Prvky - systematicky s-prvky

Transkript

1 Prvky - systematicky s-prvky Toxikologie Ing. Lucie Kochánková, Ph.D.

2 Zdrojem ilustračních obrázků jednotlivých prvků 2

3 Lithium výskyt z alkalických kovů nejtoxičtější, smrtelná dávka LiCl pro člověka jen několik gramů, (podobností se sodíkem a draslíkem) hůře se vylučuje při nedostatku sodných iontů, při otravě lithiem jako protijed NaHCO 3, urychlí vylučování Li u novorozenců struma a poškozená centrální nervová soustava (CNS), při akutní otravě: nevolnost, průjmy, třes, poruchy pohybové souhry, hlubší poruchy - artikulace řeči, křeče 3

4 Sodík Draslík biogenní prvky, vzájemně nezastupitelné pro přenos nervových vzruchů, činnost srdce, udržují osmotickou rovnováhu toxicita: NaCl toxický pro člověka g - z buněk odčerpá vodu, roztoky s větší koncentrací než 0,9 % soli - už nezaženou žízeň, ale vodu odnímají KCl 6 jedovatější než NaCl - již 15 g způsobuje otravu, křeče, nepravidelný srdeční rytmus - kardiotoxický draslík je esenciální pro rostliny, některé herbicidy uměle vytvářejí nedostatek draslíku 4

5 Baryum BaCO 3 složkou otravných návnad pro hlodavce, BaCl 2 silně jedovatý (0,8-2 g smrtelná dávka) dráždí trávicí ústrojí (zvracení, střevní koliky, vnitřní krvácení), nervový systém (třes), dýchací potíže, smrt nastává za plného vědomí zástavou srdce při paralýze končetinových svalů, chronicky způsobuje zánětlivá onemocnění mozku, degenerativní změny sleziny, jater, hladké a srdeční svalstvo velmi toxický ve všech svých rozpustných sloučeninách BaSO 4 jako kontrastní látka při vyšetření žaludku a střev, první pomoc vypít roztok Na 2 SO 4, ionty síranu vytvoří s baryem nerozpustný a tudíž neúčinný BaSO 4, který se vyloučí z těla 5

6 Prvky - systematicky p-prvky Toxikologie Ing. Lucie Kochánková, Ph.D.

7 Hliník - prakticky se nevyskytuje v žádné živé tkáni, ať již rostlinné nebo živočišné Alzheimerova choroba - předpoklad nebyl doposud prokázán, hromadění Al je sekundárním jevem hlinité sloučeniny zabraňují vstřebávání některých látek z trávicí soustavy: fluoridů, Ca, Fe, P, Zn, cholesterolu - při normální funkci ledvin se množství hliníku přijaté potravou a nápoji bez potíží vyloučí. rozpustné soli KAl(CO 4 ) 2 - adstringentní a protizánětlivý prostředek koloidní Al(OH) 3 - antacidum, antipyretikum Superpyrin 7

8 Thalium rodenticid a na mravence (Tl 2 SO 4 ) dříve k depilačním účelům < degenerativní změny v buňkách, především ve vlasových folikulech, soli thalia jsou pokládány za potenciálně karcinogenní akutně: velké dávky delirium, křeče, hluboké bezvědomí a smrt, malé dávky krvavé zvracení, bolesti hrudníku, slinění, zrychlený tep chronicky - vzácné, nechutenství, rychlé hubnutí, poruchy zraku, hybnosti, psychózy, hysterie smrtelná dávka je menší než 1 gram absorbovaného thallia, tj. asi 2,5 g Tl 2 SO 4 8

9 Olovo pro dětský organismus - příčinou zpomalení duševního vývoje a nepříznivých změn v chování po vniknutí do organismu se ukládá hlavně v kostech ( dnů) a v určitém množství se nachází v krvi (20 dnů). bledost obličeje a rtů ( olovnatý lem ), zácpa a nechuť k jídlu, kolika (colica saturnina), anémie, bolesti hlavy, křeče, chronická nefritida ledvin, poškození mozku a poruchy centrálního mozkového systému. asi 95 % cirkulujícího olova je vázáno na erytrocyty (35 dnů), zbytek na plazmatické proteiny, inaktivace určitých enzymatických systémů obsahujících skupiny SH Pb(C 2 H 5 ) 4 tetraethylolovo dříve při spalování olovnatého benzínu psychické poruchy schizoidní povahy 9

