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I METALLI SORGENTI: Naturali: - Processi geologici: erosioni, eruzioni vulcaniche, incendi dei boschi - Processi biologici: bioaccumulo legato all’introduzione.

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Presentazione sul tema: "I METALLI SORGENTI: Naturali: - Processi geologici: erosioni, eruzioni vulcaniche, incendi dei boschi - Processi biologici: bioaccumulo legato all’introduzione."— Transcript della presentazione:

1 I METALLI SORGENTI: Naturali: - Processi geologici: erosioni, eruzioni vulcaniche, incendi dei boschi - Processi biologici: bioaccumulo legato all’introduzione nella catena alimentare mediante le piante e gli animali Antropogene: - Combustione di combustibili fossili, estrazione e trattamento dei minerali, lavorazione industriale dei metalli, smaltimento dei rifiuti civili e industriali Agenti chelanti usati come antidoti nelle intossicazioni da metalli Dimercaprolo EDTA Deferossamina 2,3-Dimercapto-1-propansolfonato D-Penicillamina As, Hg inorganico, Pb (con EDTA) Pb Fe Metil-Hg, Hg inorganico, Pb, Cd, Cu, Ni Cu, (Pb) Criteri per l’utilizzo terapeutico degli agenti chelanti come antidoti: 1)Elevata affinità verso i tossici e bassa affinità verso i metalli endogeni 2)Bassa tossicità dei chelanti e dei chelati 3)Nessun metabolismo 4)Accessibilità nella bile e nell’urina del chelato 5)Stabilità del chelato ai pH fisiologici e nell’urina acida

2 CADMIO Sorgenti di esposizione: Produzione e lavorazione del Cd, processi di combustione, depositi di materiali solidi (rifiuti, scorie e concimi fosfatici) Alimenti: Alcuni funghi, prodotti del cacao, molluschi, frutti di mare (> 200  g/kg) Fegato e reni di bovini e maiali (< 200  g/kg) Cereali, patate, riso, verdure (< 40  g/kg) Pane, pomodori, frutta, uova, pesce fresco (< 20  g/kg) Muscolo, vino, birra, succhi di frutta (< 5  g/kg) Acqua delle condutture, latte e derivati (< 1  g/kg) Fumo di tabacco (il consumo di 20 sigarette al giorno raddoppia il contenuto di Cd dovuto all’assunzione con il cibo nel parenchima corticale renale) Tossicocinetica: Il Cd viene assorbito attraverso i polmoni e il tratto GI Si accumula inizialmente nel fegato dove viene legato alla metallotioneina per poi raggiungere i reni attraverso la circolazione sanguigna Dopo esposizione cronica si accumula nei reni (50%), nel fegato (15%) e nei muscoli (20%)

3 CADMIO Tossicità acuta: L’inalazione acuta dei fumi dell’ossido di Cd o di aerosol contenenti Cd determina asma, febbre ed edema polmonare tossico (potenzialmente mortali) per danni alle membrane causati dall’irritazione locale. L’esposizione attraverso gli alimenti è limitata => basso rischio di tossicità acuta Tossicità cronica: Inalazione prolungata di polveri contenenti Cd: irritazioni e atrofie nell’apparato respiratorio superiore, enfisema polmonare Inalazione o assorbimento orale: nefropatie (la porzione corticale del parenchima renale costituisce il bersaglio principale della tossicità cronica) + notevole eliminazione di calcio e fosforo (danni alle ossa) Cancerogeno negli esperimenti su animali da laboratorio

4 PIOMBO Sorgenti di esposizione: E’ uno dei metalli più diffusi nell’ambiente. Produzione di batterie e accumulatori (50%), tubi e cavi (16%), colori (14%), additivi della benzina (6-10%). La frazione principale del Pb atmosferico (~90%) proviene dai gas di combustione che contengono, oltre a frazioni minori di composti organici di Pb incombusto, particelle di PbBrCl, cloruro, ossido e carbonato di Pb. Tali particelle possono rimanere nell’atmosfera fino a 30gg e così essere trasportate a grandi distanze e depositarsi sugli strati superficiali del terreno. Alimenti: Verdura a foglia larga (~ 620  g/kg) Tuberi, fegato bovino, fragole e frutti di bosco (< 300  g/kg) Pesce d’acqua dolce, ortaggi, germogli, carne, uova, patate (< 150  g/kg) Latte, grano, birra (< 50  g/kg) Acqua (< 10  g/kg)

