Post on 07-Jan-2016
description
INTOXICAŢII CU METALE ŞI MINERALE
INTOXICAŢII CU METALE ŞI MINERALE
Structura cursului
Intoxicaţia cu Arsen (As)
Intoxicatia cu Fier (Fe)
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Introducere
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Arsenul - element ubicvitar în mediu
Face parte din grupul metaloizilor
Din punct de vedere toxicologic se incadreaza la metale
În mediu se gaseşte sub mai multe forme: metalică, organică şi
anorganică
Toxicitatea depinde de forma chimica
Arsenitul (As3+) este mai toxic decat
arsenatul (As5+)
Introducere
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Surse:
se gaseste in diferite minereuri si roci minerale extrase prin minerit
Din topirea acestor minereuri rezulta arsenul elementar sau
trioxidul de As
In mediu se gaseste preponderent sub forma pentavalenta (As5+)
Fiind un element ubicvitar – evitarea contactului este practic
imposibil
Introducere
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Arsenul – otrava zeilor
As – arsenicum (potent)
Anticii considerau ca Orpimentul (sulfidul de arsen, As2S3) – contine aur
din cauza culorii galben – aurii (auropigment, aurul prostilor)
Imparatii Romani Caligula si Diclotian – eforturi disperate de a extrage
aur din orpiment
Sulfidul de arsen
In China antica se folosea ca si medicament (antipiretic, emetic, expectorant,
antihelmintic, substanta masculinizanta, etc.)
Si in zilele noastre numeroase medicamente traditionale chineze contin
cantitati insemnate de arsen
Intre 1700-1850 – toate bolile majore au fost supuse arsenoterapiei (perioada
de “glorie” a intoxicatiei cu arsen)
Paul Ehrlich a sintetizat arsfenamina (salvarsan), medicament cu rol
antibacterian folosit in terapia sifilisului pana la sfarsitul anilor 1940 (terapie de
durata)
Arma biologica – China antica (fumuri toxice de sulfid de arsen), britanicii
adaugau in hrana populatiei aborigene infometate din Australia, gaze toxice
folosite in primul razboi mondial (gazul lewisite)
IntroducereINTOXICAŢIA CU ARSEN
IntroducereINTOXICAŢIA CU ARSEN
IntroducereINTOXICAŢIA CU ARSEN
Oameni celebrii otraviti cu Arsen: Napoleon Bonaparte, regele
George al III-lea a Marii Britanii, Simon Bolivar, etc.
S-a folosit ca si insecticid (arsenatul de cupru, arsenat de plumb)
Ierbicid
Contaminarea mediului – datorita folosirii excesive (solul, apele de
subteran)
Arsenofagia – medicina laică, ritualuri traditionale
Introducere – Date epidemiologice –contaminarea apei freatice
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Introducere – Date epidemiologice
INTOXICAŢIA CU ARSEN
1 US Unknown 8 India 1,000,000
2 Mexico 400,000 9 Bangladesh 50,000,000
3 Chile 437,000 10 Thailand 1,000
4 Bolivia 20,000 11 Vietnam Millions
5 Argentina 2,000,000 12 Taiwan 200,000
6 Hungary 20,000 13 China 720,000
7 Romania 36,000 14 Nepal Unknown
Numarul persoanelor expuse la surse de apa contaminate
ToxicocineticaINTOXICAŢIA CU ARSEN
Toxicocinetica si efectele clinice varieaza in functie de forma chimica a
arsenului
Arsenul anorganic si cel organic trivalent (As3+) afecteaza in primul
rand tractul gastrointestinal si capilarele sanguine
Arsenul organic pentavalent (As5+) produce in primul rand un sindrom