10 Dusík N 2 dusivý plyn, vytěsňující O 2 amoniak NH 3 (čpavek) - inhalovaný dráždí až leptá sliznici dýchacích cest a plic, spojivky, vysoké koncentrace při nadechnutí způsobí křeč a otok hrtanu až udušení, perorálně leptá sliznice, nausea, vomitus, možná perforace jícnu nebo žaludku N 2 O - oxid dusný, dříve se používal jako anestetikum pro celkové znecitlivění, čistý způsobuje cyanózu a hlubokou narkózu, která by vedla ke smrti, proto používán ve směsi se vzduchem jako rajský plyn NO - oxid dusnatý, silně dráždí dýchací cesty, způsobuje cyanózu a hemoglobin mění na oxidovaný methemoglobin, v těle funguje jako jednoduchý plynný hormon způsobující rozšiřování cév, na vzduchu se rychle oxiduje na NO 2 - většinou ve směsi jako NO x (nitrozní plyny - podezřelé z karcinogenity) NaN 3 azid sodný, biocid bakterií a plísní, blokuje cytochromoxidázu 10

11 kyseliny a jejich soli Dusík HNO 3 - silná žíravina, oxidační a nitrační vlastnosti, HNO 2 - dusitá není extra žíravá, její soli jsou možná 100 jedovatější než dusičnany, u člověka 0,5 g dusitanů způsobí akutní otravu, 4 g jsou smrtelné, podezřelé z karcinogenity, estery kyselin dusičné - př. nitroglycerin (glycerol trinitrát) - terapeutická dávka je 0,1 mg tabletka pod jazyk, jinak ale vysoce toxické látky (oxidují hemoglobin, způsobují chudokrevnost, poškození srdečního svalu, ledvin, sleziny), smrtelné desítky mg dusité - př. isoamylnitrit - neurotoxický a kardiotoxický 11

12 Fosfor bílý - samozápalný - ukládá se pod vodou, způsobuje popáleniny, destrukce tkání, těžce se hojící popáleniny, narušuje metabolismus cukrů, tuků i bílkovin, brání ukládání glykogenu v játrech, chronické účinky: lámavost kostí, nekróza dolní čelisti PH 3 fosfan - a fosfidy prudce jedovaté sloučeniny, zapáchá rybinou, bývá přítomen v technickém acetylenu, působí dráždivě a neurotoxicky organofosfáty - vysoce toxické, využívány jako insekticidy nebo ve válkách jako nervové plyny, do těla pronikají všemi způsoby, kůží účinek po 2-3 h, nevratně inhibuje acetylcholinesterázu (křeče, zvracení, průjmy, snížení krevního tlaku, svalová slabost, poruchy paměti, v těžších případech smrt následkem křeči průdušek či bránice) první pomoc - atropin, který soutěží s acetylcholinem, nebo reaktivátory acetylcholinesterázy, ale jen do krátké doby, nebo jinak vazba organofosfátů pevná a pevnější a působí týdny až měsíce 12

13 Arsen kovový arsen je netoxický - v organismu je však metabolizován na toxické látky, nejčastěji na oxid arsenitý jedovatý akutně i chronicky, některé sloučeniny prokázanými karcinogeny (As 2 O 3 ), mutageny, teratogeny, sloučeniny trojmocného jsou akutně toxičtější než pětimocného As 3+ > As 5+ arseničné sloučeniny jsou ale karcinogennější - nejčastěji rakovina plic po dlouhé době latence (35-45 let), také rakovina kůže - kyslíkaté sloučeniny se snadno resorbují sliznicí trávicího traktu, nepoškozenou pokožkou i plícemi, váže se na thiolové skupiny -SH - poškozuje trávicí trakt (atakuje sliznici), silné průjmy s dehydratací, poškození buněčné membrány stěn krevních kapilár (změna propustnosti), poškozená játra a ledviny, neurotoxické - mozek není dostatečně prokrvován - cílovými orgány jsou ledviny, játra, krev, nervy, kůže, nehty, prochází placentární bariérou - malá porodní váha, kožní projevy jako hyperpigmentace (zmnožení melaninu) 13