5 PIOMBO Tossicocinetica: Assorbimento x inalazione (30-80% a seconda delle dimensioni delle particelle), GI (scarso negli adulti = ~10%, maggiore nei bambini = fino al 50%) Nell’intestino crasso si forma solfuro di Pb insolubile => elim. con le feci Più del 95% del Pb circolante nel sangue è legato agli eritrociti Accumulo: inizialmente nel fegato e nei reni, successivamente nei tessuti ricchi di calcio (ossa e denti) in forma di fosfato di Pb terziario poco solubile T 1/2 (ossa): > 20 anni T 1/2 (tessuti molli come reni e cervello): ~ 20gg Il Pb può oltrepassare la placenta Tossicità acuta: Rara per il basso assorbimento e per l’accumulo/deposito nelle ossa e negli eritrociti Irritazione locale, vomito, coliche intestinali, ipotermia, ipotensione, danni a fegato, reni e SNC, anemia emolitica ed emoglobinuria Tossicità cronica: Effetti ematologici: - inibizione degli enzimi coinvolti nella sintesi dell’eme => anemia Effetti neurologici: - neuropatia periferica, anche paralisi delle estremità superiori - encefalopatia (stanchezza, vertigini e tremori-soprattutto nei bambini)

6 I COMPOSTI ORGANICI DEL Pb Piombo tetrametile e Piombo tetraetile: - Vengono aggiunti ai carburanti come antidetonanti (0,05-0,1%) - Volatili e liposolubili => assorbiti attraverso i polmoni e per contatto cutaneo - Metabolizzati per ossidazione a composti trialchilici - Il Pb trialchile è la forma attiva più stabile con T 1/2 di alcuni giorni - Maggiori effetti neurotossici rispetto ai composti inorganici del Pb Sintomi a seguito di esposizione acuta ad alte concentrazioni: - Eccitazione psicomotoria, crampi, delirio, successiva paralisi Per esposizione cronica (sul luogo di lavoro o in seguito ad inalazione di benzine contenenti Pb) => leggere manifestazioni neurologiche

7 MERCURIO Distribuzione nell’ambiente ed esposizione: Il Hg è trasformato dagli organismi acquatici in metilmercurio. Il metilmercurio dai pesci e il Hg elementare delle amalgami costituiscono le sorgenti di esposizione più importanti per l’uomo Assorbimento di mercurio da parte di adulti non esposti sul luogo di lavoro (  g Hg/die) Sorgente Popolazione generale Famiglie di pescatori Alimentazione 5-20 Fino a 350 Amalgama 2,5-17,5 Il Hg veniva usato in antichità per la doratura alla fiamma e più tardi per l’estrazione dell’oro; già da allora è conosciuto come veleno Come metallo singolo liquido alle normali temperature, si sviluppa una notevole pressione di vapore => la fase gassosa del Hg elementare gioca un ruolo essenziale nel trasporto nel sistema geoclimatico. Dagli oceani e dai vulcani il Hg 0 si diffonde nell’atmosfera e da questa per ossidazione raggiunge nuovamente il mare con la pioggia. Impiego del Hg: - Industria chimica (elettolisi cloroalcalina, sintesi delle aldeidi, fungicidi) - Industria elettronica (elementi di contatto, tubi fluorescenti) - Amalgama per i denti (3% del consumo annuale) Dal punto di vista della sua azione biologica, il Hg è suddiviso nelle sue tre forme principali: - Hg atomico in forma di vapori - Sali di Hg inorganici - Composti organici del Hg

