ce se întâmplă când un om de știință face o greșeală minoră? Această poveste a unui astfel de om de știință care varsă două picături de mercur pe mâna ei este bine cunoscută de toxicologi, dar poate că nu ați auzit niciodată povestea de avertizare despre siguranța la locul de muncă.
Urmăriți videoclipul de mai sus sau citiți transcrierea de mai jos pentru a afla.
un om de știință a vărsat două picături de mercur organic pe mâna ei. Aceasta este ceea ce sa întâmplat cu creierul ei. KW este o femeie de 48 de ani care se prezintă la camera de urgență cu o deteriorare progresivă a echilibrului, mersului și vorbirii. Ea îi spune asistentei medicale că a pierdut 15 kilograme în ultimele 2 luni și a experimentat mai multe episoade scurte de greață și disconfort abdominal.
vedeți, KW a fost un profesor de chimie care a cercetat expunerea la metale toxice. A avut o carieră influentă la o instituție de prestigiu și erau puțini-poate Niciunul-în lume care cunoșteau subiectul mai bine decât ea.
cu aproximativ 5 luni mai devreme, ea transfera dimetilmercur lichid dintr-un recipient când brusc două picături din vârful pipetei au fost vărsate pe dorsum sau pe spatele mâinii înmănușate. Acesta a fost un incident pe care a trebuit să-l amintească activ, deoarece a fost atât de minor și incidental. Nu s-a mai gândit la asta. Ea spune asistenta că ea a curățat după deversare în mod corespunzător pe protocol. Mâinile ei purtau mănuși atât de mult încât era transpirat înăuntru. Ea a fost destul de sigur că nu a avut nici un contact fizic fără barieră cu orice substanțe chimice.
în următoarele câteva săptămâni, KW a observat ceva în neregulă când a intrat în pereți. Poate că nu era atentă, se gândi ea. Într-o zi, aproape că a intrat într-un accident de mașină. A început să-i ceară soțului să o ducă la universitate. Poate că nu dormise bine, se gândi ea.
pielea adâncă, KW părea să fie sănătoasă, dar la examenul fizic, ea a prezentat dismetria extremității superioare: „dys-” înseamnă greșit și „- metria” înseamnă lungime. Mișcările ei în membrele de deasupra taliei au fost necoordonate, cu poziționarea intenționată lipsind adesea ținta la lungimi diferite. În mod similar, ea a avut mers ataxic: „a-” însemnând fără, „-taxic” însemnând ordine, iar mersul fiind mersul ei, era incomod, dezechilibrat și dezordonat. Ambele au fost combinate cu scrisul de mână distaxic și vorbirea neclară, toate acestea putând indica o posibilă neurodegenerare, având în vedere expunerea ei trecută la mercur.
avea dreptate să fie îngrijorată de starea ei.
pe măsură ce zilele au continuat, KW raportează că are o furnicătură în degete care devine din ce în ce mai puternică. Ea vede flash-uri scurte de lumină în ambii ochi. Ea introduce conceptul de zgomot de fundal alb care începe să-i spele auzul normal în ambele urechi. Mersul ei devine mai ataxic. Discursul ei devine mai neclar; câmpul ei vizual, mai îngust.
un test de sânge arată că nivelurile de mercur din sânge sunt de peste 4.000 mcg / l-de 4.000 de ori mai mari decât limita superioară a normalului. Putem concluziona aici că declinul neurologic al lui KW se datorează toxicității mercurului.
dar ceva nu este în regulă. De obicei, semnele și simptomele acestei otrăviri sunt rezolvate după încetarea expunerii. Nu a mai fost în laborator de luni de zile, dar aceste semne și simptome sunt încă prezente, iar declinul ei neurologic se accelerează. Toxicitatea mercurului lui KW este de natură acută, ceea ce înseamnă că nu a existat o sursă constantă de expunere la ea și că acel episod de vărsare accidentală pe unii pe mâna stângă a fost suficient pentru a o conduce acolo unde este acum.
putem dovedi acest lucru. Estimăm că volumul total de sânge este de aproximativ patru litri și jumătate, având în vedere greutatea ei de 70 kg măsurată la admitere. Aceasta înseamnă că există 18 mg de mercur în sângele ei. Dar pentru dimetilmercur, studiile estimează că doar 5% din cantitatea absorbită este în sânge, un pic îngrijorător având în vedere că 18 mg este deja de 4.000 de ori limita superioară a normalului. Unde sunt ceilalți 95%?
