سمیت فلز

اثرات مضر برخی از فلزات

مسمومیت فلزات یا مسمومیت فلزات اثر سمی فلزات خاص در اشکال و دوزهای معین بر زندگی است . برخی از فلزات زمانی سمی هستند که ترکیبات محلول سمی تشکیل دهند . برخی از فلزات نقش بیولوژیکی ندارند، یعنی مواد معدنی ضروری نیستند، یا زمانی که به شکل خاصی باشند سمی هستند. ^[1] در مورد سرب ، هر مقدار قابل اندازه گیری ممکن است اثرات منفی بر سلامت داشته باشد. ^[2] یک تصور غلط رایج وجود دارد که فقط فلزات سنگین می توانند سمی باشند، اما فلزات سبک تر مانند بریلیم و لیتیوم نیز می توانند سمی باشند. ^[3] همه فلزات سنگین به ویژه سمی نیستند و برخی از آنها ضروری هستند، مانند آهن . هنگامی که دوزهای غیرعادی بالا ممکن است سمی باشند، این تعریف ممکن است شامل عناصر کمیاب نیز باشد. یک گزینه برای درمان مسمومیت با فلز ممکن است کیلیت تراپی باشد ، تکنیکی که شامل تجویز عوامل شلات برای حذف فلزات از بدن است.

فلزات سمی گاهی اوقات عمل یک عنصر ضروری را تقلید می کنند و در فرآیندهای متابولیک اختلال ایجاد می کنند که منجر به بیماری می شود . بسیاری از فلزات، به ویژه فلزات سنگین سمی هستند، اما برخی ضروری هستند، و برخی مانند بیسموت ، سمیت کمی دارند. فلزات در حالت اکسیداسیون غیرطبیعی برای بدن نیز ممکن است سمی شوند: کروم (III) یک عنصر کمیاب ضروری است، اما کروم (VI) یک سرطان‌زا است .

فقط ترکیبات محلول حاوی فلز سمی هستند. فلزات محلول را کمپلکس های هماهنگی می نامند که از یک یون فلزی تشکیل شده است که توسط لیگاندها احاطه شده است . لیگاندها می توانند از آب موجود در کمپلکس های آبی فلزی تا گروه های متیل مانند تترااتیل سرب متغیر باشند . معمولا کمپلکس های فلزی از مخلوطی از لیگاندها تشکیل شده اند.

ساختار یک کمپلکس فلزی ، یک شکل معمولی محلول برای بسیاری از یون های فلزی در آب.

کمپلکس‌های فلزی سمی را می‌توان با تبدیل به مشتقات نامحلول یا (ii) با پوشاندن در محیط‌های مولکولی سفت و سخت با استفاده از عوامل کیلیت سم زدایی کرد. از طرف دیگر، هنگامی که بسیار رقیق شده است، مجتمع های فلزی اغلب بی ضرر هستند. ^[4] این روش از گیاهان برای استخراج و کاهش غلظت فلزات سنگین سمی در خاک استفاده می کند. ^[4] یک روش آرمانی برای پاکسازی فلزات سنگین ، گیاه پالایی یا زیست پالایی است ، اما این رویکردها مشکلات دنیای واقعی کمی را حل کرده‌اند.

فلزات سمی می توانند در بدن و در زنجیره غذایی تجمع پیدا کنند . ^[5] بنابراین، یک ویژگی مشترک فلزات سمی ماهیت مزمن سمیت آنها است. این امر به ویژه در مورد فلزات سنگین رادیواکتیو مانند رادیوم قابل توجه است که کلسیم را تا حدی که در استخوان انسان ادغام می شود تقلید می کند، اگرچه پیامدهای مشابهی برای سلامتی در مسمومیت با سرب یا جیوه یافت می شود .

