.

Étant donné que la concentration moyenne de mercure du saumon atlantique frais est mesurée comme étant.022 ppm ou.022 µg de mercure par gramme de poisson, puis pour atteindre 1 440 mg de mercure signifie que vous devez manger 65 000 kg ou 144 000 livres de saumon en une seule séance pour atteindre l’exposition de KW. Non seulement le nombre de jours est physiologiquement compatible avec le souvenir de KW de l’exposition, mais la quantité l’était aussi.

La densité du diméthylmercure est d’environ 3 g/ mL à température ambiante, et les 1,44 g d’exposition au mercure se révèlent être d’environ un demi-millilitre de liquide. Parce qu’il est trois fois plus dense que l’eau et se présente dans une solution à 95%, environ deux à trois gouttes contiennent la dose avec laquelle le professeur est entré en contact et nous a donné ce résultat.

Il a été constaté après coup que le diméthylmercure diffuse effectivement à travers le type de gants que KW portait ce jour-là, et il le fait en quelques secondes. La petite exposition, équivalente à quelques gouttes absorbées dans sa peau, s’est encastrée dans son corps et a retardé l’apparition de la maladie cérébrale. Il est parfois difficile pour les gens de se rendre compte de l’étendue des blessures que peut présenter ce qui semble être une exposition banale. Même dans le cas de KW, les gants transpirent, de sorte qu’elle n’a peut-être même pas senti de liquide qui s’est répandu à l’extérieur du gant sur sa main.

Le concept d’apparition retardée de la maladie plusieurs semaines à plusieurs mois après l’exposition initiale n’est pas rare. Vous l’avez vécu vous-même. Les maladies infectieuses ont une période d’incubation qui peut aller de quelques heures à près d’un an avant de manifester des symptômes cliniques. Cela arrive chaque année lorsqu’une nouvelle grippe flotte, mais peut être extrême, pendant la peste bubonique en Europe, où la transmission peut se produire par le toucher et se manifester en quelques heures.

Aujourd’hui, en Chine et en Iran, les agriculteurs ont été exposés sans le savoir à des super-warfarines utilisées comme poison pour rats. La warfarine, utilisée aujourd’hui chez les patients à risque d’accident vasculaire cérébral, réduit ce risque en amincissant le sang, l’empêchant de former des caillots.

Chez une personne en bonne santé, se cogner le bras forme une ecchymose, une forme de saignement. Ce saignement s’arrête à cause de la coagulation. Les caillots peuvent se détacher et bloquer les vaisseaux sanguins, comme ceux du cerveau provoquant un accident vasculaire cérébral. L’arrêt de la coagulation signifie que les saignements ne s’arrêtent pas chez les patients qui prennent trop de warfarine. Les agriculteurs qui ont été empoisonnés avec des super-warfarines ont été trouvés avec une hémorragie abdominale massive, accompagnée d’une hématurie, la miction du sang, avant d’expirer à l’hôpital en raison d’une exsanguination, le sang quittant le corps en quantités fatales.

Parce que la graisse ne coule pas aussi librement dans votre corps que l’eau, le temps de séjour des médicaments lipophiles dans le tissu adipeux peut être plus long que les médicaments hydrophiles, ce qui permet à des substances comme la superwarfarine et le diméthylmercure de s’accumuler dans la graisse, de se métaboliser lentement dans le foie, puis de libérer des quantités dans le sang jusqu’à ce qu’elles atteignent une dose létale.

Seuls trois autres cas d’empoisonnement au diméthylmercure ont été documentés dans l’histoire. En 1865, deux assistants de laboratoire qui le synthétisaient pour la première fois sont décédés plusieurs semaines après l’avoir fait. Dans les années 1960, un autre travailleur de laboratoire y a été exposé et lui aussi a subi un déclin neurologique retardé de la même manière que KW.

En général, c’est une bonne règle de ne pas toucher aux choses si vous ne savez pas ce qu’elles sont. Soyez conscient de ce qui entre en contact avec votre peau. À moins d’être chimiste, vous n’entrerez probablement pas en contact direct avec le diméthylmercure comme KW l’a fait. N’oubliez pas que vous devriez manger 65 000 kg de saumon atlantique frais en une seule séance pour vous rendre là où elle était.

Pour KW, des niveaux extrêmement élevés de mercure ont été trouvés à l’autopsie dans le lobe frontal de son cerveau. Les microscopes ont révélé une perte neuronale étendue et une gliose, une prolifération inappropriée de cellules de soutien nerveux dans tout son cervelet, qui contrôle la fonction motrice, expliquant sa dystaxie, sa dysmétrie et sa démarche ataxique. Une perte neuronale a été constatée bilatéralement à travers ses cortex visuel et auditif, expliquant son champ de vision rétréci, ainsi que le bruit blanc qui commençait à laver son audition avant qu’elle ne tombe dans le coma.

Comme prévu, la quantité de mercure trouvée dans son cerveau était six fois supérieure à celle de la présence dans le sang, car la lipophilie du méthylmercure lui permettait d’accéder au système nerveux. Il y avait peu de choses qui pouvaient être faites ce jour-là quand 4 000 mcg / L de mercure ont été trouvés dans son sang.

Parce que KW était une experte de renommée mondiale dans son domaine, elle savait au moment du diagnostic ce qu’elle allait devenir. Une fois que des symptômes apparaissent dans la toxicité du mercure aussi grave, il y a très peu de choses que la thérapie de chélation peut faire car la toxine a commencé à absorber dans les tissus neurologiques. Le début retardé lui a servi de moyen de donner des directives avancées pour informer les autres de son histoire et les avertir des risques professionnels auxquels ils sont confrontés tous les jours.

Aujourd’hui, ceux qui manipulent le diméthylmercure doivent porter deux paires de gants – un type de stratifié très résistant qui se trouve sous une autre paire de gants en néoprène ou en nitrile à revers long. Ses collègues de la communauté scientifique, ainsi que sa famille et le gouvernement des États-Unis, ont tous travaillé ensemble pour amener une conscience extrême de la sécurité dans la science, un héritage qui perdure aujourd’hui des décennies plus tard. KW dans sa science et son histoire transcende la limite du temps.

Merci d’avoir regardé. Prenez soin de vous et soyez bien.