neurologic
Calea de patrundere a toxicului este cea digestiva, rar cea cutanata sau
inhalatorie
Absorbtia – influentata de mai multi factori: forma chimica, marimea
particulelor, puritatea, solubilitate, specie, starea de sanatate a animalului
Arsenul organic pentavalent se absoarbe mai usor decat cel trivalent
Particulele de dimensiuni mari nu se absorb
Dupa absorbtie – distributie in tot organismul
Se acumuleaza in ficat de unde se elibereaza treptat
Splina, rinichii, pulmonul – se acumuleaza cantitati insemnate
Oase, piele si alte tesuturi keratinizate (par, ongloane, unghii) –
rezervoare importante – toxicitate cronica
Trece bariera placentara
Mecanismele de biotransformare nu sunt pe deplin lamurite: procese de
metilare in sol sub actiunea microorganismelor, dar si in vivo
Procese de reducere la nivel renal de la forma pentavalenta la cea
trivalenta (mai toxica)
Toxicocinetica
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Eliminarea
Diferita in functie de forma chimica
Arsenul pentavalent se elimina preponderent pe cale urinara
(40-70%) si prin transpiratie
Arsenul trivalent mult mai lent pe cale biliara prin fecale
Toxicocinetica
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Mecanism de acţiune diferit pentru diferite forme chimice
Arsenul trivalent (As3+) acţionează prin interferare cu grupările
sulfhidril (—SH) ale proteinelor şi inhibare enzimatică prin blocarea
grupărilor active
Inhibă alfa-ceto oxidazele (conţin grupari dithiol) care sunt implicate în
oxidarea piruvatului
Inhibă acidul lipoic (coenzimă esenţială pentru oxidaza acidului piruvic
şi pentru oxidaza acidului alfa oxiglutaric - enzime esenţiale in ciclul
acizilor tricarboxilici - Krebs)
Celulele cu activitate mitotică crescută (necesităţi energetice ridicate)
sunt cele mai afectate
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Induce vasodilataţie şi poate provoca leziuni ale capilarelor
sanguine (mecanism necunoscut)
Afectarea vasculară duce la congestie, hemoragii şi edeme în
diferite organe (toxic vascular)
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Arsenul pentavalent (As5+) anorganic acţionează prin inhibarea
fosforilării oxidative, înlocuind fosforul în această reacţie - creşterea
temperaturii corporale
Arsenul pentavalent organic – interferează cu vitaminele B1 şi
B6 - demielinizare şi degenerare axonală
La om – efect carcinogen (nu s-a dovedit la animale)
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Toxicitatea
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Arsenicalele anorganice - de până la 10 ori mai toxice decât arsenicalele
organice
Ordinea toxicităţii ar fi: arsenul trivalent anorganic > arsenul
pentavalent anorganic > arsenul trivalent organic >arsenul pentavalent
organic
Factori care influenţează toxicitatea: mărimea particulelor (particulele
fine – suprafaţă mai mare de reacţie); soluţiile sunt foarte toxice; animalele
surmenate – mai sensibile
Arsenul nu este biodegradabil – efect cumulativ în sol şi apă (corali) -
sursă permanentă de toxic
Tablou clinic
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Semne clinice asemănătoare în intoxicaţiile cu diferite forme chimice