există un pic de chimie de bază pentru a fi cunoscut aici. Mercurul elementar este un metal, dar dimetilmercurul — compusul la care a fost expus KW — este un mercur organic, ceva care absoarbe bine în țesutul corpului. Partea dimetil înseamnă că este foarte lipofilă:” filic „înseamnă o afinitate pentru și” lipo – ” înseamnă grăsime; se amestecă preferențial cu țesutul adipos din organism.
deoarece sângele este în mare parte apă, dimetilmercurul s-ar găsi mult mai mult în țesuturile și organele care conțin multă grăsime, în loc de sânge. Dacă 18 mg este de 5%, atunci există într-adevăr un total de 360 mg mercur acumulat în corpul ei la 5 luni postexpunere. Având în vedere că cantitatea letală din organism este de aproximativ 400 mg și starea ei neurologică se deteriorează rapid, KW are probleme.
există o modalitate prin care putem elimina cumva mercurul din corpul ei? Ei bine, poate. Acest lucru ne aduce înapoi la lipofilicitate. Corpul tău elimină substanțele chimice și medicamentele prin metabolism. Ideea centrală din spatele ei este de a face substanța chimică în cauză mai solubilă în apă, ceea ce înseamnă că se poate dizolva în apă, se poate concentra în urină și poate fi excretată prin rinichi. Această defalcare are loc de obicei în ficat, unde substanțele chimice sunt livrate de sângele dvs. pe măsură ce curg prin corp.
problema cu dimetilmercurul este că, în ficat, este descompus în metilmercur, care este încă lipofil. Chiar mai rău, se știe că se leagă de țesut și provoacă leziuni ale radicalilor liberi și stres oxidativ și formează complexe care accelerează moartea celulelor.
cea mai bună soluție aici este de a prinde mercurul în interiorul unei molecule solubile în apă la exterior-adică chelarea, utilizarea unui ligand care se leagă de moleculele organo-mercur. Forma moleculei este importantă pentru a se potrivi metalului organic în interior.
KW este dat succimer; forma moleculei captează mercurul organic din interior. Exteriorul se amestecă bine cu apa, permițându-i să fie îndepărtat de rinichi. Ea primește trei doze pe parcursul a 24 de ore. Se pare că funcționează deoarece nivelurile de mercur din urină au crescut de 160 de ori a doua zi; acest lucru se repetă timp de câteva zile.
dar nu este suficient. Este o săptămână mai târziu și neuropsihiatric consult constată acum deficite cognitive severe în KW. Soțul ei încearcă să vorbească cu ea, dar uneori se uită în gol într-un gol. Dacă îi scoatem mercurul din sânge acum, de ce se înrăutățește? Mai puțin mercur este bun, nu? În acest caz, s-ar putea să nu fie.
urmărirea unui nivel mai scăzut de mercur din sânge este doar urmărirea unei valori mai mici de laborator. În mod clar, doar uitandu-se la ea, ea nu devine mai bine. Starea ei de deteriorare nu are nimic de-a face cu un număr mai mic din laborator. Îndepărtarea mercurului din sângele ei nu înseamnă îndepărtarea lui din organele ei.
am stabilit două lucruri: primul este că mercurul organic KW a intrat în contact și metabolitul său este lipofil. Al doilea este că cea mai mare parte a mercurului nu este cu siguranță în sângele ei, ci mai degrabă în țesutul adipos.