8 Tossicocinetica: Vapori di mercurio (Hg 0 ): Altamente liposolubili => assorbimento polmonare ~ 80% dei vapori inalati 0,01 % dopo assunzione orale elevata distribuzione tissutale Nel sangue: 50-65% legato agli eritrociti Negli eritrociti e negli epatociti la catalasi, in presenza di H 2 O 2, ossida Hg 0 a Hg 2+, favorendone il legame intracellulare. Aria Sangue Cervello Hg 0 Hg 2+ S X Hg 0 HgO Cat-FeOH Cat-FeOOH +H 2 O Cat-FeOH +H 2 O+O 2 H2O2H2O2 H2O2H2O2 Accumulo (~ sali di Hg): reni (>50%) e fegato Eliminazione: urine (60%) e feci (40%) in forma di Hg 2+ T 1/2 : ~ 60gg (alcuni anni nel cervello per formazione di un legame a complessi del selenio biologicamente inattivi) Il cervello e i reni sono gli organi critici per esposizione a Hg 0 o Hg 2+

9 Mercurio inorganico: Assorbimento: 5-10% per assunzione orale o esposizione cutanea Tossicocinetica ~ Hg 0 Mercurio organico (metilmercurio): Assorbimento: 80% attraverso I polmoni per esposizione alle polveri >80% per via enterale Distribuzione: nel sangue >90% legato agli eritrociti 10% nel cervello accumulo epatico (>) e renale (<) Eliminazione: biliare (90%) e urinaria (10%) Metabolismo: l’eliminazione attraverso il fegato avviene in forma di complessi glutationici e cisteinici. Circa la metà del metilmercurio secreto nella bile è demetilato a Hg inorganico ed eliminato direttamente, mentre il metilmercurio invariato viene reintrodotto nel circolo enteroepatico T 1/2 : 70 gg

10 Tossicità acuta La tossicità acuta del vapori e dei sali di mercurio è caratterizzata da effetti locali nei polmoni, nei reni e nelle mucose dell’apparato gastrointestinale. Le intossicazioni acute si presentano per assunzione di Sali di mercurio liquidi, soprattutto a scopi suicidi, e anche per inalazione di elevate concentrazioni di Hg 0 nell’ambito industriale. Assunzione orale => gravi corrosioni delle mucose che evolvono in un’infiammazione necrotizzante della mucosa intestinale => ↑ assorbimento Sali di Hg => necrosi dei tubuli prossimali renali => rigetto letale dei reni Inalazione => infiammazione polmonare acuta con sintomi di insufficienza respiratoria e bronchite Tossicità cronica: I composti alchilici a catena corta provocano danni irreversibili al SNC e periferico. I principali organi bersaglio per i vapori di mercurio (lipofili) sono il cervello e i reni. Sintomi: tremore delle mani, alterazioni del comportamento e della personalità, irritabilità e perdita della memoria. Nefrotossicità: danni al glomerulo e alle cellule dei tubuli => proteinuria, passaggio di enzimi nelle urine e ridotto riassorbimento di Zn e Cu L’accumulo di Hg inorganico nei reni ha come conseguenza che la > parte viene eliminata con l’urina => la conc di Hg nell’urina può essere usata come indicatore biologico dell’esposizione. Sindrome caratteristica della tossicità subacuta e cronica del metil-Hg: disturbi della vista, dell’udito, della mobilità e della parola (DL>200mg).

11 Tossicità fetale: Anche in caso di moderato consumo di pesce, la concentrazione di Hg nel cordone ombelicale è 1,2 fino a 1,9 volte superiore a quella del sangue materno. A questo si aggiunge l’esposizione postnatale attraverso il latte materno, dove la conc di Hg è 5-15% della conc nel sangue. Infine, il SN dei neonati è 3-4 volte più sensibile al metil-Hg.  L’OMS sconsiglia l’esposizione delle donne gravide a metil-Hg sul luogo di lavoro. Indicatori per l’esposizione: Hg inorganico e Hg 0 : urina e sangue Metil-Hg: sangue e in alcuni casi i capelli ADI: Hg totale = 40  g Metil-Hg = 30  g


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