Evoluţia supraacută (doze foarte mari sau ingestia de arsen dizolvat) –
moarte subită (minute/ore)
Forma acută: colică, vomă, slăbiciune, incoordonări în mers, puls slab,
rapid, diaree, semne urmate de colaps şi moarte
În cazul expunerii cutanate – vezicule cutanate, edem cutanat şi subcutanat,
crevase şi hemoragii (posibil infecţii secundare)
Tablou clinic
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Forma subacută (doze relativ mici într-o perioadă relativ lungă) –
depresie, anorexie, incoordonari şi dificultaţi în deplasare, diaree
negricioasă, posibil hemoragică şi apoasă, hematurie, proteinurie – moarte
în câteva zile
Expunerea cronică – dispnee şi oboseală la efort, sete, păr uscat şi aspru,
mucoase de culoare roşie cărămizie
La rumegătoare – articulaţii îngroşate
Expunere cronică la fenilarsenicale – semne neurologice ( incoordonări,
cecitate), eritem cutanat
Tablou anatomopatologic
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Forma supraacută – iritaţii uşoare ale tractului gastrointestinal
Celelalte forme: conţinut lichid în tractul gastrointestinal
Rumegătoare – congestia abomasului, necroza epiteliului mucoasei
rumenale, edem gelatinos în peretele rumenal, a reţelei, a foiosului şi a
cheagului
Hemoragii gastrointestinale – datorită leziunilor capilare
Ficat distrofic, moale
Atrofii musculare
Infarcte miocardice
Demielinizări ale axonilor nervilor cu degenerări axonale
Tablou anatomopatologic
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Infarcte miocardice multiple
Demielinizări axonale
Tablou anatomopatologic + hematologie
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Punctaţii bazofile ale hematiilor
Leziuni cutanate la om
Date de laborator + Diagnostic
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Diagnosticul se bazează pe anamneză, semne clinice, date
anatomopatologice şi pe determinarea cantitativă a concentraţiei de
As în rinichi şi în ficat
Valori de peste 8-10 ppm în rinichi şi ficat – cu valoare de
diagnostic
Valori între 10 – 20 ppm în urină şi fecale - ce valoare de
diagnostic
Tratament
INTOXICAŢIA CU ARSEN
Eficienţă maximă în primele 4 ore
La animale mici, înainte de apariţia semnelor clinice: evacuarea
conţinutului gastric , urmat de lavaj gastric cu bicarbonat de sodiu
sol.1%
Carnivore – emetice, urmate de spălături gastrice cu lapte şi albuş de
ouă sau 1-5g de tiosulfat de sodiu
Ierbivore – purgative saline după care se administrează 20-30g de
tiosulfat de sodiu sol 10% de 3 ori pe zi, timp de câteva zile
Dacă au trecut mai mult de 4 ore de la expunere (indiferent de
specie) – dimercaprol 1,5-5 mg/kg i.m., 2-4 ori pe zi timp de 10
zile sau până la dispariţia semnelor clinice
Adiţional – tiosulfat de sodiu 30-40 mg/kg i.v. 2-4 ori pe zi până
la dispariţia semnelor clinice
Afecţiunile nervilor nu se pot trata
Tratament
INTOXICAŢIA CU ARSEN
INTOXICAŢIA CU FIER
INTRODUCERE
INTOXICAŢIA CU FIER
Fe - element esenţial atât în lumea animală cât şi în cea vegetală
Fe – al patrulea cel mai abundent element de pe pământ
Element prezent în toate celulele organismului
Intră în compoziţia hemoglobinei şi mioglobinei – rol de transport al
Oxigenului
Este implicat în numeroase procese de oxido-reducere (ex.
