Universit degli Studi di Teramo Avvelenamento da metalli

  • Slides: 31
Download presentation
Università degli Studi di Teramo Avvelenamento da metalli pesanti 4 dicembre 2018 Prof. Michele

Università degli Studi di Teramo Avvelenamento da metalli pesanti 4 dicembre 2018 Prof. Michele Amorena

Fonti di immissione e relazione con avvelenamento acuto o cronico Prodotto Fonte Alimento associato

Fonti di immissione e relazione con avvelenamento acuto o cronico Prodotto Fonte Alimento associato Mercurio Cloro-alcali Pesce Piombo Emissioni di veicoli, vernici, pitture, fanghi, saldature Vegetali, conserve, alimenti acidificati Cadmio Fanghi, fusioni, acque di rifiuto Cereali, vegetali, carne, molluschi Stagno Biocidi, industrie tessili e vetrarie Conserve e semiconserve 2

Metalli pesanti : Mercurio La presenza del Hg nell'ambiente è essenzialmente legata all’inquinamento industriale.

Metalli pesanti : Mercurio La presenza del Hg nell'ambiente è essenzialmente legata all’inquinamento industriale. La maggior parte del Hg è liberato dalle attività umane, scaricato nell'aria, attraverso il combustibile fossile, l'estrazione mineraria, la fusione e la combustione dei rifiuti solidi, l’industria cartiera e quella chimica. Effetti tossici principali: - Distruzione del sistema nervoso - Danneggiamento delle funzioni cerebrali - Danni al DNA e danni cromosomici - Reazioni allergiche - Effetti riproduttivi negativi, quali danni allo sperma e difetti alla nascita od aborti

Mercurio ►Lungo la catena alimentare, il metil-mercurio è soggetto a bioaccumulo e biomagnificazione. ►I

Mercurio ►Lungo la catena alimentare, il metil-mercurio è soggetto a bioaccumulo e biomagnificazione. ►I valori più elevati si riscontrano nei pesci predatori adulti e nei mammiferi marini. ►Il consumo di pesce contaminato rappresenta la principale via di esposizione per l’uomo. ►Una volta assorbito si distribuisce principalmente nei reni e, in minor misura, nel fegato. ►Il metil-mercurio è in grado di superare la barriera emato-encefalica e placentare, pertanto nell’uomo e negli animali il sistema nervoso e quello riproduttivo costituiscono gli organi bersaglio principali per la tossicità.

Reg. CE 1881/2006

Reg. CE 1881/2006

Metalli pesanti : Pb �Non svolge alcuna funzione essenziale nel corpo umano, ma causa

Metalli pesanti : Pb �Non svolge alcuna funzione essenziale nel corpo umano, ma causa numerosi effetti tossici: - Rottura della biosintesi di emoglobina e anemia - Aumento della pressione sanguigna - Diminuzione di fertilita' negli uomini con danni allo sperma - Diminuzione dell’apprendimento e disturbi comportamentali nei bambini - Danni ai reni - Danni al sistema nervoso - Danni cerebrali

PIOMBO CARATTERISTICHE Il piombo è un metallo noto dall'antichità ed è relativamente abbondante sulla

PIOMBO CARATTERISTICHE Il piombo è un metallo noto dall'antichità ed è relativamente abbondante sulla crosta terrestre (36° posto), dove si trova nel minerale galena (Pb. S). Metallo lucido e bluastro; è piuttosto morbido, molto malleabile e duttile ed è un mediocre conduttore di elettricità. E' molto resistente alla corrosione, ma al contatto con l'aria si ossida e annerisce. Tubature di piombo, che portano le insegne dell'impero romano e venivano usate come scarichi dei bagni, sono tuttora funzionanti.

USI Il piombo è usato in enormi quantità nelle batterie e come rivestimento di

USI Il piombo è usato in enormi quantità nelle batterie e come rivestimento di cavi elettrici, tubi, serbatoi e negli apparecchi per i raggi X. Per la sua elevata densità e la grande sezione di cattura, il piombo trova impiego come sostanza schermante per i materiali radioattivi. Numerose leghe contenenti un'alta percentuale di piombo sono utilizzate nella saldatura, per i caratteri da stampa, per gli ingranaggi e per le munizioni. Una quantità considerevole di composti di piombo è inoltre consumata nelle vernici e nei pigmenti.