انواع عمده مسمومیت با فلزات

مسمومیت با آرسنیک

یک نوع مسمومیت فلزی مسمومیت با آرسنیک است. این مشکل عمدتاً از آب های زیرزمینی ناشی می شود که به طور طبیعی حاوی غلظت بالایی از آرسنیک هستند. مطالعه ای در سال 2007 نشان داد که بیش از 137 میلیون نفر نشان می دهد که بیش از 70 کشور ممکن است تحت تأثیر مسمومیت با آرسنیک ناشی از آب آشامیدنی قرار بگیرند. ^[6]

مسمومیت با سرب

مسمومیت با سرب بر خلاف مسمومیت با آرسنیک توسط صنعت ایجاد می شود. بیشتر سرب روی این سیاره به صورت مواد معدنی تثبیت می شود که نسبتاً بی ضرر هستند. دو منبع اصلی مسمومیت با سرب، بنزین سرب و سرب شسته شده از لوله کشی (از لاتین، plumbus به معنی سرب) هستند. استفاده از بنزین سرب دار از دهه 1970 به شدت کاهش یافته است. ^{[7] [8]} یکی از رنگدانه‌های حاوی سرب کرومات سرب (زرد-نارنجی اتوبوس‌های مدرسه ایالات متحده) است، اما این ماده آنقدر پایدار و نامحلول است که شواهد کمی برای سمیت آن وجود دارد.

سموم ناشی از فلزات ضروری

بسیاری از یون های فلزی برای زندگی مورد نیاز هستند. حتی در این موارد، بیش از حد زیادی از این یون ها می تواند سمی باشد.

• مسمومیت با کبالت
• مسمومیت با مس
• مسمومیت با آهن
• مسمومیت با منگنز اولین بار در سال 1837 توسط جیمز کوپر شناسایی شد. ^[15]
• مسمومیت با سلنیوم مشاهده شده است حتی اگر Se یک عنصر کمیاب ضروری است . سطح قابل تحمل بالای مصرف 400 میکروگرم در روز است. مصرف اضافی SE می تواند منجر به سلنوز شود. ^[16] علائم و نشانه‌های سلنوز شامل بوی سیر در تنفس، اختلالات گوارشی، ریزش مو، کندن ناخن‌ها، خستگی، تحریک‌پذیری و آسیب‌های عصبی است.
• مشاهده شده است که سمیت روی در مصرف بیش از 225 میلی گرم روی رخ می دهد. ^[17] جذب بیش از حد روی می تواند جذب مس و آهن را سرکوب کند. یون روی آزاد موجود در محلول برای باکتری ها، گیاهان، بی مهرگان و حتی ماهی مهره داران بسیار سمی است. ^{[18] [19] [20]}

سموم ناشی از فلزات غیر ضروری

هیچ مکانیسم جهانی برای سمیت این یون های فلزی وجود ندارد. قرار گرفتن در معرض بیش از حد، زمانی که رخ می دهد، معمولاً با فعالیت های صنعتی مرتبط است.

• مسمومیت با بریلیوم به توانایی Be ²⁺ برای جایگزینی Mg ²⁺ در برخی آنزیم ها نسبت داده می شود. ^[21] Be توسط یک آژانس به عنوان سرطان زا طبقه بندی شده است. ^[22]
• مسمومیت با کادمیوم با کشف بیماری Itai-itai به دلیل آب های آلوده به کادمیوم ناشی از استخراج معادن در استان تویاما در حدود سال 1912 مورد توجه قرار گرفت. ^{[23] این اصطلاح به} دردهای شدید (به ژاپنی: 痛いitai ) اشاره دارد. در ستون فقرات و مفاصل احساس می شود. تصور می‌شود که Cd2+ در کلیه‌ها تجمع می‌یابد، جایی که محکم به گوگرد موجود در پروتئین‌های حاوی سیستئین متصل می‌شود . ^[24]
• سمیت لیتیوم از مصرف بیش از حد داروهای حاوی لیتیوم ناشی می شود. ^[25]
• مسمومیت با جیوه با کشف بیماری Minamata که به نام شهر ژاپنی Minamata نامگذاری شده است، مورد توجه جدی قرار گرفت . در سال 1956، کارخانه ای در آن شهر متیل جیوه را در فاضلاب صنعتی آزاد کرد که منجر به مرگ هزاران نفر و بسیاری از مشکلات بهداشتی دیگر شد. ^[26] این حادثه جهان را از پدیده تجمع زیستی آگاه کرد . در حالی که تمام ترکیبات جیوه سمی هستند، ترکیبات ارگانومرکوری به ویژه خطرناک هستند زیرا آنها تحرک بیشتری دارند. تصور می شود که متیل جیوه و ترکیبات مرتبط با آن به گوگرد باقی مانده سیستئینیل در پروتئین ها متصل می شوند. ^[27]