fotosinteza)
Intră în compoziţia citocromului P450 (enzimă cu rol crucial în
metabolism)
La nivel seric se leagă de transferină (proteină de transport), iar în
lapte de lactoferină
Carenţa de Fe – anemie
Excesul de Fe – supraîncărcare cu Fe şi modificări organice
Oxidarea formei feroase (Fe2+) la cea ferică (Fe3+) în
hemoglobină duce la methemoglobinemie
INTRODUCERE
INTOXICAŢIA CU FIER
INTRODUCERE
INTOXICAŢIA CU FIER
Conţinutul în Fe a furajelor şi a apei variează în limite largi
Dietele animalelor sunt de obicei bogate în Fe
Carenţa de Fe – frecvent întâlnită la om, purcei nou-născuţi, viţei şi la
animalele parazitate
Fe în exces se acumulează în diferite organe, inclusiv în creier, fiind
implicat în procesele neurodegenerative
Toxicocinetică
INTOXICAŢIA CU FIER
Homeostazia Fe este reglată de mecanisme complexe
Calea de pătrundere în organism este cea digestivă prin furaj
Absorbţia – în condiţi normală este slabă, aproximativ 5-15% fiind
absorbit, însă acest procent se dublează la animalele carenţate
Homeostazia Fe - ajustarea absobţiei în funcţie de necesităţile
organismului
Absorbţia – invers proporţională cu concentraţia serică de feritină
Factori care influenţează absobţia: a) vârsta, starea de sănătate a
animalului
b) starea tractului gastrointestinal
c) forma chimică a Fe şi cantitatea
ingerată
d) prezenţa în furaj a unor compuşi care
favorizează sau reduc absorbţia intestinală
Enterocitele de la nivelul intestinului subţire preiau fierul bivalent
(Fe2+) şi îl eliberează în sânge unde este transformat în fier trivalent
(Fe3+) şi se leagă de feritină
Toxicocinetică
INTOXICAŢIA CU FIER
Absorbţia Fe
Duodenal Lumen Duodenal Mucosa Plasma
B2-microglobulin
HFE
DMT1
B3 integrin
MucinFe++
Fe++ Fe++
FeFe2+2+
FeFe3+3+
Mobilferritin
Heme-Protein
Heme+
Polypeptides
Heme
Biliverdin Bilirubin Bilirubin
Heme
OxigenaseCO CO
paraferritin
FeFe2+2+ FeFe2+2+
FeFe3+3+
Transferritin
Ceruloplasmin
Ferroportin
Toxicocinetică - absorbţia
INTOXICAŢIA CU FIER
Odată absorbit – Fe se acumulează, va fi reţinut în organism
Din totalul de Fe a organismului 2/3 intră în structura hemoglobinei,
10% în structura mioglobinei şi a unor enzime, iar restul rămâne legat de
feritină sau se depozitează sub formă de hemosiderină
Cele mai mari concentraţii de feritină şi hemosiderină se găsesc în ficat,
splină şi în măduva osoasă
Feritina – 20% Fe
Hemosiderina – 35% Fe
Toxicocinetică
INTOXICAŢIA CU FIER
Toxicocinetică
INTOXICAŢIA CU FIER
La animalele sănătoase – hematiile neviabile sunt reţinute de către
celulele sistemului reticulo-endotelial din splină,ficat şi măduva
osoasă, Hemul este descompusul, iar Fe refolosit
Boli de stocaj – hemosideroză
Eliminarea - foarte greoaie, sub 1% prin urină în cazul anemiilor
hemolitice sau în urma hemoragiilor
Toxicocinetică
INTOXICAŢIA CU FIER
Hemosideroză – Coloraţia Perls
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU FIER
Forma feroasa (Fe2+) intră în compoziţia hemoglobinei transportând
oxigenul
Fe2+ are o reactivitate foarte ridicată
Fe2+ intră în reacţie cu peroxidul de hidrogen (HOOH) endogen,
catabolizând formarea radicalului hidroxil
HOOH + Fe2+ → Fe3+ HO-+ HO•
Stress oxidativ crescut (datorită eliberării radicalului hidroxil dar şi a altor
specii reactive de oxigen) – inhibă numeroase proteine şi ADN-ul
Peroxidare lipidică - leziuni mitocondriale cu inhibarea respiraţiei aerobe
Distrucţia membranelor celulare (nucleare, mitocondriale şi celulare
exterioare)
Mecanismul de acţiune
INTOXICAŢIA CU FIER
