dimetyylielohopea

metyylielohopean saastuttaman kalan tai viljan nauttiminen aiheutti vakavan neurotoksisuuden epidemioita ja kuolemia Japanissa 1950-ja 1960-luvuilla ” ja Irakissa 1972. Maailman terveysjärjestö WHO ja muut järjestöt ovat varoittaneet metyylielohopeayhdisteiden vaaroista ympäristölle ja tieteellisille tutkijoille. Dimetyyli1-elohopea voi olla jopa vaarallisempaa kuin metyylielohopeayhdisteet. Dimetyylielohopean fysikaaliset ominaisuudet mahdollistavat transdermaalisen imeytymisen, ja tämän nesteen haihtuvuus mahdollistaa myrkyllisen altistumisen hengitettynä. Koska dimetyylielohopea on tappava annoksella, joka on noin 400 mg elohopeaa (vastaa muutamaa tippaa eli noin 5 mg painokiloa kohti), se on supertoksinen klassisen toksikologian oppikirjan luokituksen mukaan. Raportoimme tapaturmaisesta dimetyylielohopeamyrkytyksestä kemistissä, jonka tutkimus keskittyi raskasmetallien biologiseen Myrkyllisyyteen.Tietojen mukaan hän käsitteli dimetyylielohopeaa vain yhtenä päivänä, kun hänellä oli lateksihanskat ja hän työskenteli ilmastoidussa liesituulettimessa, joka oli suunniteltu estämään altistuminen kemiallisille höyryille. Hänellä oli viivästyneitä, mutta lopulta kohtalokkaita hermomyrkyllisiä vaikutuksia, jotka olivat samanlaisia kuin metyylielohopeayhdisteiden aiheuttamat. Tämä tapaus havainnollistaa dimetyylielohopean voimakasta myrkyllisyyttä ja tarvetta ylimääräisiin varotoimiin, jos sitä aiotaan käyttää missä tahansa tieteellisessä uudelleenhaussa. TAPAUSRAPORTTI 48-vuotias kemian professori otettiin Dartmouth-Hitchcock Medical Centeriin Lebanonissa New Hampshiressa 20. tammikuuta 1997, ja hänellä oli viiden päivän historia tasapainon, kävelyn ja puheen asteittaisesta heikkenemisestä. Alus oli menettänyt 6.8 kg kahden kuukauden aikana ja oli kokenut useita lyhyitä jaksoja pahoinvointia, ripulia ja vatsavaivoja. Potilas muisti, että kun hän elokuussa 1996 siirsi nestemäistä dimetyylielohopeaa säiliöstä kapillaariputkeen, hän läikytti pipetin kärjestä useita pisaroita hansikkaan käden niskaan. (Myöhempi tarkastelu hänen päivätty laboratorio muistikirjat, historia tarjoama työtoveri, ja tutkiminen päivätty materiaaleja käytetään kokeessa myöhemmin pinpointed päivämäärä 14 elokuu 1996.) Hän kertoi siivonneensa vuodon ja poistaneensa sen jälkeen suojakäsineensä. Potilas oli laiha, mutta vaikutti terveeltä ja oli sopivasti huolissaan neurologisista ongelmistaan. Tutkimuksessa ilmeni keskivaikeaa yläraajahalvausta, dystaksista käsialaa, laaja-alaista kävelyä ja lievää ”skannauspuhetta.”Rutiinilaboratoriokokeiden tulokset olivat normaalit. Pään tietokonetomografian (CT) ja magneettikuvauksen (MK) tulokset olivat normaalit lukuun ottamatta satunnaista löydöstä todennäköisestä meningeoomasta, jonka halkaisija on 1 cm. Aivo-selkäydinneste oli kirkasta, sen proteiinipitoisuus oli 42 mg desilitraa kohti, eikä siinä ollut soluja. Metyylielohopea-neurotoksisuuden mahdollisuuden vuoksi veri-ja virtsanäytteet lähetettiin kiireellistä elohopeapitoisuuden mittaamista varten. Koska elohopeaaltistuksen ajankohdan ja neurologisten oireiden alkamisen välinen aika