یک مرد 92 ساله قفقازی (سمت راست) با تغییرات رنگدانه ای سال ها از قطره بینی حاوی نقره استفاده کرده بود. بیوپسی پوست او رسوبات نقره ای را در درم نشان داد که تشخیص آرژیری ژنرالیزه را تایید کرد. ^[28]

• مسمومیت با نقره ، ^[29] مانند مسمومیت با لیتیوم ، از استفاده نادرست داروها ناشی می شود. یکی از علائم چشمگیر "آرژیریا" این است که پوست آبی یا خاکستری متمایل به آبی می شود. ^[30]
• مسمومیت با تالیم در موارد متعددی مشاهده شده است و به خوبی شناخته شده است که ترکیبات تالیم بسیار سمی هستند. با این وجود، موارد مسمومیت با تالیم کم است. ^[31] Tl در جدول تناوبی در نزدیکی دو فلز بسیار سمی دیگر، جیوه و سرب قرار دارد.
• مسمومیت قلع از فلز قلع، اکسیدهای آن و نمک های آن "تقریبا ناشناخته" هستند. از سوی دیگر برخی از ترکیبات آلی تین تقریباً به اندازه سیانید سمی هستند . چنین ترکیبات آلی تین زمانی به طور گسترده به عنوان عوامل ضد رسوب استفاده می شد . ^[32]

درمان مسمومیت

کیلات درمانی

کیلیت تراپی یک روش پزشکی است که شامل تجویز عوامل کیلاتور برای حذف یا غیرفعال کردن فلزات سنگین از بدن است. عوامل کیلیت مولکول هایی هستند که کمپلکس های هماهنگی پایداری را با یون های فلزی تشکیل می دهند. کمپلکس از واکنش یون های فلزی با مولکول های موجود در بدن جلوگیری می کند و آنها را قادر می سازد در خون حل شده و در ادرار دفع شوند. فقط باید در افرادی که تشخیص مسمومیت با فلز دارند استفاده شود. ^[33] این تشخیص باید با آزمایش های انجام شده در نمونه های بیولوژیکی مناسب تأیید شود. ^[34]

شرایط دیگر

تمایز اثرات مسمومیت با فلزات سطح پایین از محیط زیست با سایر انواع مضرات زیست محیطی از جمله آلودگی غیرفلزی دشوار است. ^[35] به طور کلی، افزایش قرار گرفتن در معرض فلزات سنگین در محیط، خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد. ^[36]

بدون تشخیص سمیت فلزات و خارج از پزشکی مبتنی بر شواهد ، اما شاید به دلیل نگرانی در مورد سمیت فلز، برخی از افراد به دنبال درمان کیلیت برای درمان اوتیسم ، بیماری قلبی عروقی ، بیماری آلزایمر ، یا هر نوع تخریب عصبی هستند . ^[34] کیلات درمانی نتایج را برای آن بیماری ها بهبود نمی بخشد. ^{[ مشکوک - بحث ] [34] [ منبع منسوخ ]}

