Wat gebeurt er als een wetenschapper een kleine fout maakt? Dit verhaal van zo ‘ n wetenschapper die twee druppels kwik op haar hand morst, is bekend bij toxicologen, maar misschien heb je nog nooit het waarschuwende verhaal over veiligheid op de werkplek gehoord.
bekijk de video hierboven of lees het transcript hieronder om erachter te komen.Een wetenschapper morste twee druppels organisch kwik op haar hand. Dit is wat er met haar hersenen gebeurde. KW is een 48-jarige vrouw presenteren aan de eerste hulp met een progressieve verslechtering van balans, gang, en spraak. Ze vertelt de verpleegkundige dat ze 15 pond heeft verloren in de afgelopen 2 maanden en ervaren een aantal korte episodes van misselijkheid en buikpijn.Zie je, KW was hoogleraar chemie die onderzoek deed naar blootstelling aan toxische metalen. Ze had een invloedrijke carrière bij een prestigieuze instelling en er waren er maar weinig — misschien geen — in de wereld die het onderwerp beter kenden dan zij.Ongeveer 5 maanden eerder bracht ze vloeibare dimethylkwik uit een container, toen plotseling twee druppels van de punt van de pipet op de rug of achterkant van haar hand met handschoenen naar haar werden gemorst. Dit was een incident dat ze zich actief moest herinneren omdat het zo klein en incidenteel was. Ze heeft er geen seconde over nagedacht. Ze vertelt de verpleegster dat ze had opgeruimd na de lekkage goed per protocol. Haar handen droegen zo lang handschoenen dat het van binnen bezweet was. Ze was er vrij zeker van dat ze geen fysiek contact had zonder barrière met chemicaliën.De volgende weken merkte KW iets verkeerd op toen ze tegen muren liep. Misschien lette ze niet op, dacht ze. Op een dag kreeg ze bijna een auto-ongeluk. Ze vroeg haar man haar naar de universiteit te brengen. Misschien had ze niet goed geslapen, dacht ze.
Skin deep, KW bleek gezond te zijn, maar bij lichamelijk onderzoek vertoonde ze dysmetrie in de bovenste ledematen: “dys-” betekent verkeerd, en “- metria” betekent Lengte. Haar bewegingen in de ledematen boven haar middel waren ongecoördineerd met de beoogde positionering die vaak het doel miste op verschillende lengtes. Op dezelfde manier had ze ataxische gang: “a-” betekent zonder, “-taxisch” betekent orde, en gang zijn haar loop, het was onhandig, onevenwichtig, en wanordelijk. Beide werden gecombineerd met dystaxisch handschrift en onduidelijke spraak, die allemaal kunnen wijzen op een potentiële neurodegeneratie gezien haar eerdere blootstelling aan kwik.
zij was terecht bezorgd over haar toestand.Naarmate de dagen verder gingen, meldt KW dat ze een tinteling in haar vingers heeft die sterker wordt. Ze ziet korte lichtflitsen in beide ogen. Ze introduceert het concept van witte achtergrondgeluiden die haar normale gehoor in beide oren begint weg te spoelen. Haar gang wordt ataxischer. Haar spraak wordt onduidelijker, haar gezichtsveld wordt smaller.Uit een bloedonderzoek blijkt dat haar kwikgehalte in het bloed meer dan 4.000 mcg/L bedraagt — 4.000 keer hoger dan de bovengrens van normaal. We kunnen hier concluderen dat KW ‘ S neurologische achteruitgang te wijten is aan kwikvergiftiging.
maar er klopt iets niet. Typisch, tekenen en symptomen van deze vergiftiging worden opgelost nadat de blootstelling is gestopt. Ze is al maanden niet in het lab geweest, maar die tekenen en symptomen zijn nog steeds aanwezig, en haar neurologische achteruitgang versnelt. KW ‘ S kwikvergiftiging is acuut van aard, wat betekent dat er geen constante bron van blootstelling aan haar was en dat die ene episode van per ongeluk morsen op sommige van haar linkerhand genoeg was om haar te leiden naar waar ze nu is.
we kunnen dit bewijzen. We schatten haar totale bloedvolume op ongeveer vier en een halve liter, gezien haar gewicht van 70 kg gemeten bij opname. Dit betekent dat er 18 mg kwik in haar bloed zit. Maar voor dimethylkwik schatten studies dat slechts 5% van de geabsorbeerde hoeveelheid in het bloed zit, een beetje verontrustend gezien het feit dat 18 mg al 4.000 keer de bovengrens van normaal is. Waar zijn de andere 95%?