oli pitkä ( 154 päivää) ja oireet etenivät nopeasti, muita akuutin cercbellar-toimintahäiriön syitä harkittiin. Seuraavina päivinä potilas havaitsi sormissa kihelmöintiä, lyhyitä valonvälähdyksiä molemmissa silmissä, pehmeää taustaääntä molemmissa korvissa ja eteneviä vaikeuksia puheen, kävelyn, kuulon ja näön kanssa (rajoittuneita näkökenttiä). Alustavan laboratorioraportin mukaan kokoveren elohopeapitoisuus oli yli 1000 µg litrassa. Kelaatiohoito suun kautta annettavalla sukkimeerilla (10 mg / kg suun kautta kahdeksan tunnin välein) aloitettiin altistuksen jälkeisenä päivänä 168. Seuraavana päivänä raportoitiin seuraavat laboratorioarvot: kokoveren elohopea, 4000 µg pet-litrassa (normaali vaihteluväli 1-8; toksinen taso, >200); virtsan elohopea, 234 µg litrassa (normaali vaihteluväli 1-5; toksinen taso >50). Potilaiden neurologinen heikkeneminen jatkui, neuropsykiatriset testit paljastivat selviä puutteita kaikilla alueilla. Kelaatiohoito onnistui aluksi, ja elohopean erittyminen virtsaan lisääntyi 257 µg: sta pet: stä 24 tuntiin (ennen kelaatiohoitoa) 39 800 µg: iin 24 tunnissa. E-vitamiini lisättiin kuuriin mahdollisesti suojaavana antioksidanttina. Potilas siirrettiin Massachusetts General Hospitaliin Bostoniin. E-vitamiinia ja sukkimeeriä jatkettiin. Verenvaihto vähensi imean kokoveren elohopeapitoisuutta 2230 µg: sta litrassa ennen toimenpidettä 1630 µg: iin litrassa 2 tuntia myöhemmin, mutta uudelleenekvilibrointi johti pitoisuuteen 2070 µg litrassa 16 tuntia myöhemmin. Sappinesteen elohopeapitoisuus oli 30-99 µg litrassa. Pään toistuvat CT-ja magneettikuvat pysyivät normaaleina, eikä takaraivo-tai pikkuaivovaurioista ollut merkkejä. Audiometria paljasti lievän tai keskivaikean sensorineuraalisen kuulon heikkenemisen. Neuro-oftalmologisissa testeissä havaittiin kohtalaisen ahtaita samankeskisiä kenttiä, eikä papilledeemasta ollut merkkejä. Helmikuun 6. päivänä, 22 päivää ensimmäisten neurologisten oireiden ilmaantumisen jälkeen (ja 176 päivää altistuksen jälkeen), potilas ei reagoinut kaikkiin visuaalisiin, sanallisiin ja kevyisiin ärsykkeisiin. Potilas siirrettiin takaisin Dartmouth-Hitchcock Medical Centeriin, ja aggressiivista yleistä tukea jatkettiin sekä 21 päivän kelaatiohoitoa succimerillä (10 µg / kg suun kautta 12 tunnin välein). Veren elohopeapitoisuuksien väheneminen ajan mittaan on esitetty kuvassa 1. Elohopean puoliintumisajat (kelaatiohoidolla) olivat 29-37 päivää. Elohopean erittyminen virtsaan väheni nopeasti meneillään olevasta kelaatiohoidosta huolimatta. Pitkän hiussuortuvan analyysi paljasti, että se muuttaa lyhyen viiveen, mercurv-pitoisuus nousi nopeasti lähes 1100 µg / milligramma (normaali taso, <0, 26 µg / milligramma mahdollisesti toksinen taso >50 ng / milligramma) ja laski sitten hitaasti, puoliintumisaika oli 74, 6 päivää. Potilaiden neurologiselle statukselle oli ominaista spontaani silmien avautuminen, mutta ilman tietoisuutta näkö -, ääni-tai valokosketusärsykkeistä tai reagoimista niihin. Babinski-merkki oli monitulkintainen,ja decerebrate ja decorticate-poseeraukset puuttuivat. Kivuliaat ärsykkeet johtivat raajojen