USI Il carbonato basico di piombo, comunemente detto piombo bianco o biacca e usato

USI Il carbonato basico di piombo, comunemente detto piombo bianco o biacca e usato come pigmento fin dall'antichità, impiegato come componente di smalti e pigmenti. Riconosciuta la tossicità se ne è vietato l'uso in vernici al piombo. Il piombo rosso, o minio, una polvere cristallina di colore rosso, è il pigmento contenuto nelle vernici antiruggine per ferro o acciaio. Il cromato di piombo, o giallo cromo è utilizzato come pigmento giallo; il rosso cromo, il giallo-arancio e il giallo-limone sono alcuni dei pigmenti ottenuti da questo composto. Il piombo (IV) tetraetile era il componente principale degli additivi antidetonanti contenuti nella benzina.

TOSSICITÀ Il piombo figura al 2° posto nella lista delle sostanze pericolose indicate dall'

TOSSICITÀ Il piombo figura al 2° posto nella lista delle sostanze pericolose indicate dall' ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry). La nocività di questo metallo è nota da molto tempo, specie nelle sue manifestazioni acute (colica saturnina). Tuttavia recentemente, come è accaduto per numerosi altri agenti inquinanti, la dose considerata critica è stata notevolmente abbassata. Fino a circa trent'anni fa, l'avvelenamento cronico da piombo era definito dalla presenza di una dose superiore a 80 µg/dl nel sangue, mentre attualmente viene considerata 'alta' una dose di Pb di 30 µg/dl e potenzialmente nocive, specie nello sviluppo, quantità uguali o superiori a 10 µg/dl (0. 1 ppm).

TOSSICITÀ DEL PIOMBO

TOSSICITÀ DEL PIOMBO

CINETICA Si comporta come lo ione Ca, viene assorbito essenzialmente attraverso l’apparato gastrointestinale e

CINETICA Si comporta come lo ione Ca, viene assorbito essenzialmente attraverso l’apparato gastrointestinale e il sistema respiratorio. Il piombo non viene metabolizzato, ma per larga parte escreto nelle urine, mentre il resto (circa 20%) si distribuisce nei tessuti e in particolare: �nel sangue, ove circola quasi esclusivamente negli eritrociti legato all’emoglobina �nei tessuti minerali (ossa, denti e capelli), ove si accumula (95%). Nelle ossa si trova sotto forma di fosfato di piombo, nelle ossa piatte e nella porzione epifisaria delle ossa lunghe �nei tessuti molli (reni, midollo osseo, fegato e cervello)

CINETICA Il Pb nel sangue, si trova all'interno dei globuli rossi, in massima parte

CINETICA Il Pb nel sangue, si trova all'interno dei globuli rossi, in massima parte legato all'emoglobina: provoca anemia manifestazione tardiva dell'avvelenamento. Attraverso il sangue, il Pb si distribuisce in tutti gli altri tessuti. Per la sua capacità di 'imitare' il calcio, e quindi soprattutto in caso di insufficiente assunzione di calcio, il piombo si accumula nelle ossa e vi costituisce una componente stabile. Tale componente può essere mobilizzata, e quindi rientrare in circolo nel sangue, in particolari stati fisiologici di stress (gravidanza, allattamento, malattie), ma anche come conseguenza di un accresciuto apporto di calcio nella dieta. Questo accumulo stabile di Pb nelle ossa rende molto lenta la guarigione, anche dopo un completo allontanamento dall'agente tossico.