hier is een beetje basischemie bekend. Elementair kwik is een metaal, maar dimethylkwik — de verbinding waaraan KW werd blootgesteld — is een organisch kwik, iets dat goed absorbeert in het lichaamsweefsel. De dimethylgroep betekent dat het hoogst lipophilic is:” filic “betekenend een affiniteit voor, en” lipo – ” betekenend vet; het bij voorkeur mengt met het vetweefsel in het lichaam.
omdat bloed voornamelijk water is, wordt dimethylkwik veel meer aangetroffen in de weefsels en organen die veel vet bevatten, in plaats van in het bloed. Als 18 mg 5% is, dan is er echt een totaal van 360 mg kwik opgehoopt in haar lichaam op 5 maanden na blootstelling. Gezien het feit dat de dodelijke hoeveelheid in het lichaam rond 400 mg is en haar neurologische toestand snel verslechtert, zit KW in de problemen.
Is er een manier om het kwik uit haar lichaam te verwijderen? Nou, misschien. Dit brengt ons terug naar lipofiliciteit. Je lichaam verwijdert chemicaliën en drugs door middel van metabolisme. Het centrale idee erachter is om de chemische stof in kwestie meer wateroplosbaar te maken, wat betekent dat het in water kan oplossen, zich in de urine kan concentreren en via de nieren kan worden uitgescheiden. Deze afbraak vindt meestal plaats in de lever, waar chemicaliën worden geleverd door uw bloed als ze door uw lichaam stromen.
het probleem met dimethylkwik is dat het in de lever wordt afgebroken tot methylkwik, dat nog steeds lipofiel is. Erger nog, het is bekend dat het zich bindt aan weefsel en schade veroorzaakt door vrije radicalen en oxidatieve stress, en complexen vormt die de celdood versnellen.
de beste oplossing hier is om het kwik in een molecuul te vangen dat aan de buitenkant in water oplosbaar is-dat wil zeggen, chelatie, het gebruik van een ligand dat zich bindt aan organo-kwikmoleculen. De vorm van het molecuul is belangrijk om het organische metaal erin te passen.
KW wordt succimer gegeven; de vorm van het molecuul vangt het organische kwik binnen. De buitenkant mengt goed met water, waardoor het door de nieren kan worden verwijderd. Ze krijgt drie doses gedurende 24 uur. Het blijkt te werken omdat het kwikgehalte in haar urine de volgende dag 160 keer toenam.; dit wordt meerdere dagen herhaald.
maar het is niet genoeg. Het is een week later en neuropsychiatrische consult vindt nu ernstige cognitieve tekorten in KW. Haar man probeert met haar te praten, maar ze staart soms in een leegte. Als we nu het kwik uit haar bloed halen, waarom wordt ze dan erger? Minder kwik is goed, toch? In dit geval misschien niet.
een lager kwikgehalte in het bloed najagen is gewoon een lagere laboratoriumwaarde najagen. Het is duidelijk, alleen al door naar haar te kijken, wordt ze niet beter. Haar verslechterende toestand heeft weinig te maken met een lager aantal van het lab. Kwik verwijderen uit haar bloed is niet het verwijderen van haar organen.
we hebben twee dingen vastgesteld: ten eerste is dat het organische kwik KW in contact kwam met en zijn metaboliet lipofiel is. Het tweede is dat het grootste deel van het kwik zeker niet in haar bloed zit, maar in vetweefsel.
in welk weefsel zit het kwik precies? Het kan het hart niet zijn, want dat is meestal spierweefsel. Het kan haar nieren niet zijn, want die zijn niet van vet gemaakt. Maar hoe zit het met de hersenen? De hersenen zijn voor 60% vet, en daar hoopt de methylkwik zich op, veroorzaakt oxidatieve stress, vormt eiwitcomplexen, en induceert celdood, wat zich manifesteert als haar neurologische achteruitgang.