vetäytymiseen. Sarveiskalvon ja pupillin refleksit olivat hitaat, mutta läsnä. Spontaania haukottelua, voihkimista ja raajaliikkeitä esiintyi, ja niihin liittyi levottomuutta ja itkua, mikä vaati suuria annoksia klooripromatsiinia ja loratsepaamia. Hänen tilansa näytti muistuttavan jatkuvaa vegetatiivista tilaa, jossa oli spontaaneja kiihtymys – ja itkukohtauksia. Perheenjäsenten, laboratorion työtovereiden ja laboratoriopintojen testeissä ei löytynyt mitään ennalta-arvattuja elohopeavuotoja tai muita toksisia veren tai virtsan elohopeapitoisuuksia. Löysimme vain kolme aiemmin ilmoitettua dimetyylielohopeamyrkytystapausta, jotka kaikki olivat kuolemaan johtaneita. Yhtä synkkiä tuloksia on raportoitu vaikeaa metyylielohopeatoksisuutta sairastavilla potilailla. Synkän ennusteen vuoksi ja yli kolme kuukautta kestäneen aggressiivisen hoidon ja tuen jälkeen potilaan etukäteisohjeita noudatettiin, ja hän kuoli rauhallisesti 8.kesäkuuta 1997, 298 päivää altistuksen jälkeen. Ruumiinavauksessa todettiin nestehukka ja bronkopnemonia. Aivopuoliskojen aivokuori oli diffusoidusti ohentunut, 3 mm: iin. kalkariinihalkeaman ympärillä oleva näköaivokuori oli törkeän glioottinen, kuten myös ylivertaisen ohimohyrrän superior-pinta. Pikkuaivoissa näkyi diffuusia atrofiaa sekä vermaalista että hemisfäärisestä foliasta. Mikroskoopillinen tutkimus osoitti laajaa hermokatoa ja glioosia kahdenvälisesti primaarisissa näkö-ja kuulokorteissa, lievempää hermosolukatoa ja glioosia motorisissa ja sensorisissa aivokuorissa. Pikkuaivojen raesoluhermosolut, Purkinjen solut ja korisoluhermosolut katosivat laajalti, ja molekyylikerroksessa oli havaittavissa yhdensuuntaisten kuitujen häviämistä. Bergmannin glioosi oli hyvin kehittynyt ja laajalle levinnyt. Erittäin korkea elohopeapitoisuus havaittiin otsalohkossa ja näköaivokuoressa (keskiarvo 3,1 µg / gramma eli 3100 ppb), livcr: ssä (20,1 µg / gramma) ja munuaiskuoressa (34.8 µg / gramma). Aivojen elohopeapitoisuus oli kuolinhetkellä noin kuusinkertainen kokovereen verrattuna, ja se oli paljon korkeampi kuin ruumiinavauksessa otetuissa aivonäytteissä potilailta, jotka eivät olleet aiemmin altistuneet elohopealle (2-50 ppb). Keskustelu vuonna 1865 kaksi laboratorioapulaista kuoli useita viikkoja sen jälkeen ,kun he olivat auttaneet syntetisoimaan dimetyylielohopeaa ensimmäistä kertaa. Lähes 100 vuotta myöhemmin toinen laboratoriotyöntekijä kuoli syntetisoituaan yhdistettä. Hänellä oli nopea alamäkikurssi, joka oli hyvin samanlainen kuin potilaallamme, eikä kelaatiohoidosta penisillamiinilla ollut kliinistä hyötyä. Näistä tapausraporteista, metyylielohopeayhdisteiden myrkytysepidemioista ja tästä tapauksesta saaduista tiedoista voidaan tehdä useita johtopäätöksiä. Ensinnäkin lyhytkin altistuminen dimetyylielohopealle voi olla kohtalokasta. Tiedot ovat yhdenmukaisia altistumisen jälkeisen lag-vaiheen, dimetyylielohopean nopean muuttumisen mety1-elohopeaksi, metyylielohopean nopean siirtymisen verestä hiuksiin (puoliintumisaika hiuksiin, 5.6 päivää), ja ensimmäisen kertaluvun väheneminen hiusten elohopeapitoisuudessa (puoliintumisaika, 74,6 