în ce țesut este mercurul exact? Nu poate fi inima, deoarece este în mare parte mușchi. Nu ar putea fi rinichii ei, deoarece aceștia nu sunt făcuți din grăsime. Dar cum rămâne cu creierul? Creierul are 60% grăsime și acolo se acumulează metilmercurul, provocând stres oxidativ, formând complexe proteice și inducând moartea celulelor, manifestându-se ca declinul ei neurologic.
dar nu se limitează la un singur organ-trece prin întregul ei sistem nervos. Axonii nervilor care alimentează stimulii creierului sunt acoperiți de o teacă de mielină, care ajută la conducerea semnalelor. Mielina este, de asemenea, 60% grăsime. Acest mercur se acumulează, formând complexe și dăunând celulelor, perturbându-i mișcările, reflexele, vorbirea și simțurile.
la 3 săptămâni de la prezentarea inițială în camera de urgență, KW nu răspunde la stimulii verbali, vizuali și tactili. Deschiderile oculare spontane și neprovocate sunt observate la cineva care nu este afectat neurologic. Strălucirea unei lumini pe ochi ar determina pupila să se strângă astfel încât să limiteze cantitatea de lumină care intră în ochi-adică reflexul pupilar-și este modulată de factori cognitivi. Când este lent, sugerează afectarea cogniției. În KW, este lent.
din adâncul comei, ea este uneori găsită căscând spontan cu scurte episoade de agitație, țipete, plâns și mișcări bruște și sacadate ale membrelor. E cineva înăuntru, dar acea persoană e prinsă într-o închisoare a propriului corp în comă.
la momentul diagnosticului, colegii ei credeau că munca ei cu săruri de mercur în trecut a fost vinovată, că poate a respirat accidental vapori de mercur, provocând toxicitatea. Dar analiza ulterioară a arătat altfel.
mercurul este detectabil în păr. În trepte de două milimetri de fire simple, cantitatea de mercur liber Găsită în corpul ei s-a înjumătățit la fiecare 75 de zile, cu o excreție maximă înregistrată cu aproximativ 150 de zile înainte de prezentarea la camera de urgență; 150 de zile coincid cu perioada de 5 luni pe care a dat-o asistentei de admitere. Împărțirea a 150 de zile cu o perioadă de 75 înseamnă că au trecut două perioade de înjumătățire de la expunerea inițială la momentul măsurării, când avea 4.000 mcg/l în sânge. În loc de 360 mg total, KW a fost inițial expus la de patru ori mai mare decât cantitatea sau 1.480 mg. Aceasta este de aproape patru ori mai mare decât cantitatea letală din sânge și înseamnă că, la un moment dat, nivelurile de mercur din sânge erau de 16.000 de ori mai mari decât limita superioară a normalului.
având în vedere că concentrația medie de mercur a somonului proaspăt de Atlantic este măsurată ca fiind .022 ppm sau .022 de kilograme de mercur pe gram de pește, apoi pentru a ajunge la 1.440 mg de mercur înseamnă că trebuie să mănânci 65.000 kg sau 144.000 de kilograme de somon într-o singură ședință pentru a ajunge la expunerea lui KW. Nu numai că numărul de zile corespunde fiziologic cu amintirea expunerii lui KW, dar și cantitatea a fost.
densitatea dimetilmercurului este de aproximativ 3 g/mL la temperatura camerei, iar 1,44 g de expunere la mercur se dovedește a fi de aproximativ jumătate de mililitru de lichid. Deoarece este de trei ori mai densă decât apa și vine într-o soluție de 95%, aproximativ două-trei picături conțin doza cu care profesorul a intrat în contact și ne-a dat acest rezultat.
s-a constatat după faptul că dimetilmercurul difuzează, de fapt, prin tipul de mănuși pe care KW le purta în acea zi și o face în câteva secunde. Expunerea mică, echivalentă cu câteva picături absorbite în pielea ei, încorporate în corpul ei și a provocat debutul întârziat al bolii cerebrale. Este dificil pentru oameni, uneori, pentru a realiza gradul de prejudiciu care poate prezenta cu ceea ce pare a fi o expunere banală. Chiar și în cazul lui KW, mănușile transpiră, așa că este posibil să nu fi simțit nici măcar lichid care s-a vărsat pe exteriorul mănușii de pe mână.
conceptul de debut întârziat al bolii la câteva săptămâni până la luni după expunerea inițială nu este neobișnuit. Ai experimentat-o chiar tu. Bolile infecțioase au o perioadă de incubație care poate varia de la câteva ore la aproape un an înainte de a manifesta simptome clinice. Se întâmplă în fiecare an când apare o nouă gripă, dar poate fi extremă, în timpul ciumei bubonice din Europa, unde transmiterea se poate produce prin atingere și se poate manifesta în câteva ore.
