Миш’як (Арсен) (As)
Головна зброя отруйників чи сексуальний стимулятор?
Миш’як класифікується як умовно необхідний, імунотоксичний для людського організму елемент.
З давніх часів миш’як відомий як ліки, так і отрута. У Римі були відомі отрути Локусти; у Венеції, наприклад, двір наймав спеціалістів з отруєння. І основним компонентом майже всіх отрут був миш’як. Існує гіпотеза, що Наполеона отруїли сполуками миш’яку на острові Святої Єлени.
Симптоми отруєння миш’яком – металевий смак у роті, блювання, сильний біль у животі, пізніше – судоми, параліч, смерть.
В даний час встановлено, що в малих дозах миш’як необхідний для людського організму: він запобігає втраті фосфору. Так само, як вітамін D регулює фосфорно-кальцієвий обмін, миш’як регулює обмін фосфору.
Однак, якщо концентрація миш’яку в їжі або ґрунті перевищує поріг і наближається до токсичних доз, кількість летальних випадків, спричинених раком гортані, очей або лейкемією, зросте.
Добова потреба для людського організму становить 12–15 мкг. Дефіцит цього елемента в організмі може розвинутися при недостатньому споживанні (1 мкг/день або менше).
В людському організмі міститься близько 15 мг миш’яку.
Сполуки миш’яку потрапляють в організм людини через питну та мінеральну воду, виноградні вина та соки, морепродукти, лікарські препарати, пестициди та гербіциди.
Близько 80% миш’яку всмоктується в шлунково-кишковому тракті, 10% потрапляє через легені, і близько 1% – через шкіру.
Більше 90% неорганічних сполук арсену розчинні та добре всмоктуються. В подальшому неорганічний арсен переноситься до печінки, де метилюється. Арсен накопичується в легенях, печінці, шкірі та тонкому кишківнику. Арсен в основному відкладається в ретикулоендотеліальній системі, ймовірно, через зв’язування арсеніту з SH-групами білків, які відносно більше присутні в цих тканинах.
Через 24 години 30% арсену виводиться з організму з сечею і близько 4% – з калом. Невеликі кількості виводяться з потом, випавшим волоссям, відмерлою шкірою та жовчю.
Біологічна роль в організмі людини. Відомо, що арсен взаємодіє з тіоловими групами білків, цистеїном, глутатіоном та ліпоєвою кислотою. Арсен може брати участь у деяких ферментативних реакціях. Як активатор ферментів, арсен, ймовірно, діє як замінник фосфату. Як інгібітор, арсен, очевидно, реагує з сульфгідрильними групами ферментів.
Арсен впливає на окислювальні процеси в мітохондріях, бере участь в обміні нуклеїнових кислот, тобто має пряме відношення до синтезу білків, і необхідний для синтезу гемоглобіну, хоча не є частиною його складу.
Відомо, що у ссавців арсен існує в знижених формах As, NaAs3+, які вважаються потенційними стимуляторами утворення металотіонеїну з CdCl2.
Вважалося, що “мікродози арсену, обережно введені в зростаючий організм, сприяють росту кісток у людей і тварин в довжину та товщину; в деяких випадках ріст кісток може бути індукований мікродозами арсену навіть після закінчення загального росту.” Однак ці дані не знайшли наукового підтвердження.
В даний час вивчається ефект мікродоз арсеновмісних препаратів як протипухлинних засобів.
Синергісти та антагоністи арсену. Арсен може інтенсивно накопичуватися в організмі у випадку
дефіциту селену, тим самим сприяючи дефіциту селену.
Антагоністами арсену є
сірка,
фосфор,
селен, вітаміни C, E та амінокислоти.
Арсен інгібує всмоктування
цинку, селену, аскорбінової кислоти, вітамінів A і E, а також амінокислот.
Ознаки дефіциту арсену: у людей – дерматит, анемія; у тварин – знижений ріст та аномальна репродукція, що характеризується високою перинатальною смертністю.
Інші відомі симптоми: зниження концентрації тригліцеридів у сироватці.
Цільові органи в разі надмірного вмісту арсену в організмі – це кістковий мозок, шлунково-кишковий тракт, шкіра, легені та нирки. Арсен та всі його сполуки є токсичними в різній мірі.