مراجع

1. «پرایمر فلزات». برنامه تحقیقاتی ابر صندوق فلزات سمی دارتموث . 30/05/2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2013-12-30 . بازیابی شده در 29-12-2013 .
2. «اعلامیه: پاسخ به کمیته مشورتی در مورد گزارش پیشگیری از مسمومیت با سرب در دوران کودکی، قرار گرفتن در معرض سطح پایین سرب به کودکان آسیب می رساند: فراخوانی دوباره برای پیشگیری اولیه». مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری ها . 25/05/2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2017-04-30.
3. «مسمومیت فلزی». فرهنگ لغت سم شناسی . اسپرینگر. 2024. doi :10.1007/978-981-99-9283-6_1678.
4. علی، حضرت; خان، عزت; سجاد، محمد انور (1392/05/01). گیاه پالایی فلزات سنگین - مفاهیم و کاربردها شیمی کره . 91 (7): 869-881. Bibcode :2013Chmsp..91..869A. doi :10.1016/j.chemosphere.2013.01.075. ISSN  0045-6535. PMID  23466085.
5. اوکریافور، اوچنا؛ ماخاتها، ماموخو; مکتو، لوخانیو؛ اوچه اوکرئافور، نکمدینما; سبولا، تندانی; Mavumengwana، Vuyo (ژانویه 2020). "پیامدهای فلزات سمی بر خاک های کشاورزی، گیاهان، حیوانات، آبزیان و سلامت انسان". مجله بین المللی تحقیقات محیطی و بهداشت عمومی . 17 (7): 2204. doi : 10.3390/ijerph17072204 . ISSN  1660-4601. PMC 7178168 . PMID  32218329. 
6. ببینید:
   • "آرسنیک در آب آشامیدنی به عنوان تهدید دیده می شود" USAToday.com ، 30 اوت 2007.
   • صفحه 6 را ببینید: Peter Ravenscroft، "پیش بینی توزیع جهانی آلودگی آرسنیک در آب های زیرزمینی." آرشیو شده در 01-07-2013 در ماشین Wayback مقاله ارائه شده در: "Arsenic -- The Geography of a Global," آرشیو شده در 01-07-2013 در Wayback Machine Royal Geographic Society Arsenic Conference که در: Royal Geographic Society، لندن، انگلستان، 29 اوت 2007. این کنفرانس بخشی از پروژه آرسنیک کمبریج است که در 17-11-2012 در Wayback Machine آرشیو شده است .
7. کار، داد اس. (2000). "ترکیبات سرب". دایره المعارف اولمان شیمی صنعتی . doi :10.1002/14356007.a15_249. شابک 978-3-527-30385-4.
8. اومالی، آر. O'Malley, G. (فوریه 2018). "مسمومیت با سرب (لومیسم)". راهنمای مرک .
9. مواد معدنی فوق العاده نویسندگان: Nielsen, Forrest H. USDA, ARS منبع: تغذیه مدرن در سلامت و بیماری / ویراستاران, Maurice E. Shils ... و همکاران. بالتیمور: ویلیامز و ویلکینز، c1999.، ص. 283-303. تاریخ صدور: 1999 URI: [1]
10. Szklarska D، Rzymski P (مه 2019). "آیا لیتیوم یک ریز مغذی است؟ از فعالیت بیولوژیکی و مشاهده اپیدمیولوژیک تا غنی سازی مواد غذایی". Biol Trace Elem Res . 189 (1): 18-27. doi :10.1007/s12011-018-1455-2. PMC 6443601 . PMID  30066063. 
11. Enderle J، Klink U، di Giuseppe R، Koch M، Seidel U، Weber K، Birringer M، Ratjen I، Rimbach G، Lieb W (اوت 2020). "سطح لیتیوم پلاسما در یک جمعیت عمومی: تجزیه و تحلیل مقطعی همبستگی متابولیک و رژیم غذایی". مواد مغذی . 12 (8): 2489. doi : 10.3390/nu12082489 . PMC 7468710 . PMID  32824874. 
