Mineralni otrovi

III grupa otrova

III grupa otrova obuhvata:

• Teške metale (As, Pb, Hg, Cd, Se, Zn, Cu, Tl)

• Jake kiseline ( Sumporna, hlorovodonična, azotna)

• Jake baze (Natrijum, kalijum, kalcijum hidroksid)

Metalni joni sigurno predstavljaju veoma važan sastojak ljudskog organizma.

Osim gradivne uloge kao biogeni elementi, metalni joni su i deo enzimskih sistema.

Joni metala su biokatalizatori i aktivno učestvuju u osnovnom regulacionom sistemu funkcionisanja organizma.

Poseban problem predstavljaju složeni biohemijski sistemi sa

mnoštvom osetljivih i finih dinamičkih i kinetičkih ravnoteža u organizmu, koji trpe zbog promene sadržaja teških metala u životnoj i

radnoj sredini.

Procesi koji definišu uzajamne odnose već postojećih metala u telesnim

tečnostima pod uticajem nekog od navedenih faktora nisu dovoljno ispitani.

Manje ili više grubo narušavanje uspostavljene ravnoteže u organizmu mora, po zakonu o dejstvu masa da se

odrazi na promene koncentracija u telesnim tečnostima kao i ekskreciji kao krajnjem procesu metabolizma.

Naziv "teški metali" bazira se na jednom fizičkom parametru, a ne na

osnovu neke njihove zajedničke osobine.Zbog toga njihovo toksikološko dejstvo

predstavlja zbir vrlo različitih mehanizama.

U teške metale ubrajaju se fiziološki važni elementi kao što su Fe, Cu, Zn,

zatim toksični As, Pb, Hg, Ni, Cd, Mn i manje toksične Au, Ag.

Delovanje metala na organizam je veoma različito i zavisće od fizičko hemijskih

osobina unetog metala. Resorbovani metali deluju na ćelijsku

membranu i tu mogu da izazovu oštećenja. Mogu se transportovati u unutrašnjost ćelije i takođe da dovedu do promena u sastavu citoplazme inhibišući različite

konstituente citoplazme (enzime, lipide, belančevine).

Npr. Hg, Pb i Ag imaju izraziti afinitet za SH grupe enzima, ali se njihovi toksični efekti

razlikuju. Većina teških metala stvara komplekse sa jedinjenjima

koja sadrže S, O ili N.

Grupe kao što su COOH, NH2, SH, PO3H2

sastavni su deo biološki važnih molekula i za njih će se vezivati teški metali izazvajući oštećenja ćelije.

Procesi delovanja teških metala se mogu jednim delom objašnjavati hemijskim osobenostima svakog od posmatranih

elemenata, sternim (prostornim) faktorima kao i uticajem pH vrednosti, sredine i sl.

Metali mogu da izazovu akutna i hronična trovanja.

Akutna trovanja danas nisu tako značajna, veći značaj imaju hronična, odnosno

profesionalna trovanja.

Olovo (Pb)

Olovo je metal koji je ljudima odavno poznat. Koristili su ga veoma široko ne znajući za njegove toksične osobine.

Ovaj metal je bio jedan od prvih koji su poznavali stari Egipćani 7000 - 5000 g. pre naše ere, kao i Jevreji i Feničani. Olovne boje bile su poznate još pre

Vavilona. Za toksične efekte olova znali su Grci,

Rimljani i Arapi pre naše ere.

U starom veku olovo je imalo najrazličitiju upotrebu, od proizvodnje olovnih cevi (što se prema nekim teorijama smatra uzrokom

propasti Rimskog carstva), preko najrazličitijih posuda za svakodnevnu upotrebu, do materijala za pravljenje

sarkofaga.Olovna jedinjenja su korišćena i u medicinske svrhe kao anstrigens,

hemostatik ili sredstvo protiv malignih čireva. Najrasprostranjenija je ipak bila

upotreba olovnog karbonata koje se koristilo kao kozmetičko sredstvo i lek.

Toksični efekti izazvani dejstvom olova bili su poznati već Hipokritu u V veku pre naše ere, a

Plinije je početkom naše ere pisao o merama zaštite u prevenciji saturnizma.