Арсен належить до так званих “тіолових отрут”. Механізм його токсичності пов’язаний з порушенням обміну сірки, селену та фосфору. Токсичність арсену залежить від його хімічних властивостей і зменшується в наступному порядку: арсин AsH3 > неорганічний As3+ > органічний As3+ > неорганічний As5+ > арсенонієві сполуки AsH4+ > елементарний арсен.
Є достатні докази карциногенності неорганічних сполук арсену. Високий рівень смертності від раку легенів зафіксовано серед працівників, які займаються виробництвом пестицидів, видобутком золота та плавкою арсенових сплавів з іншими металами, а також кольоровими металами, особливо міддю. Внаслідок тривалого споживання води або лікарських препаратів, забруднених арсеном, часто спостерігається розвиток погано диференційованого раку шкіри (хвороба Боуена). Ймовірно, що гепатичний гемангіоендотеліома також є пухлиною, що залежить від арсену.
Невеликий надлишок арсену в раціоні викликає аномальну фертильність у тварин, що характеризується значним збільшенням статевої активності та фертильності.
Техногенна екологічна катастрофа на півдні Індії отримала широкий розголос – через збільшення видобутку води з водоносних горизонтів арсен почав потрапляти в питну воду. Це спричинило токсичні та онкологічні ураження десятків тисяч людей.
Причини надлишку арсену: надмірне споживання (постійний контакт з арсеном, забруднення навколишнього середовища, куріння, надмірне споживання виноградного вина, тривале застосування препаратів салварсану), порушення регуляції обміну арсену; посилене накопичення арсену в організмі при дефіциті селену.
Основні прояви надлишку арсену: дратівливість, головні болі, дисфункція печінки, розвиток жирової гепатозу; шкірні алергічні реакції, екзема, дерматит, свербіж, виразки, депігментація шкіри, гіперкератоз долонь і підошов; кон’юнктивіт; ураження дихальної системи (фіброз, алергії, перфорація носової перегородки, пухлини); судинні ураження (переважно – нижні кінцівки – ендоангіїт) нефропатія, підвищений ризик новоутворень шкіри, печінки та легень.
При гострому отруєнні арсеном спостерігаються болі в животі, блювання, діарея та депресія центральної нервової системи; розвиваються інваскулярна гемоліз, гостра ниркова та печінкова недостатність, кардіогенний шок. Схожість симптомів отруєння арсеном з симптомами холери дозволила успішно використовувати сполуки арсену (найчастіше – арсену троксид) як смертельну отруту протягом тривалого часу.
В районах, де є надлишок арсену в ґрунті та воді, він накопичується в щитовидній залозі у людей і викликає ендемічний зоб.
Арсен є канцерогенним у малих дозах. Однак протягом тривалого часу (до середини 1950-х років) його використовували як ліки для “покращення крові”. Таке використання часто призводило до розвитку онкологічних захворювань.
Довгострокові наслідки інтоксикації арсеном: зниження слухової чутливості у дітей, ураження нервової системи (енцефалопатія, розлади мови, координації рухів, судоми, психози, поліневропатії з больовим синдромом), трофічні розлади м’язів, імунодефіцит.
Арсен необхідний: у запальних процесах, викликаних протозойними та мікробними ураженнями, у деяких формах алергії, при анемії, для підвищення апетиту.
У випадках отруєння людей або домашніх тварин (собак, птахів, свиней, корів) великими дозами селену арсен діє як антидот. У експериментах, проведених на мишах, вдалося зменшити захворюваність на рак саме за допомогою спеціально підібраних доз арсену.
Мінеральні води, що містять арсен, використовуються для лікування анемії та деяких захворювань шлунково-кишкового тракту. Вони є частиною муміє – природної мінерально-органічної речовини. Також їх використовують для лікування сну в останній стадії.
Джерела арсену в харчуванні: риба, морепродукти, креветки, криль, лобстери,
ламінарія (водорості),
дикий рис, зернові та зернові продукти,
горох,
морква,
виноград,
полуниця,
родзинки. Значні кількості арсену містяться в риб’ячому жирі та морській рибі (до 10 мг/кг), винах (до 1 мг/л або більше).
В воді арсену менше 10 мкг/л; однак у деяких регіонах світу (Індія, Бангладеш, Тайвань, Мексика) концентрація цього елемента досягає більше 1 мг/л, що є причиною масового хронічного отруєння арсеном і викликає так звану “хворобу чорної ноги.”