2.2. Симптоматика

Симптомы острого отравления проявляются уже через несколько минут после приема внутрь неорганических соединений ртути. Наступает внезапная рвота с большей или меньшей примесью крови, жжение в ротовой полости и пищеводе, слюнотечение, боль в животе и обильный кровавый понос. Обезвоживание, токсический шок и недостаточность кровообращения или отек голосовой щели могут быть причиной смерти в первые 24 часа.

В ротовой полости появляются гнойные образования и некрозы, покрытые серым налетом, наблюдается металлический привкус во рту, кровоточивость десен и темная кайма сернистой ртути по краям десен. Нередко наблюдается воспаление легких, катар верхних дыхательных путей, боли в груди, кашель и одышка, часто сильный озноб. Температура тела поднимается до 38-40 °C, в моче пострадавшего находят значительное количество ртути. Последующие опасные симптомы связаны с повреждением почек вплоть до развития токсической нефропатии. В последствии этого в период постепенной регенерации эпителия почечных канальцев могут появиться осложнения в виде вторичных заражений мочеполовой системы и возникает опасность повреждения мышечной ткани (патологические изменения сердечной мышцы), печени или сердца.

При острых отравлениях соединениями ртути основными симптомами являются состояния повышенной возбудимости, головная боль, мышечная дрожь, нарушение координации движений, затрудненное глотание, невнятная речь, судороги и в конечном итоге кома. В тяжелейших случаях через несколько дней наступает смерть пострадавшего.

3. Действие ртути в организме на клеточном уровне.

3.1. Токсикокинетика и токсикодинамика.

Металлическая ртуть практически безвредна для живых существ, т.к. в организме процесс образования иона двухвалентной ртути, который и может вызвать отравление, не происходит. Ртуть в составе лекарственных препаратов или химических соединений может поступать в организм через кожу, легкие и желудочно-кишечный тракт. Высокие концентрации в плазме крови обнаруживаются при вдыхании паров ртути.

3.2. Механизмы токсического действия ртути.

Действие оказывают главным образом ионы ртути, поэтому особенно токсичны хорошо растворимые и легко диссоциирующие соли. Однако пары ртути действуют, вероятно, в первую очередь в канонизированном виде, и лишь гораздо позже, после ферментативного окисления, циркулирующая в крови «свободная» ртуть вступает в соединение с белковыми молекулами.

Механизм токсического действия соединений ртути заключается в способности ионов ртути взаимодействовать с белками, а прежде всего – с жизненно важными ферментами (тиоловыми). Происходит инактивация белков путем их необратимой денатурации в результате блокады металлов активных групп пептидной цепи, при этом происходит разрыв связей и разрушение структуры белковой молекулы.

Механизмы токсичности ртути также связаны с нарушением транспорта натрия и калия через мембраны.

Органические соединения ртути провоцируют патологические изменения, прежде всего, в центральной нервной системе, путем нарушения обмена белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца и селена. Неорганические соединения ртути нарушают обмен пиридоксина, кальция и цинка.

В первую очередь ионы металла реагирует с SH-группами белков (вероятна их реакция с СООН-группами). Инактивируя функциональные группы тканевых белков, ртуть изменяет конфигурацию и свойства белковых молекул, что приводит к резким изменениям (вплоть до полного подавления) ферментативной, гормональной и иммунологической активности белков. При этом снижается активность цитохромов, нарушается тканевое дыхание, в результате возникают некротические процессы в тканях (почечные канальцы, слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта, ЦНС, ткани плода). Ртуть, проникнув в клетку, может включиться в структуру ДНК, что сказывается на наследственности человека.

Катионы металлов, в том числе и ртути, могут формировать координационно-ковалентные связи с широким классом молекул (лиганды). Большинство лигандов, имеющих биологическое значение (белки, нуклеиновые кислоты), содержат в молекуле кислород-, азот-, серосодержащие, электрон-донорские группы, с которыми и взаимодействуют металлы.

Последствия взаимодействия ртути с лигандами многообразны. Прежде всего, это разрыв водородных связей внутри макромолекулы, замещение других металлов в связи с лигандами и как следствие этого - изменение третичной структуры комплекса, что приводит к изменениям их биологических свойств: угнетению активности энзимов, нарушению транспортных свойств и т.д. Присоединение металлов к лигандам мембранных структур приводит к нарушению процессов активного или пассивного трансмембранного транспорта. Взаимодействие с лигандами нуклеиновых кислот потенциально может повлиять на процессы транскрипции, трансляции, а также лежать в основе мутагенного и канцерогенного действия определенных металлов. Угнетение энзимов, которые участвуют в процессе репарации ДНК, также может иметь значение в развитии мутагенеза и канцерогенеза.

Внешняя поверхность клеточной мембраны первой взаимодействует с металлом. Вещества, медленно проходящие через мембрану, могут образовывать прочные связи с лигандами и тем самым существенно изменять свойства мембран. Так, ртутьорганическое соединение хлормеродрин, взаимодействуя с SH-группами эритроцита (преимущественно мембранными), угнетает транспорт сахаров через мембрану. Вещества, легко проникающие через мембрану, такие как метилртуть, вероятно, слабо влияют на её свойства.

Взаимодействовать металлы могут с любыми мембранными образованиями: митохондриями, эндоплазматическим ретикулумом, лизосомами. Но иногда взаимодействие металла с макромолекулой вообще не приводит к изменению ее физиологической активности.

Биотический эффект ртути определяется ее способностью вступать в обратимые реакции с функционально-активными группами биомолекул (пептидов, белков), причем активность этих групп в реакциях со ртутью уменьшается в ряду: -SH> -CONH₂ > -NH₂ > -CO-OH > PO₄ ^3-. Максимальное сродство ртути к -SH (тиоловым, сульфгидрильным) группам обуславливает приоритетный характер их взаимодействия. Тиоловые группы являются важнейшими функциональными группами белков, они участвуют в формировании их пространственной структуры и, соответственно, активных центров путем образования дисульфидных связей (-S-S-).

При взаимодействии активных групп белков (прежде всего -SH групп) с ртутью и ее соединениями, конформационные изменения белковой молекулы (т.е. изменения ее пространственной структуры) происходят без деструкции химических связей и поэтому имеют обратимый характер. В этих случаях комплементарность активных центров белков к субстратам и, соответственно, скорость реакций их взаимодействия, может меняться как в сторону повышения (при оптимизации пространственного положения групп их активных центров по отношению к субстрату), так и в сторону снижения (при уменьшении сродства к субстрату). Таким образом, реализуется регуляторная роль ртути в биохимических реакциях, ведь в ничтожно малых количествах она все же необходима нашему организму.