U srednjem veku zabeleženi su mnogi slučajevi trovanja olovom uglavnom usled upotrebe

nedovoljno pečnog i neglaziranog keramičkog posuđa, usled korišćenja posuđa od legure olova i kalaja, ili prevučenog kalajem koji je sadržavao

veliki procenat olova. Brojna trovanja bila su takođe uzrokovana i upotrebom olovnih cevi korišćenih kako za vodovod, tako još više pri konstrukciji aparata

za destilaciju alkoholnih pića.

Danas olovo predstavlja jedan od najviše ispitanih i najbolje opisanih metala sa

stanovišta toksikološkog dejstva.

Olovo je nesumnjivo ozbiljan kontaminent ekosistema na globalnom nivou.

Njegova proizvodnja i upotreba rezultuje u značajno povećanim koncentracijama ovog

metala u svim sredinama, čemu treba pridodati ne mali uticaj njegovih alkilovanih

jedinjenja u benzinu

Najveći izvori prirodnog zagađenja olovom su erupcije vulkana i geohemijski izvori. Izračunato je da se širom sveta iz prirodnih izvora oslobodi godišnje oko 19000 tona (Nriagu, 1988.), a samo

iz vulkanskih erupcija 6400 tona godišnje. U poređenju sa emisijom iz antropogenih izvora (za

1983.) od 289 000 - 376 000 tona godišnje emisija olova iz prirodnih izvora ne prevazilazi

10%. Profesionalna ekspozicija obuhvata radnike koji

rade u rudnicima, u proizvodnji akumulatora, hemijskoj industriji, proizvodnji boja,

štamparijama, proizvodnji kristalnog stakla itd.

Apsorpcija olova ne zavisi samo od prisutne količine olova već i od hemijskog oblika u kome je olovo prisutno, kao i od starosti, fiziološkog stanja, ishrane i genetskih faktora organizma. Prve profesionalne efekte toksičnog dejstva

olova osetili su rudari u rudnicima.

Najnerastvorljivija so olova je izgleda olovno belilo koje predstavlja smešu karbonata i

hidroksida, a zatim olovo(II)-oksid i olovo(IV)-oksid (Patty, 1962).

Olovo se putem krvi prenosi po celom organizmu, a deponovanje se vrši u mekim

tkivima (jetra, bubrezi itd.) kao i skeletnom sistemu (kosti, zubi).

Kosti predstavljaju osnovni organ u kome se vrši deponovanje tokom celog života što predstavlja rizik obzirom na moguću

mobilizaciju pri pogodnim uslovima.U krvi se nalazi oko 2% celokupnog olova u

organizmu i to uglavnom vezano za eritrocite (96%).

Olovo se eliminiše urinom i fecesom.

• fecesom 90%, •urinom (76%),

•gastrointestinalnom sekrecijom (16%), •kose, noktiju, znoja i mleka.

Količina olova izlučena na bilo koji od ovih načina zavisi od godina i vrste

ekspozicije.

Kao i kod drugih metala toksično dejstvo olova se zasniva prvenstveno na afinitetu za slobodne

sulfhidrilne grupe proteinskog dela enzima ili usled zamene jona drugih biogenih metala.

Usled toga dolazi do promene u aktivnostima enzima što dovodi do širokog spektra bioloških

efekata. Oni uključuju promene u biosintezi hema, neurotoksične efekte, zatim dejstvo na bubrege i gastrointestinalni trakt, imunološki

sistem, kao i kardiovaskularne i endokrine efekte.

Olovo pokazuje mnogostruko hematološko dejstvo.

Sinteza hemoglobina i mesta na koje može delovati olovo

Krebs cycl.

Succinil koenz.A + Glicin

-aminolevulinska kis.

D-alkildehido.

Porfobilinogen Uroporfirinogen Kopro-

porfirinogen

Protoporfirin + Fe

HEM + Globin (Hemoglobin)

Dva osnovna efekta su uzrok anemije izazvane toksičnim dejstvom olova:

• skraćenje života eritrocita i oštećenje sintetaze hema.

Skraćen život eritrocita je rezultat povećane fragilnosti eritrocita i

eritroblasta zbog vezivanja olova na tiolske i fosfatne ligande na membrani i njene

izmenjene permeabilnosti.

Hronična trovanja olovom poznata su pod imenom saturnizam.