14 Arsen - toxicita! oxid arsenitý As 2 O 3, známý jako arsenik, otrušík, utrejch- silně toxická sloučenina, dobře rozpustná ve vodě, byl používán jako rodenticid smrtelná dávka 120 mg arsenitan draselný K 3 AsO 3 dříve jako roborans, v dávce 1 mg denně dětem jako posilující prostředek - hormese arsan (arsenovodík) AsH 3 páchne po česneku, výskyt v technickém acetylenu, deriváty jsou bojové otravné látky, vysoce toxický, způsobuje hemolýzu krve, plicní edém, selhání srdce další sloučeniny dříve jako pesticidy (insekticidy, herbicidy, fungicidy) 14

15 Síra biogenní prvek, součást sirných aminokyselin (cystein, methionin), sama o sobě nejedovatá, ale tvoří řadu toxických sloučenin sulfan H 2 S - bezbarvý plyn těžší než vzduch, inhibuje cytochromoxidázu vazbou na trojmocné železo, poškozuje buněčný metabolismus, inhibice acetylcholinesterázy, postihuje nervovou soustavu - bolesti hlavy, únava, křeče, bezvědomí, při vyšší koncentraci ochrnutí dýchacího centra oxid siřičitý SO 2 - vzniká při spalování méně kvalitního uhlí dráždivý plyn pro horní cesty dýchací, v těžších případech až edém plic, chronicky negativně na krvetvorbu, rozedma plic (hromadění plynu v tkáních), toxický pro rostliny - reaguje s chlorofylem a narušuje tak fotosyntézu oxid sírový SO 3 - dráždivější než SO 2, ve vlhkém vzduchu tvoří mlhu kyseliny sírové, která leptá dýchací cesty kyselina sírová H 2 SO 4 - dehydratační účinky, leptá pokožku, sliznice 15

16 Fluor klasifikován jako nejtoxičtější irritant; dráždí kůži - podráždění má charakter popálenin a velmi pomalu se hojí; nejprve silné prokrvení kůže, pak zblednutí a otok, dráždí nosní a oční sliznici fluorovodík HF - páchnoucí bezbarvý plyn, vodný roztok kyselina fluorovodíková - leptají sklo a proto v plastových lahvích silně leptají, hluboká pálivá bolest i mimo místo kontaktu, bílé skvrny na kůži - odebírají vodu - dehydratace, ionty fluoru odebírají vápník z tkání na CaF 2 akutně plicní edém chronicky degenerativní změny na játrech a ledvinách, snížení objemu kostní dřeně mohutněním kostí, hubnutí, neurotoxicita toxický pro fytocenózu kumulace v koncových částech stonku a listů zánik rostliny fluoridy jsou protoplasmatické jedy ovlivňující v intracelulárních prostorech činnost řady enzymů 16

17 Chlor Cl 2 - žlutozelený plyn charakteristického zápachu, těžší než vzduch, vyskytuje se pouze ve sloučeninách, největší zásoby chloridů v mořské vodě (př. halit NaCl) při inhalaci kašel, bolesti na prsou, zvracení, bolest hlavy, edém nebo zánět plic, při chronické expozici bronchitidy, při chlorování vody znečištěné organikou dochází k její chloraci (př. fenoly, huminové kyseliny) - vznikají karcinogeny toxický pro fytocenózu nedostatečná tvorba chlorofylu tzv. chloróza 17

18 Chlor chlorovodík HCl a jeho kyselina - silně dráždivý plyn, leptavý, záněty spojivek, zakalení rohovky, chronicky poškození zubní skloviny, perforace nosní přepážky, lámavost nehtů a vlasů krátkodobě mohou být tolerovány i koncentrace několika set ppm lidský organismus si na něj velmi dobře zvyká chloridy - normální součástí živé hmoty, chloridový hlavní aniont mezibuněčné tekutiny ClO 2 - pro výrobu papíru, bělení celulózy, vysoce toxický a výbušný, je smrtelný, v nižších koncentracích zasažení rohovky chlorečnany - při styku s organickými látkami výbušné směsi dráždí kůži a sliznice, edém plic, podání perorální - cyanoza, poškození ledvin, křeče, hemolýza, methemoglobinémie NaClO 3 - herbicid, KClO 3 - hlavičky zápalek 18