12. McCall AS، Cummings CF، Bhave G، Vanacore R، Page-McCaw A، Hudson BG (ژوئن 2014). "برم یک عنصر کمیاب ضروری برای مونتاژ داربست های کلاژن IV در توسعه و معماری بافت است." سلول . 157 (6): 1380–92. doi :10.1016/j.cell.2014.05.009. PMC 4144415 . PMID  24906154. 
13. زورودو، ماریا آنتونیتا؛ آسث، جان؛ کریسپونی، گیدو؛ مدیچی، سرنلا؛ پیانا، ماسیمیلیانو؛ نورچی، والریا مارینا (2019). "فلزات ضروری برای انسان: مروری کوتاه". مجله بیوشیمی معدنی . 195 : 120-129. doi :10.1016/j.jinorgbio.2019.03.013.
14. داومن، لنا جی. (25 آوریل 2019). "ضروری و همه جا حاضر: ظهور متالوبیوشیمی لانتانید". Angewandte Chemie International Edition . doi :10.1002/anie.201904090 . بازبینی شده در 15 ژوئن 2019 .
15. کوپر، جی (1837). "Sur les Efets du peroxide de manganèse". مجله شیمی پزشکی، داروسازی و سم شناسی . 3 : 223-225. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2014-07-22.
16. «برگه اطلاعات مکمل غذایی: سلنیوم». مؤسسه ملی بهداشت؛ دفتر مکمل های غذایی . بازیابی شده در 2009-01-05 .
17. فوسمایر، گری جی (1990). "سمیت روی". مجله آمریکایی تغذیه بالینی . 51 (2): 225-7. doi :10.1093/ajcn/51.2.225. PMID  2407097.
18. روت، گیانا رنجان; داس، پرماناندا (2009). "تاثیر سمیت فلزات بر رشد و متابولیسم گیاه: I. روی". در Lichtfouse، اریک; ناوارته، میریل؛ دباکه، فیلیپ؛ ورونیک، سوچر؛ آلبرولا، کارولین (ویرایشگران). کشاورزی پایدار . ص 873-84. doi :10.1007/978-90-481-2666-8_53. شابک 978-90-481-2666-8. S2CID  84595949. INIST  14709198.
19. اسمیت، SE; لارسون، ای جی (1946). "سمیت روی در موش صحرایی؛ اثرات متضاد مس و کبد". مجله شیمی بیولوژیکی . 163 : 29-38. doi : 10.1016/S0021-9258(17)41344-5 . PMID  21023625.
20. Muyssen، Brita TA; De Schamphelaere، Karel AC; جانسن، کالین آر (2006). "مکانیسم سمیت مزمن روی موجود در آب در دافنیا مگنا". سم شناسی آبزیان . 77 (4): 393-401. Bibcode :2006AqTox..77..393M. doi :10.1016/j.aquatox.2006.01.006. PMID  16472524.
21. گرین وود، نورمن ن . ارنشاو، آلن (1997). شیمی عناصر (ویرایش دوم). باترورث-هاینمن . ص 107. شابک 978-0-08-037941-8.
22. «مونوگرافی IARC، جلد 58». آژانس بین المللی تحقیقات سرطان. 1993. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2012-08-03 . بازیابی شده در 2008-09-18 .
23. بیماری ICETT Itai-itai (1998) "اقدامات پیشگیرانه در برابر آلودگی آب". مرکز بین المللی انتقال فناوری محیطی . 1998. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2008-04-15 . بازیابی شده در 2008-05-01 .
24. گرین وود، نورمن ن . ارنشاو، آلن (1997). شیمی عناصر (ویرایش دوم). باترورث-هاینمن . ص 1225. شابک 978-0-08-037941-8.
25. هدیا، شیرین ع. آولا، آکشای; سوبودا، هنری دی (2019). "سمیت لیتیوم". StatPearls . انتشارات StatPearls. PMID  29763168 . بازبینی شده در 22 دسامبر 2019 .
26. رقم رسمی دولت تا مارس 2001. رجوع کنید به "بیماری Minamata: The History and Measures, ch2"