astăzi, în China și Iran, fermierii au fost expuși în necunoștință de cauză la superwarfarinele folosite ca otravă pentru șobolani. Warfarina, utilizată astăzi la pacienții cu risc de accident vascular cerebral, reduce acest risc prin subțierea sângelui, împiedicându-l să formeze cheaguri.
la o persoană sănătoasă, lovirea brațului formează o vânătăi, o formă de sângerare. Această sângerare se oprește din cauza coagulării. Cheagurile se pot rupe și bloca vasele de sânge, cum ar fi cele din creier care provoacă accident vascular cerebral. Oprirea coagulării înseamnă că sângerarea nu se oprește la pacienții care iau prea mult warfarină. Acei fermieri care au fost otrăviți cu superwarfarine au fost găsiți cu hemoragie abdominală masivă, însoțită de hematurie, urinarea sângelui, înainte de a expira în spital din cauza exsanguinării, cu sânge care părăsește corpul în cantități fatale.
deoarece grăsimea nu curge la fel de liber în corpul tău ca apa, timpul de ședere al medicamentelor lipofile în țesutul adipos poate fi mai lung decât medicamentele hidrofile, permițând lucruri precum superwarfarina și dimetilmercurul să se acumuleze în grăsime, să se metabolizeze lent în ficat și apoi să elibereze cantități în sânge până când ajunge la o doză letală.
doar alte trei cazuri de otrăvire cu dimetilmercur au fost documentate în istorie. În 1865, doi asistenți de laborator care o sintetizau pentru prima dată au murit la câteva săptămâni după ce au făcut acest lucru. În anii 1960, un alt lucrător de laborator a fost expus la acesta și a suferit și el un declin neurologic întârziat în același mod ca KW.
în general, este o regulă bună să nu atingeți lucrurile dacă nu știți ce sunt. Fii conștient de ceea ce vine în contact cu pielea ta. Dacă nu ești chimist, probabil că nu vei intra în contact direct cu dimetilmercurul așa cum a făcut KW. Nu uitați, ar trebui să mâncați 65.000 kg de somon proaspăt de Atlantic într-o singură ședință pentru a vă duce acolo unde era.
pentru KW, niveluri extrem de ridicate de mercur au fost găsite la autopsie în lobul frontal al creierului ei. Microscoapele au evidențiat pierderi neuronale extinse și glioză, o proliferare inadecvată a celulelor care susțin nervii în tot cerebelul ei, care controlează funcția motorie, explicând distaxia, dismetria și mersul ataxic. Pierderea neuronală a fost găsită bilateral în cortexurile sale vizuale și auditive, explicând câmpul vizual îngust, precum și zgomotul alb pe măsură ce a început să-i spele auzul înainte de a intra în comă.
după cum era de așteptat, cantitatea de mercur Găsită în creierul ei a fost de șase ori mai mare decât cea a prezenței în sânge, deoarece lipofilicitatea metilmercurului i-a permis accesul în sistemul nervos. S-a putut face puțin în acea zi când 4.000 mcg/L de mercur a fost găsit în sângele ei.
deoarece KW era o expertă de renume mondial în domeniul ei, știa la diagnostic ce urma să se întâmple cu ea. Odată ce simptomele apar în toxicitatea mercurului atât de gravă, există foarte puține lucruri pe care terapia de chelare le poate face, deoarece toxina a început să se absoarbă în țesutul neurologic. Debutul întârziat a servit ca mijloc pentru ea de a da directive avansate pentru a notifica pe alții despre povestea ei și a-i avertiza despre pericolele profesionale cu care se confruntă în fiecare zi.
astăzi, cei care manipulează dimetilmercurul sunt așteptați să poarte două perechi de mănuși-un tip laminat foarte rezistent, care se găsește sub o altă pereche de mănuși de neopren sau nitril cu manșetă lungă. Colegii ei din comunitatea științifică, precum și familia ei și Guvernul Statelor Unite, au lucrat împreună pentru a aduce o conștientizare extremă a siguranței în știință, o moștenire care trăiește astăzi decenii mai târziu. KW atât în știința ei, cât și în povestea ei transcende limita timpului.
vă mulțumesc foarte mult pentru vizionare. Ai grijă de tine și fii bine.
Ultima Actualizare 11 Iulie 2019