maar het is niet beperkt tot slechts één orgaan — het gaat door haar hele zenuwstelsel. De axonen van de zenuwen die de hersenprikkels voeden, zijn bedekt met een myeline schede, die helpt signalen uit te voeren. Myeline is ook 60% vet. Dit kwik accumuleert, vormt complexen en beschadigt cellen, verstoort haar bewegingen, reflexen, spraak en zintuigen.Drie weken na de eerste presentatie op de eerste hulp reageert KW niet meer op verbale, visuele en aanraakprikkels. Spontane en niet uitgelokte oogopeningen worden waargenomen bij iemand die niet neurologisch gehandicapt is. Het schijnen van een licht op hun oog zou de leerling veroorzaken om te vernauwen om de hoeveelheid licht te beperken die het oog — d.w.z., pupilreflex — ingaat en door cognitieve factoren wordt gemoduleerd. Als het langzaam is, suggereert het verminderde cognitie. In KW is het langzaam.Uit de diepten van haar coma wordt ze soms spontaan geeuwd met korte episoden van agitatie, schreeuwen, huilen en onverwachte, schokkerige bewegingen van ledematen. Er is iemand binnen, maar die persoon zit gevangen in een gevangenis van haar eigen comateuze lichaam.Ten tijde van de diagnose geloofden haar collega ‘ s dat haar werk met kwikzouten in het verleden de boosdoener was, dat ze misschien per ongeluk kwikdampen inademde, wat de toxiciteit veroorzaakte. Uit nadere analyse bleek echter iets anders.
kwik is detecteerbaar in het haar. In twee millimeter stappen van eenvoudige strengen, de hoeveelheid vrij kwik gevonden in haar lichaam gehalveerd elke 75 dagen, met een maximale excretie geregistreerd ongeveer 150 dagen voor de presentatie aan de eerste hulp; 150 dagen valt samen met de periode van 5 maanden die ze gaf de opname Verpleegkundige. Het delen van 150 dagen met een periode van 75 betekent dat twee halfwaardetijden zijn verstreken sinds de eerste blootstelling op het moment van de meting toen ze 4000 mcg/L in bloed had. In plaats van 360 mg totaal, werd KW aanvankelijk blootgesteld aan vier keer die hoeveelheid of 1.480 mg. Dat is bijna vier keer de dodelijke hoeveelheid in het bloed en betekent dat op een gegeven moment haar bloed kwik niveaus waren als 16.000 keer de bovengrens van normaal.
aangezien de gemiddelde kwikconcentratie van verse Atlantische zalm wordt gemeten te zijn .022 ppm of .022 µg kwik per gram vis, dan om te komen tot 1440 mg kwik betekent dat je moet eten 65.000 kg of 144.000 Pond zalm in een vergadering om KW ‘ S blootstelling te bereiken. Niet alleen is het aantal dagen fysiologisch consistent met KW ‘ S herinnering van blootstelling, maar de hoeveelheid was ook.
de dichtheid van dimethylkwik is ongeveer 3 g / mL bij kamertemperatuur en de blootstelling aan kwik 1,44 g bedraagt ongeveer een halve milliliter vloeistof. Omdat het drie keer zo dicht is als water en komt in een 95% oplossing, bevatten ongeveer twee tot drie druppels de dosering waarmee de professor in contact kwam en ons dit resultaat gaf.
het werd gevonden na het feit dat dimethylkwik in feite diffuus is door het Type Handschoenen dat KW die dag droeg, en binnen enkele seconden. De kleine blootstelling, gelijk aan een paar druppels geabsorbeerd in haar huid, ingebed in haar lichaam en veroorzaakte vertraagde aanvang van cerebrale ziekte. Het is soms moeilijk voor mensen om de omvang van de schade te realiseren die zich kan voordoen met wat lijkt op triviale blootstelling. Zelfs in KW ‘ S geval worden handschoenen zweterig, dus ze kan zelfs geen vloeistof hebben gevoeld die op de buitenkant van de handschoen op haar hand is gemorst.
het concept van een vertraagde aanvang van de ziekte enkele weken tot maanden na de eerste blootstelling is niet ongewoon. Je hebt het zelf ervaren. Infectieziekten hebben een beroemde incubatietijd die kan variëren van een paar uur tot bijna een jaar voordat het manifesteren van klinische symptomen. Het gebeurt elk jaar als er een nieuwe griep ronddrijft, maar kan extreem zijn, tijdens de builenpest in Europa waar overdracht kan plaatsvinden door aanraking en zich binnen enkele uren manifesteren.Tegenwoordig werden boeren in China en Iran onbewust blootgesteld aan superwarfarinen die als rattengif werden gebruikt. Warfarine, dat tegenwoordig wordt gebruikt bij patiënten met een risico op een beroerte, vermindert dat risico door het bloed te verdunnen en zo stolsels te voorkomen.