Individualna osetljivost na dejstvo malih količina olova je veoma različita.

Simptomi hroničnog trovanja se javljaju posle više nedelja, nekad i više meseci, pa čak i više godina od momenta kada je radnik prvi put počeo da radi sa

olovom.

Prvi vidni znaci trovanja su jaka i stalna zamorenost, gibitak apetita, mršavljenje,

glavobolja, postepena anemija, bledilo kože lica, pojava sivog olovnog ruba oko zuba i pojava tzv.

olovnih kolika, odnosno tipičnih iznenadnih bolova i grčeva u trbuhu.

Simptomi trovanja olovotetraetilom su praćeni nervnim poremećajima: nesanica, teški snovi, napadi slični delirijum tremensu. Olovo, kao i

drugi metali, se deponuje u kostima. Tako deponovano olovo predstavlja stalnu opasnost za organizam, jer se pod određenim uslovima ono se

može mobilisati i ponovo dospeti u krvotok i dovesti do akutnih napada saturnizma. Ova

pojava da se deponovano nerastvorno olovo vraća u rastvorno, pod određenim uslovima, naziva se

mobilizacija olova i koristi se pod strogo kontrolisanim uslovima, za lečenje saturničara.

Koncentracije olova se određuju u serumu krvi, urinu, organima, hrani, vodi, metalnim predmetima

Sadržaj olova u krvi je 139 g/dm3.

Zapažene su razlike u polu, pa je srednja vrednost za muškarce bila 161 g/dm3, a za žene 11.9 g/dm3.

Ustanovljene su takođe i razlike u zavisnosti od mesta stanovanja (selo, grad) kao i od navika

(pušenje, piće). Olovo u krvi neeksponiranog stanovništva

(1995.) je od 55,2 - 159 g/dm3 za muškarce i 48,6 - 125 g/dm3 za žene.

Arsen (As)

Arsen je bio poznat još starim narodima i oni su ga smatrali nekom vrstom sumpora. Aristotel pominje supstanciju pod nazivom

realgar, koja je u stvari arsensulfid (As4S4). Grci i Rimljani su poznavali i terapijska

dejstva arsena, jer je Teofast istu supstanciju nazvao arsenikon, što znači

moćan, a što se odnosi na arsenovo roborantno dejstvo.

Auripigment ili arsenicum bio je naziv za žuti sulfid.

Beli arsen, arsen trioksid ili arsenik bio je najviše zloupotrebljavani kriminalni

otrov u istoriji čovečanstva, a služio je i za uništavanje miševa te odatle potiče

popularan naziv mišomor.

Arsen je metaloid, koji se nalazi u VBgrupi periodnog sistema elemenata. Kada

se zagreva na atmosferskom pritisku lagano sublimuje na 1000, a kada se

zagreva u zatvorenoj cevi pod pritiskom topi se na oko 8140C.

Najčešća oksidaciona stanja su mu -3, +3 i

+5.

Nalazi se u obliku samo jednog izotopa atomske mase 75.

Jedinjenja arsena

Arsenova jedinjenja se sa stanovištabiološkog i toksikološkog dejstva mogupodeliti u tri grupe:• neorganska,• organska jedinjenja i• arsenovodonik ili arsin.

Arsen se preko krvi prenosi po celom organizmu. Uglavnom se veže za proteinsku frakciju, a osnovni nosač je -1-globulin.

Trovalentni arsen se može kombinovati sa sulfhidrilnim grupama.

Utvrđeno je da se toksični efekti arsena mogu redukovati primenom redukujućih agenasa kao što su glutation i cistein.

U svim tkivima količina trovalentnog oblika arsena je 2 - 25 puta veća od petovalentnog, što ukazuje na činjenicu da se petovalentni oblik brže i potpunije metaboliše. ( WHO,

1987).

Najveća količina neorganskog arsena eliminiše se urinom, a samo mali procenat se eliminiše

fecesom. Biološko poluvreme arsena u organizmu iznosi

10 časova, a 50 - 80% se eliminiše u roku od 3 dana.

Arsen se eliminiše i preko kože znojem. Arsen se koncentriše i u aneksima kože te se

tako izlučuje i preko kose i noktiju.Na noktima arsen izaziva pojavu poprečnih belih pruga, preko kojih se može pratiti

izlaganje ovom elementu. Slično je i sa kosom, te se prema dužini dlake može odrediti

pređašnja ekspozicija.