päivää), joka rinnasti veren elohopean vähenemisen. Laadullisesti samanlaisia havaintoja on tehty hiirillä, jotka ovat altistuneet dimetyylielohopealle suonensisäisten tai inhilointireittien kautta. Potilaallamme nopea, monofaasinen, ensimmäisen asteen nousu hiusten elohopeapitoisuudessa on yhtäpitävä joko yhden tai useamman episokleen kanssa altistumisesta dimetyylielohopealle 14.elokuuta 1996 tai noin 14. elokuuta 1996, ja se on yhdenmukainen todisteiden kanssa (työkavereiden raportit ja etiketöidyistä injektiopulloista ja laboratoriomuistioista saadut tiedot), että yksi satunnainen altistuminen dimetyylielohopealle tapahtui 14. elokuuta. Havaintomme ovat myös yhdenmukaisia aiempien raporttien kanssa, joiden mukaan metyylielohopean puoliintumisaika on noin 78 päivää ihmisillä, metyylielohopean erittyminen on ensiluokkaista hiirillä ja ihmisillä ja dimetyylielohopean myrkyllisyys johtuu ilmeisesti metyylielohopean metaboliiteista hiirillä. Toiseksi kertakäyttöiset lateksikäsineet eivät tarjoa riittävää suojaa dimetyylielohopeaa vastaan. Läpäisytestit osoittivat, että useiden kertakäyttöisten lateksin tai polyvinyylikloridin käsineiden (tyypillisesti noin 0,1 min paksuiset) läpäisynopeus dimetyylielohopean vaikutuksesta oli suuri ja maksimaalinen 15 sekunnin kuluessa. Kemiallisesti kestäviksi suunnitellut käsineet taas on valmistettu materiaaleista, jotka on erityisesti valittu kestämään kemiallista läpäisyä. Standarditestiolosuhteissa ei esimerkiksi havaittu taipuisan muovilaminaattikäsineen (SilverShield) läpäisevyyttä neljän tunnin altistuksen jälkeen dimetyylielohopealle. Tämä ohut käsine voidaan wom alla raskas ulompi käsine (esim.yksi valmistettu neopreeni) paremman suojan. Potilaamme tahaton altistuminen on voinut johtua sekä nesteen ihon läpi imeytymisestä (koska kertakäyttöiset lateksikäsineet eivät suojaa) että höyryjen hengittämisestä (vaikka työ tehtiin savuhuipun alla). Koska eläimillä tehty tutkimus viittaa siihen, että dimetyyli-1-elohopea joko välittömästi uloshengitetään ulos tai muunnetaan metyylielohopeametaboliiteiksi, jotka voivat sitoutua kudoksiin, voimme arvioida potilaan kehon elohopeataakkaa. Diagnoosin tekohetkellä veren pitoisuus oli 4000 µg litrassa eli noin 16.8 mg elohopeaa veressä (veren kokonaistilavuus, noin 4,2 litraa) ja noin 336 mg koko kehossa (koska vain noin 5 prosenttia imeytyneestä metyylielohopea-annoksesta pysyy veressä). Koska dimetyylielohopean tiheys on 3,2 g millilitrassa, tämä elohopeamäärä on vain 0,11 ml nestemäistä dimetyylielohopeaa. Koska eliminaation puoliintumisaika hiuksissa oli noin 75 päivää ja altistuksen ja veritutkimusten väli hieman yli 150 päivää, elohopean alkuperäinen kehon rasitus saattoi olla nelinkertainen diagnosoitaessa eli noin 1344 mg, jolloin imeytyminen oli 0.44 ml nestemäistä dimetyylielohopeaa (ehkä enemmän, jos osa imeytyneestä annoksesta erittyi nopeasti uloshengityksen kautta, kuten dimetyylielohopealle altistuneilla hiirillä on raportoitu). Kolmanneksi altistuksen ja neurologisten oireiden alkamisen välinen aika (154 päivää) on pidempi latentti aika kuin yleisempien metyylielohopeayhdisteiden