În caz de supradoză, capacitatea de legare a Fe este depăşită, fierul
trivalent (Fe3+) va fi prezent liber în sânge
Acest Fe3+ liber, după reacţia cu apa eliberează ioni de H ducând la
acidoză severă
Fe3+ + 3H2O FE(OH)3 + 3H+
Fe3+ - are efect vasodilatator
Deprimă factorii de coagulare
Toxicitatea
INTOXICAŢIA CU FIER
Toate mamiferele sunt susceptibile
Câinii – expuşi datorită accesului la suplimente vitaminice, minerale de
uz uman cu Fe
Purceii – supradoze medicamentoase în urma terapiei anemiei feriprive –
toxicitate supraacută/acută
Toxicitatea apare în momentul depăşirii capacităţii de legare a Fe, iar în
sânge este prezent Fe liber
Boli genetice de stocaj – om (hemocromatoza), bovine, tucani, cai
Tablou clinic - Forma acută la căine, porc, bovine şi cal
INTOXICAŢIA CU FIER
Câini – Consumul accidental unor cantităţi excesive de suplimente vitaminice,
respectiv suplimente de fier
Bovine, cabaline şi porc –administrarea orală sau parenterală a unor suplimente
de fier
Evoluează în 4 stadii:
Stadiul I (0-6 ore post-ingestie): vomă, diaree, colică şi depresie
Stadiul II (6-24 de ore post-ingestie): faza latentă, animalele se recuperează
aparent
Stadiul III (12-96 de ore post-ingestie): vomă, diaree, colică, hemoragii
gastrointestinale, slăbiciune, şoc – posibil moarte
Stadiul IV (2-6 săptămâni post-ingestie): fibroză gastrointestinală cu ocluzii,
obstrucţii intestinale
Tablou clinic – Purcei nou-născuţi
INTOXICAŢIA CU FIER
Purceii – predispuşi la anemie feriprivă datorită depozitelor hepatice scăzute
de Fe şi a conţinutului scăzut în Fe a laptelui de scroafă
Anemia feriprivă – dispnee, anorexie, tulburări de creştere
Prevenţia anemiei feriprive – administrarea orală sau parenterală a unor
compuşi cu Fe
În caz de supradoză apare sindromul clinic
Clinic – 2 forme
Forma supraacută: moarte subită la câteva minute/ore după administrare –
reacţie anafilactoidă cu colaps vascular şi moarte
Forma acută/subacută: necroze gastrointestinale, depresie, comă şi moarte
Purceii născuţi de scroafe cu carenţă de vitamină E şi Se sunt mai sensibili
Boli de stocaj
INTOXICAŢIA CU FIER
Hemocromatoza – acumulara patologică a Fe în ţesuturi
Hemosideroza – acumularea non-patologică
Boli genetice de stocaj la tucan, bovine din rasa Saler, lilieci
Hemocromatoza post-transfuzională la câine (transfuzii repetate
pe o perioadă îndelungată
Tratament
INTOXICAŢIA CU FIER
Obiectivele terapiei:
Limitarea absorbţiei – cărbunele activat nu este eficient
îndepărtarea conţinutului gastrointestinal (inclusiv intervenţie
chirurgicală)
Terapie de susţinere
Stimularea excreţiei - terapie chelatantă
Tratament
INTOXICAŢIA CU FIER
Terapia chelatantă
Se realizează prin administrarea deferoxaminei (20-40 mg/kg)
Deferoxamina – afinitate ridicată pentru Fe, scăzută pentru Ca
Competiţionează cu feritina şi hemosiderina pentru Fe
Nu competiţionează cu transferina, hemoglobina şi cu enzimele care
conţin Hem
Absorbţia digestivă este slabă astfel încât se administrează intravenos, lent
Se elimină pe cale urinară (atenţie la pacienţii cu insuficienţă renală!!)
Bile
Macrophage
Urine
Labile Fe
Storage Fe
Hepatocyte
FeFe Fe
Fe
Fe
Fe
Fe
Fe
FeFe
FeFe
Fe
Fe
Plasma
Faeces
Kidney
Fe
Cohen AR, Porter JB. In: Steinberg MH, et al, editors. Disorders of hemoglobin:genetics, pathophysiology, and clinical management. Cambridge: Cambridge University Press; 2001.
DFO = desferrioxamine.
Tratament – mecanismul de actiune a desferoxaminei
INTOXICAŢIA CU FIER
Va mulţumesc pentru atenţie!!