bij een gezond persoon vormt het stoten van uw arm een blauwe plek, een vorm van bloeding. Dat bloeden stopt als gevolg van stolling. Stolsels kunnen afbreken en bloedvaten blokkeren, zoals die in de hersenen die een beroerte veroorzaken. Stoppen met stolling betekent dat het bloeden niet stopt bij patiënten die te veel warfarine gebruiken. Die boeren die werden vergiftigd met superwarfarins werden gevonden met massale abdominale bloedingen, vergezeld van hematurie, het plassen van bloed, voordat het verstrijken in het ziekenhuis als gevolg van leegbloeden, met bloed verlaten van het lichaam in fatale hoeveelheden.
omdat vet niet zo vrij door uw lichaam stroomt als water, kan de verblijftijd van lipofiele geneesmiddelen in vetweefsel een langere tijdspanne hebben dan hydrofiele geneesmiddelen, waardoor dingen als superwarfarin en dimethylkwik zich in het vet kunnen ophopen, langzaam in de lever kunnen metaboliseren en vervolgens hoeveelheden in het bloed kunnen afgeven totdat het een dodelijke dosis bereikt.
slechts drie andere gevallen van dimethylkwikvergiftiging werden in de geschiedenis gedocumenteerd. In 1865 zijn twee labassistenten die het voor het eerst synthetiseerden, enkele weken later overleden. In de jaren 60 werd een andere laborant eraan blootgesteld en ook hij leed aan een vertraagde neurologische achteruitgang op dezelfde manier als KW.
in het algemeen is het een goede regel om dingen niet aan te raken als je niet weet wat ze zijn. Wees bewust van wat in contact komt met je huid. Tenzij je een chemicus bent, kom je waarschijnlijk niet in direct contact met dimethylkwik zoals KW dat deed. Vergeet niet, je zou 65.000 kg verse Atlantische zalm in één keer moeten eten om je te krijgen waar ze was.
voor KW werden extreem hoge concentraties kwik gevonden bij autopsie in de frontale kwab van haar hersenen. Microscopen onthulden uitgebreid neuronaal verlies en gliose, een ongepaste proliferatie van zenuwondersteunende cellen in haar cerebellum, die de motorische functie controleert, wat haar dystaxie, dysmetria en ataxische gang verklaart. Neuronaal verlies werd gevonden bilateraal over haar visuele en auditieve cortices, verklaren haar vernauwing gezichtsveld, evenals de witte ruis toen het begon om weg te spoelen haar gehoor voordat ze gleed in coma.
zoals verwacht was de hoeveelheid kwik die in haar hersenen werd aangetroffen zes keer groter dan die in het bloed, omdat methylkwik door de lipofiliciteit in het zenuwstelsel kon binnendringen. Er was weinig dat kon worden gedaan die dag toen 4.000 mcg / L kwik werd gevonden in haar bloed.Omdat KW een wereldberoemd expert op haar gebied was, wist ze bij de diagnose wat er van haar zou worden. Zodra de symptomen van kwikvergiftiging zo ernstig zijn, is er weinig dat chelatietherapie kan doen omdat het toxine is begonnen te absorberen in neurologisch Weefsel. Het vertraagde begin diende als een middel voor haar om geavanceerde richtlijnen te geven om anderen te informeren over haar verhaal en hen te waarschuwen voor de beroepsrisico ‘ s waar ze elke dag mee te maken krijgen.
vandaag wordt verwacht dat degenen die met dimethylkwik omgaan twee paar handschoenen dragen-een zeer resistent laminaattype dat onder een ander paar neopreen-of nitril-handschoenen met lange handboeien wordt gevonden. Haar collega ‘ s in de wetenschappelijke gemeenschap, evenals haar familie en de regering van de Verenigde Staten, werkten allemaal samen om een extreem bewustzijn van veiligheid in de wetenschap tot stand te brengen, een erfenis die nu decennia later voortleeft. KW overstijgt zowel in haar wetenschap als in haar verhaal de grens van de tijd.
hartelijk dank voor het kijken. Zorg goed voor jezelf en wees gezond.
Laatst Bijgewerkt 11 Juli 2019