suun kautta nauttimisen jälkeen. Apinoilla on kuitenkin raportoitu piilevistä ajanjaksoista, jotka kestävät vuosia metyylielohopean antamisen jälkeen. Myöhästymisen syy on epäselvä. Neljänneksi, dimetyylielohopean aiheuttama aivovaurio potilaallamme oli samankaltainen kuin aiemmin raportoitu potilailla, jotka kuolivat altistuttuaan joko dimetyylielohopealle tai metyylielohopealle. Kaikissa näissä tapauksissa vaurio koski aivokuorta, erityisesti kalkariinin aluetta, jossa oli hermosolujen nekroosia ja glioosia. Laaja hermokuolema ja menetys pikkuaivoissa oli toinen tyypillinen löydös. Aiemmissa tapauksissa suurin osa aivoista löytyneestä elohopeasta oli epäorgaanisessa muodossa, joka ei todennäköisesti reagoi kelaatiohoitoon. Eläintutkimukset osoittavat, että dimetyylielohopea ei pääse aivoihin ennen kuin se on metaboloitunut useiden päivien kuluttua metyylielohopeaksi, aineenvaihduntatuotteeksi, joka pystyy muodostamaan kovalenttisia sidoksia soluproteiinien kanssa. Viidenneksi kelaatiohoidon rooli tällaisissa tapauksissa jää epäselväksi. Suksimeeria on suositeltu ensisijaisena hoitona metyylielohopeamyrkytykseen, eikä muilla Irakissa käytetyillä kelaattoreilla ole ollut merkittävää kliinistä hyötyä. Dimercaprol voi itse asiassa olla vasta-aiheinen myrkytystapauksissa orgaanisten elohopeayhdisteiden kanssa. Eräs metyylielohopealle altistuneiden hiirten kelaatiohoitoa koskeva tutkimus osoitti, että muutaman päivän kuluttua altistumisesta aloitettu suksimeerihoito vähentää tehokkaimmin aivojen ja veren elohopeapitoisuuksia. Kokemuksemme vahvistaa aiemmat raportit siitä, että kauan metyylielohopealle altistumisen ja vakavan neurotoksisuuden kehittymisen jälkeen aloitetusta hoidosta on vain vähän tai ei lainkaan kliinistä hyötyä (vaikka erittyminen virtsaan ja eliminaation puoliintumisaika paranevat). Kontakti elohopean eri muotoihin on mahdollista työ-tai muissa yhteyksissä. American Conference of Governmental Industrial Hygienists on vahvistanut ”kynnysarvot ” ja” biologiset altistusindeksit ” erilaisille kemikaaleille, kuten elohopealle. Käyttöturvallisuustiedotteet voivat olla puutteellisia tietolähteitä, jotka koskevat tietyn kemikaalin turvallista käsittelyä. Esimerkiksi Dimetyylielohopean käyttöturvallisuustiedotteessa todetaan, että” Käytä asianmukaisia tshernikaalisia suojakäsineitä”, mikä on yksinkertaisesti liian epämääräinen antamaan riittävää ohjeistusta käsineiden kovetukseen. Tiedemiesten lisääntynyt tietoisuus henkilökohtaisesta suojelusta ja valmistajien tarkemmat ja täsmällisemmät turvallisuustiedot voisivat tehdä myrkyllisillä kemikaaleilla tehdystä tutkimuksesta turvallisempaa. Dimetyylielohopea vaikuttaa niin vaaralliselta, että tutkijoiden tulisi mahdollisuuksien mukaan käyttää vähemmän myrkyllisiä elohopeayhdisteitä. Koska dimetyylielohopea on ”supertoksinen” kemikaali, joka voi nopeasti läpäistä yhteiset lateksikäsineet ja muodostaa myrkyllisen höyryn vuodon jälkeen, sen synteesi, kuljetus ja tutkijoiden käyttö olisi pidettävä minimissä, ja sitä olisi käsiteltävä vain äärimmäisen varovasti ja tiukkojen suojatoimenpiteiden avulla.