CINETICA L’emivita nel sangue è di 1 -2 mesi e nelle ossa è stata

CINETICA L’emivita nel sangue è di 1 -2 mesi e nelle ossa è stata stimata attorno ai 20 -30 anni. Il tempo necessario affinché si accumulino quantitativi tossici di piombo si accorcia in maniera non proporzionale all’aumento delle quote ingerite. Per esempio, l’assunzione giornaliera di 2. 5 mg di piombo richiede circa 4 anni per dare luogo all’accumulo di un quantitativo tossico mentre l’assunzione giornaliera di 3. 5 mg richiede solo pochi mesi, dal momento che la deposizione nelle ossa è troppo lenta per proteggere i tessuti molli durante l’accumulo rapido.

MECCANISMO DI AZIONE � La tossicità del Pb deriva in larga misura dalla sua

MECCANISMO DI AZIONE � La tossicità del Pb deriva in larga misura dalla sua capacità di 'imitare' il calcio, ovvero di sostituirsi ad esso in molti dei processi cellulari fondamentali che dipendono dal calcio. �Il trasporto di piombo attraverso la membrana degli eritrociti è mediato dallo scambiatore anionico Cl - /HCO 3 - in un senso e dalla pompa Ca-ATPasica in senso opposto. In altri tessuti, il piombo permea attraverso i canali al calcio dipendenti dal potenziale, o ancora attraverso altri tipi di canali che trasportano calcio.

MECCANISMO DI AZIONE � Nel citoplasma, il piombo mima l’azione del Ca occupando i

MECCANISMO DI AZIONE � Nel citoplasma, il piombo mima l’azione del Ca occupando i siti di legame per il calcio su numerose proteine calciodipendenti. Il piombo si lega alla calmodulina, una proteina che, nel terminale sinaptico, funziona come sensore della concentrazione di calcio libero e da mediatore del rilascio di neurotrasmettitore. Inoltre altera il funzionamento dell'enzima proteina chinasi C. La chinasi C viene normalmente attivata da un modulatore esterno alla cellula (ormoni, neurotrasmettitori ecc), attraverso una catena enzimatica dipendente dal calcio. Il piombo presenta un'elevata affinità per i siti di legame specifici del calcio; dosi picomolari sono in grado di prendere il posto di dosi micromolari di calcio. In sistemi cellulari modello, è stato mostrato come il piombo sia in grado di stimolare l'espressione genica con un meccanismo mediato dalla proteina chinasi C e si presume che tale effetto possa avere relazione con alterazioni del funzionamento sinaptico.

NEUROTOSSICITÀ �Il piombo supera agevolmente la barriera emato-encefalica, con una velocità tale da potersi

NEUROTOSSICITÀ �Il piombo supera agevolmente la barriera emato-encefalica, con una velocità tale da potersi considerare un potente neurotossico a livello centrale. In questo caso il meccanismo di penetrazione non è completamente chiarito, ma l'ipotesi più probabile è che esso sia trasportato passivamente come ione Pb. OH +. Nel cervello il piombo si accumula negli astrociti, che lo sequestrano, proteggendo in questo modo i più vulnerabili neuroni. Evidentemente questo accumulo origina spesso un danno cellulare. In queste cellule, come presumibilmente nei neuroni, l'ingresso del piombo è mediato attraverso i canali del calcio.

NEUROTOSSICITÀ �Gli effetti del piombo sul cervello, con il conseguente ritardo mentale e deficit

NEUROTOSSICITÀ �Gli effetti del piombo sul cervello, con il conseguente ritardo mentale e deficit cognitivo, sono mediati da una sua interferenza con i tre principali sistemi di neurotrasmissione: il sistema dopaminergico, quello colinergico e soprattutto quello glutammatergico. L'effetto del piombo sui primi di questi due sistemi (dopaminergico e colinergico) sono accertati, ma scarsamente descritti dal punto di vista dei meccanismi. �E' noto invece come il piombo interferisca direttamente con l'azione del glutammato, il fondamentale neurotrasmettitore del cervello.

AVVELENAMENTO DA PIOMBO L’avvelenamento acuto è piuttosto raro e causa un grave shock, con

AVVELENAMENTO DA PIOMBO L’avvelenamento acuto è piuttosto raro e causa un grave shock, con danni al SNC, crisi emolitica acuta e danni renali. (Bovini) I sintomi dell'avvelenamento cronico, che si manifestano solo dopo l'accumulo di una determinata quantità di piombo nel corpo, possono essere suddivisi in: gastrointestinali, neuromuscolari, sul SNC, ematologici, renali e altri.