Humano mleko sadrži oko 3 g/dm3

arsena, što govori i o ovom načinu eliminacije.

Značajan je transfer arsena preko placente u fetus, pri čemu je utvrđeno da količine arsena u krvi fetusa raste tokom perioda razvoja, te da je koncentracija u krvi novorođenčadi slična vrednostima

nađenim u krvi majke.

Prema podacima iz 1988. referentne vrednosti sadržaja arsena u punoj krvi

kreću se od2 –- 23 g/dm3

Sadržaj arsena u serumu je u opsegu od 1,7 -– 15,4 g/dm3 uz

napomenu da su određivanja arsena u serumu i urinu retka.

Siptomi trovanja arsenom su različita i zavise od primenjenog jedinjenja i od

koncentracije kao i od individualne osetljivosti.

Akutno trovanje arsenom se ispoljava sa sledećim siptomima: jaki abdominalni bolovi

praćeni osećanjem vreline, jaka žeđ, povraćanje, proliv. Bolesnik malaksava, srce

slabi, opada telesna temperatura, lice i vrhovi prstiju poplave.

Smrt može nastipiti brzo, čak za 20 min. ili nekoliko sati.

Ispiranje želuca i izbacivanje otrova može i kod velikih količina da spreči smrtni ishod i da dovede do potpunog ozdravljenja. Važan antidot kod trovanja arsenom je davanjeBALa (dimerkaptopropanol-ditioglicerin)

otkriven kao protiv otrov za luizit (bojni otrov).

Može se davati magnezijumoksid ili sveže staložen ferihidroksid.

Živa (Hg)Prvi pisani dokument o živi potiče oko 300 godina pre naše ere, kada Teofast pominje ovaj metal

kao “chitos argyros”, živo srebro ili tečno srebro.

Diskorid je kasnije naziva “hydor argyros“ ili tečno srebro, i odatle potiče i latinski naziv

“hydrargyrum“. Živa kao jedini tečni metal uzbunjivao je maštu alhemičara koji su verovali da je živa sastojak

svih metala. Stari Egipćani često pominju živu i

njene amalgame, a u I veku pre naše ere Deoskurid opisije upotrebu jedinjenja žive u

obliku lekovite masti.

U isto vreme počinje i upoznavanje toksičnih osobina žive.

Vađenje cinabarita uzrokovalo je prva trovanja robova koji su radili u rudnicima,

pa je osuda na rad u ovakvim rudnicima bila izjednačavana sa osudom na smrt.

Plutarh se, u borbi za pravednije kažnjavanje osuđenika, protivi da u rudnicima žive rade robovi koji nisu

zločinci.

Jedna od veoma značajnih primena živinih soli u XVII veku bila je i primena u proizvodnji filca za

šešire. Naime osobina živinog nitrata da reagujući sa kreatinom gradi nerastvorna

jedinjenja korišćena za slepljivanje dlaka i proizvodnju tada modernog filca. Mada je sastav hemijske supstancije predstavljao tajnu, veoma

brzo su se zbog brojnih manuelnih operacija koje su radnici morali obavljati pri ovom procesu,

javili simptomi trovanja živom utoliko pre što je živa(II)-nitrat i veoma korozivna supstancija.

Tek mnogo kasnije zabranjena je upotreba žive(II)-nitrata za ove svrhe mada ova zabrana

ne važi za sve zemlje.

Krajem XIX i u XX veku objavljeni su mnogi radovi o toksičnim efektima

izazvanih živom tako da je ona, uz olovo i arsen, najstariji izvor profesionalnih

trovanja i istovremeno jedan od najbolje opisanih toksikanata.

Upotreba živinih jedinjenja kao fungicida, i konzumiranje semenske pšenice izazvalo je teška trovanja sa letalnim posledicama u Iraku, Iranu,

Pakistanu, Gvatemali i Gani. Industrijska upotreba žive kao katalizatora u industriji polivinilhlorida,

njeno nekontrolisano puštanje u obližnji zaliv, gde je nakon mikrobiloške transformacije u organski oblik

inkorporirana u žive organizme, a odatle lancem ishrane stigla do čoveka, izazvalo je 1956-1960. masovno trovanje lokalnog stanovništva u zalivu Minamata u Japanu. Ista bolest, sa malo blažim

posledicama javila se i u gradu Niigata 1964-1965., a trovanje svinjskim mesom "obogaćeni” živom zabeleženo je i 1969. u Alomogorovu u SAD

(Đarmati, 1989.).