19 Brom Br 2 - tmavě červená kapalina, pronikavý zápach, reaktivní a proto ve sloučeninách, bromidy v mořské vodě intenzivně dráždivé účinky, kapalný leptá sliznice i kůži; inhalace par může způsobit krvácení z nosu bromidy - působí tlumivě na CNS, vyvolávají ospalost, prakticky netoxické bromičnany - hemolýza, methemoglobin, poškození ledvin a jater, útlum CNS, smrt na selhání ledvin bromované organické sloučeniny pesticidy, retardéry hoření 19

20 Jod pevná sublimující červenofialová látka biogenní prvek obsažen v hormonu štítné žlázy thyroxinu, který ovlivňuje především vývoj pohybové soustavy a mozku nedostatek negativně ovlivňuje inteligenci zvětšení štítné žlázy (endemická struma) vyvoláno nedostatkem jodu vyvolán tělesný i duševní úpadek (endemický kreténismus);dříve zdravotní problémy lidí z horských oblastí, kde je výskyt přírodního jodu omezen (Podkarpatská Rus, Alpy); proto jod přidáván do potravin např. jodizace kuchyňské soli akceptovatelná je dávka 10 mg jodu/den 20

21 Jod elementární jod při styku s kůží těžko hojitelné vředy až rakovina kůže inhalace par dráždivý účinek na plíce větší než v případě chloru nebo bromu může být vyvolán edém plic závratě, poruchy vidění, methemoglobinemie smrtná dávka: 2-4 g jodu HI stejné leptavé účinky jako HCl jodidy čtyřnásobná toxicita ve srovnání s chloridy; chronická otrava hubnutí, poruchy spánku, ovlivnění srdeční činnosti jodičnany methemoglobinemie, vyšší toxicita než jodidy, chlorečnany i bromičnany 21

22 Radon radioaktivní plyn po vdechnutí z velké části vydechnut, zbytek rozpuštěn ve vlhkých plicních tkáních následuje rozpad radonu na jeho dceřinné prvky Po a 210 Pb (α-zářiče) kovové dceřinné produkty rozpadu radonu mají elektrický náboj depozice na prachových částicích v atmosféře = radioaktivní prach možná inhalace inhalovat je možno i radon jako plyn k jeho rozpadu pak dochází v těle α záření po proniknutí do organismu - kůže zabrání jeho zpětnému vyzáření ven trvalé ozařování plicních hrotů rakovina plic K rakovině plic přispívá radon z %, ale kouření ze 70 %! 22

23 Prvky - systematicky d-prvky Toxikologie Ing. Lucie Kochánková, Ph.D.

24 Stříbro - toxicita obecně působí baktericidně a desinfekčně, koloidní stříbro ničí houby a plísně, zabíjí parazity, pomáhá regeneraci buněk, minimálně toxické pro vyšší organizmy, použití pro jednorázovou desinfekci malých zdrojů pitné vody (Sagen) chronicky ukládání a projev jako modročerné zabarvení sliznic, spojivek, kůže = argyrie, způsobí anémii, srážejí bílkoviny, požitím pálení v trávicím ústrojí, průjem AgNO 3 antiseptické a leptavé účinky, k odstraňování bradavic, lapis infernalis - pekelný kamínek, 10 g je smrtelná dávka, toxický je zde dusičnanový aniont 24

25 Kadmium vliv jednoznačně negativní, chemicky velmi podobné zinku => může snadno vstupovat do různých enzymatických reakcí místo Zn, Fe, Cu, vliv na metabolismus Ca kumulativní jed - koncentruje se především v ledvinách a v menší míře i v játrech (v ledvinách setrvá až desítky let) osteoporóza a anemie, zvyšuje se i riziko srdečních a cévních onemocnění, prokazatelně karcinogenní pro zvířata i pro člověka (dle IARC 1) činnost pohlavních žláz - u samců změny varlat, u březích samic změny placenty, při akutně vysoké dávce kadmia se dostavují bolesti břicha, průjmy a zvracení (LD50 pro člověka 0,3-8,9 g).! kuřáci! - v náhodně vybraném vzorku populace obsahují ledviny silného kuřáka minimálně 10 více kadmia než u nekuřáka 25