EFFETTI GASTROINTESTINALI Il piombo agisce sui muscoli lisci dell’intestino, producendo sintomi gastrointestinali che sono

EFFETTI GASTROINTESTINALI Il piombo agisce sui muscoli lisci dell’intestino, producendo sintomi gastrointestinali che sono un importante e precoce segno di esposizione al metallo. Solitamente la stipsi è una manifestazione precoce, specie nei bovini (scibale o fiande), ma talvolta si manifesta anche diarrea. Lo spasmo intestinale, o colica saturnina, che causa forti dolori addominali, è la manifestazione della sindrome addominale avanzata che arreca le maggiori sofferenze agli animali. Nel caso in cui la colica non sia grave, l’allontanamento del soggetto dalla fonte d’esposizione può essere sufficiente alla regressione dei sintomi. Per alleviare il dolore si raccomanda la somministrazione endovenosa di gluconato di calcio, che solitamente risulta più efficace della morfina.

EFFETTI NEUROMUSCOLARI La sindrome neuromuscolare, o paralisi saturnina, oggigiorno rara, è una manifestazione di

EFFETTI NEUROMUSCOLARI La sindrome neuromuscolare, o paralisi saturnina, oggigiorno rara, è una manifestazione di avvelenamento subacuto avanzato. Assai prima della paralisi vera e propria si manifestano debolezza muscolare e astenia, che possono in taluni casi essere i soli sintomi. La debolezza o la paralisi possono non rendersi evidenti se non dopo attività muscolare protratta. I gruppi muscolari principalmente coinvolti sono, in genere. quelli più attivi (estensori dell’avambraccio, del polso e delle dita e muscolatura estrinseca dell’occhio). La paralisi dei muscoli estensori del carpo e, in minor misura del tarso, se accompagnata da dati anamnesici di esposizione, è da considerarsi patognomonica dell’avvelenamento da piombo (caduta del polso). Solitamente non vi è coinvolgimento sensoriale. Sono state descritte alterazioni degenerative nei motoneuroni e nei loro assoni (uomo)

EFFETTI SUL SNC La sindrome centrale è stata denominata encefalopatia saturnina. E la più

EFFETTI SUL SNC La sindrome centrale è stata denominata encefalopatia saturnina. E la più grave manifestazione dell’avvelenamento da piombo (bovini). Sintomi precoci possono essere rappresentati da movimenti impacciati, vertigini, atassia, cadute, pseudocecità, irrequietezza e irritabilità. Si possono verificare meningite proliferativa, edema intenso. emorragie puntiformi, gliosi e necrosi focale. Mortalità elevata

EFFETTI SUL SNC L’esposizione al piombo produce occasionalmente nei bambini un deterioramento mentale evidente

EFFETTI SUL SNC L’esposizione al piombo produce occasionalmente nei bambini un deterioramento mentale evidente e progressivo. L’analisi anamnesica rivela per questi bambini uno sviluppo normale durante i primi 12 -18 mesi di età e oltre, seguito da una perdita costante di capacità motoria e di linguaggio, difficoltà di apprendimento, riduzione del quoziente di intelligenza (QI) e anormalità comportamentali. I pazienti possono manifestare gravi disordini, caratterizzati da ipercinesia e aggressività, nonché attacchi convulsivi difficilmente controllabili. La mancanza di percezione sensoriale compromette gravemente l’apprendimento. Il processo di apprendimento avviene attraverso la formazione e il rimodellamento delle sinapsi e l'effetto tossico del piombo su questo processo suggerisce che questo metallo danneggi specificamente la funzione sinaptica.