27. گرین وود، نورمن ن . ارنشاو، آلن (1997). شیمی عناصر (ویرایش دوم). باترورث-هاینمن . ص 1226. شابک 978-0-08-037941-8.
28. فرد، هربرت (2008). تصاویری از موارد به یاد ماندنی: 50 سال در کنار تخت . مطبوعات دم بلند/انتشارات دانشگاه رایس. شابک 978-0-89263-000-4.
29. جیمز، ویلیام دی. برگر، تیموتی جی. الستون، دیرک ام. اودوم، ریچارد بی (2006). بیماری های پوست اندروز: درماتولوژی بالینی . ساندرز الزویر. ص 858. شابک 0-7216-2921-0. OCLC  62736861.
30. ورنا ایساک; توبیاس بیرلی; آنتونیو کوزیو؛ لوکاس فلاتز (ژانویه تا آوریل 2019). "یک مورد نادر از آرژیری موضعی روی صورت". گزارش موارد درماتولوژی . 11 (1): 23-27. doi : 10.1159/000494610 . PMC 6477469 . PMID  31043936. 
31. میکه، هاینریش؛ ولف، هانس اووه (2000). "تالیم و ترکیبات تالیم". دایره المعارف اولمان شیمی صنعتی . doi :10.1002/14356007.a26_607. شابک 3-527-30673-0.
32. گراف، گونتر جی (2000). "قلع، آلیاژهای قلع و ترکیبات قلع". دایره المعارف اولمان شیمی صنعتی . وایلی. doi :10.1002/14356007.a27_049. شابک 978-3-527-30673-2.
33. شیائو، ژیگوانگ؛ وید، آنتونی جی. "مقابله با فلزات سمی"، صفحات 271-298 در "فلزات، میکروب ها و مواد معدنی: جنبه بیوژئوشیمیایی زندگی" (2021) pp xiv + 341. Walter de Gruyter, Berlin. "فلزات، میکروب ها و مواد معدنی: . والتر دو گرویتر، برلین. ویراستاران کرونک، پیتر ام اچ و سوسا تورس، مارتا. Gruyter.com/document/doi/10.1515/9783110589771-009 DOI 10.18317-10.189715.
34. کالج آمریکایی سم شناسی پزشکی ; آکادمی سم شناسی بالینی آمریکا (فوریه 2013)، "پنج چیزی که پزشکان و بیماران باید زیر سوال ببرند"، انتخاب هوشمندانه : ابتکار بنیاد ABIM ، کالج آمریکایی سم شناسی پزشکی و آکادمی سم شناسی بالینی آمریکا، بایگانی شده از نسخه اصلی در 4 دسامبر 2013 ، بازیابی شده در 5 دسامبر 2013، که نقل می کند
    • مشاوران نامه پزشکی (20 سپتامبر 2010). "کاربردهای غیر استاندارد درمان کیلیت". نامه پزشکی در مورد داروها و درمانها . 52 (1347): 75-6. PMID  20847718. بایگانی شده از نسخه اصلی در 14 جولای 2014.
    • Kosnett، MJ (2010). کیلاسیون برای فلزات سنگین (آرسنیک، سرب و جیوه): محافظ یا خطرناک؟ فارماکولوژی بالینی و درمانی . 88 (3): 412-415. doi :10.1038/clpt.2010.132. ISSN  0009-9236. PMID  20664538. S2CID  28321495.
35. لیو، جی; لوئیس، جی (ژانویه تا فوریه 2014). "مسمومیت محیطی و پیامدهای شناختی ضعیف در کودکان و بزرگسالان". مجله بهداشت محیط . 76 (6): 130-8. PMC 4247328 . PMID  24645424. 
36. تبریز، شمس. پریادارشینی، مدها; پریاموادا، شبها؛ خان، محد شهنواز; NA، آریواراسو؛ زیدی، سید کاشف (1393). "برهمکنش‌های ژن-محیط در سرطان‌زایی فلزات سنگین و آفت‌کش‌ها". تحقیقات جهش/سم شناسی ژنتیک و جهش زایی محیطی . 760 : 1-9. Bibcode :2014MRGTE.760....1T. doi :10.1016/j.mrgentox.2013.11.002. PMID  24309507.

لینک های خارجی

• برنامه تحقیقاتی ابر صندوق فلزات سمی دارتموث
• فلزات سمی ( OSHA )