26 Rtuť kumulativní jed, koncentruje se v ledvinách a v menší míře i v játrech a slezině chronické otravy bývají často nespecifické - od studených končetin, vypadávání vlasů, šedý lem kolem zubních krčků až vypadávání zubů, přes zažívací poruchy, různé neurologické a psychické potíže až po závažné stavy jako např. chudokrevnost, revmatické choroby či onemocnění ledvin při jednorázové vysoké dávce rtuti se dostavují bolesti břicha, krvavé průjmy a zvracení. kalomel Hg 2 Cl 2 vzhledem k nízké rozpustnosti se jen velmi obtížně může dostat z trávicího traktu do krevního řečiště, byl využíván medicínsky jako projímadlo. chlorid rtuťnatý HgCl 2 (sublimát), ve vodě velmi dobře rozpustný a současně mimořádně toxický - byl dříve používán jako součást jedů na hlodavce a k moření obilí fulminát rtuťnatý - třaskavá rtuť, rozklad při teplotě nad 50 C, do rozbušek 26

27 Chrom Cr 6+ nejtoxičtější, CrO 3 prokázaný karcinogen pro člověka (kategorie 1 dle IARC), letální dávka 1-2 g, mutagenní, pravděpodobnost vzniku karcinomu plic a nosu (při chronické inhalaci perforace nosní přepážky), tvorba vředů <= při biochemické redukci Cr 6+ na Cr 3+ za spoluúčasti cytochromu P-450 => významné antidotum vitamin C (kyselina askorbová) inhalací astmatické potíže, při požití zpočátku leptá, následuje šok a smrt, těžká akutní závrať, zvracení, mrazení, bolesti žaludku poškozuje pokožku, vznikají léze známé jako chromové vředy nebolestivé, často pronikají hluboko Cr běžnou reakcí na kontakt je alergická dermatitida ústup od chromování kovů dichromany Cr 2 O (Na +, K +, NH v seznamu jedů) stejné účinky jako soli Cr 6+, leptají sliznice, nebezpečné pro oči, smrtelná dávka požitím K 2 Cr 2 O 7-2 g 27

28 Železo železo je málo toxické, sloučeniny hlavně dráždivé a leptavé místní účinky při léčení anémie z nedostatku železa se resorbuje jen redukovaná forma, proto přídavek kyseliny askorbové (redukční účinky) Fe 2 O 3 a Fe 3 O 4 - soli železnaté a železité toxické až ve vyšších dávkách, smrtelná dávka pro dvouleté dítě pozorována 2-10 g degenerace srdce, při inhalaci horečka slévačů, chronicky může vzniknout rakovina plic, jinak zaprášení nazývané sideróza FeCl 3 - místně leptá sliznice a kůži FeSO 4. 7H 2 O - dráždí žaludeční sliznici, je hepatotoxický Fe(CO) 5 - pentakarbonyl železa, asi 100 toxičtější než ostatní sloučeniny Fe, nebezpečný při inhalaci, dobře proniká kůží, způsobí edém plic 28

29 Nikl silně zvyšuje riziko vzniku rakoviny a je dnes řazen i mezi mutageny v běžném životě kožní alergie na nikl niklový svrab, projevuje se u 6-10 % obyvatelstva a doprovází ji nejprve zarudnutí kůže a později až vznik kožních ekzémů, i při placení mincemi s obsahem niklu. toxický pro vodní organismy [Ni(CO) 4 ] - (jed v seznamu), akutně kašel, závratě, bolesti hlavy, cyanóza, horečky, zvracení, smrt v důsledku pneumonie (zánětu plic), krvácení do mozku, akutního edému plic, po překonání otravy se často rozvine chronické respirační selhávání Ni karcinogenní pro zvířata i lidi (plíce, nos),! prokázané karcinogeny pro člověka NiO, Ni 2 O 3, NiO 2! 29