EFFETTI EMATOLOGICI Una conseguenza ematologica più comune dell’intossicazione cronica da piombo è una forma

EFFETTI EMATOLOGICI Una conseguenza ematologica più comune dell’intossicazione cronica da piombo è una forma di anemia microcitica ipocromica. che si osserva più frequentemente nei bambini (cane) ed è morfologicamente simile a quella che si verifica in seguito a deficienza di ferro. Si pensa che l’anemia sia dovuta a due fattori: diminuzione della vita media degli eritrociti e inibizione della sintesi dell’eme.

EFFETTI EMATOLOGICI Il piombo interferisce con la biosintesi dell’eme in modo irreversibile in corrispondenza

EFFETTI EMATOLOGICI Il piombo interferisce con la biosintesi dell’eme in modo irreversibile in corrispondenza di diverse tappe enzimatiche.

EFFETTI RENALI La tossicità renale si manifesta con proteinuria, ematuria e cilindruria, iperuricemia e

EFFETTI RENALI La tossicità renale si manifesta con proteinuria, ematuria e cilindruria, iperuricemia e gotta. Istologicamente, la nefropatia da piombo è caratterizzata da tipiche inclusioni nucleari, costituite da complessi piombo-proteina; tali formazioni compaiono precocemente e si dissolvono dopo terapia con agenti chelanti. La loro presenza è stata osservata nei sedimenti urinari di lavoratori esposti al piombo in insediamenti industriali.

ALTRI EFFETTI Altre manifestazioni e sintomi del saturnismo sono il colorito cinereo del viso

ALTRI EFFETTI Altre manifestazioni e sintomi del saturnismo sono il colorito cinereo del viso e il pallore delle labbra, la punteggiatura retinica, la comparsa di segni di “invecchiamento precoce” con postura incurvata. ridotto tono muscolare e aspetto emaciato. Si osserva, inoltre, la comparsa di un orletto nero, grigiastro o blunero in corrispondenza del margine gengivale, detto appunto orletto da piombo. L’orletto da piombo è il risultato di una deposizione periodontale di solfuro di piombo. Il piombo interferisce anche col metabolismo della vitamina D. E’ stato documentato un ridotto conteggio spermatico in maschi esposti al piombo. La carcinogenicità del piombo nell’uomo non è stata ancora ben determinata ma soltanto ipotizzata e sono stati pubblicati diversi resoconti clinici di casi di adenocarcinoma renale in lavoratori esposti al piombo.

NEUROTOSSICITÀ Il glutammato esplica la sua azione di stimolazione eccitatoria dei neuroni legandosi a

NEUROTOSSICITÀ Il glutammato esplica la sua azione di stimolazione eccitatoria dei neuroni legandosi a recettori di membrana che appartengono a diverse famiglie. Dosi micromolari di piombo sono in grado di bloccare il flusso di ioni attraverso il canale di membrana associato a una classe specifica di recettori ionotropi del glutammato (n-metil-Daspartato NMDA). I recettori NMDA svolgono un ruolo fondamentale nella trasmissione sinaptica eccitatoria e, per certe loro caratteristiche peculiari, appaiono coinvolti nei processi di formazione delle reti neuronali, e quindi nelle funzioni della memoria e dell'apprendimento. Sono proprio questi recettori che appaiono uno dei bersagli critici del piombo nei neuroni del sistema nervoso centrale. Come ciò sia in grado di alterare lo sviluppo cognitivo è tuttora ignoto.

TERAPIA E’ importante prevenire 1’ulteriore esposizione. Le convulsioni vengono trattate con diazepam; Mantenere il

TERAPIA E’ importante prevenire 1’ulteriore esposizione. Le convulsioni vengono trattate con diazepam; Mantenere il corretto bilancio idrico ed elettrolitico; Prima di iniziare la terapia con chelanti deve essere determinata la concentrazione di Pb nel sangue. Il trattamento dell'avvelenamento da piombo include la somministrazione di calcio disodio etilendiamminotetracetato (EDTA): L’associazione con dimercaprolo è più efficace della monoterapia. La d-penicillamina viene somministrata per via orale nella prosecuzione del trattamento acuto.

Reg. CE 1881/2006

Reg. CE 1881/2006