Živa je srebrnasto beli metal i ujedno jedini koji se na običnoj temperaturi nalazi u tečnom stanju. Živa se topi na - 38,87 0 C, a ključa na 356,58 0 C. Napon pare joj je veoma mali, a pare su izuzetno

otrovne. Živa je najteži metal sa specifičnom gustinom od

13.59. Oksidaciona stanja žive su +1 i +2, gradeći živa(I)-

i živa(II) - soli (merkuro i merkuri soli). Ima više izotopa sa atomskim težinama 202, 200,

199, 201, 198, 204 i 196 (navedeni prema zastupljenosti).

Organska jedinjenja žive imaju opštu formulu RHgX ili RHgR’ pri čemu oznaka R

predstavlja organski radikal (metil, etil, fenil, metiletil itd.).

Ova jedinjenja zbog svog specifičnog metabolizma predstavljaju posebnu grupu

izuzetne toksičnosti koja raste sa smanjenjem organskog radikala.

Računa se da se u atmosferu godišnje emituje oko 2000-3000 tona žive kao proizvod različitih ljudskih aktivnosti.

Istovremeno računica govori da su količine koje se oslobode iz prirodnih izvora (erupcije vulkana, otparavanje

sa povšine mora itd.) veće i iznose 2700-6000 tona u toku godine (WHO,

1989.).

Po apsorbciji živa se krvlju distribuira do drugih tkiva.

Živa se veže za sulfidrilne grupe albumina plazme i prodire u eritrocite gde je

verovatno vezana za sulfhidrilne grupe hemoglobina. Distribucija između različitih frakcija proteina zavisi od doze i vremena

nakon unosa. Odnos između žive vezane za eritrocite i one

vezane za proteine plazme je u slučaju ekspozicije elementarnoj živi je 1, a kod ekspozicije neorganskim solima žive 0,4

(WHO, 1976.).

Smatra se da je mehanizam detoksikacije žive vezivanje za metalotioneine u bubrezima čiju

produkciju živa i inicira (WHO, 1976.). Time se i objašnjava akumulacija u ovom organu

posebno u distalnim delovima proksimalnih tubula, Henlijevoj petlji i sabirnim kanalićima.

Za razliku od metalotioneina koji vezuju kadmijum, živini metalotioneini imaju veoma

kratak vek trajanja. Procesi eliminacije i metabolizma u bubrezima još

ni izdaleka nisu dovoljno objašnjeni. Novija istraživanja (Kagawa, 1993.) upućuju na

eliminaciju žive putem konjugata sa glutationom.

Afinitet žive ka sulfhidrilnim grupama određuje njene učinke u organizmu.

U ćeliji se veže za enzime posebno one u mikrozomima i mitohondrijama, inaktivirajući ih, a nastala oštećenja izazivaju smrt ćelije.

Vrednost ukupne žive u punoj krvi opšte populacije je od 1,8 ( 1,2-2,4 )g/dm3.

Vrednosti u plazmi iznose 1,0 g/dm3 sa opsegom od 0,5 - 1,8 g/dm3.

Bakar ( Cu)

Bakar i bronza su dugo poznati i čovek ih koristi već nekoliko hiljada godina o čemu govori i naziv

jednog od perioda razvoja civilizacije.

U vreme Ramzesa II bakar je bio toliko skupocen da je čuvan u riznicama Egipatskih hramova, a verovatno je pre gvožđa korišćen za pravljenje alata i oružja. Stari narodi su koristili, ali nisu

razlikovali bakar, mesing i bronzu pa si ih nazivali zajedničkim imenom chalcos ili aes.

Verovatno je da je toksični učinak bakra u vidu metalne groznice poznat još od tih vremena, međutim prva pismena potvrda

nalazi se u autobiografiji italijanskog vajara Benvenuta Cellinija (1500-1574.) koji piše

da se pri izlivanju jednog od svojih vajarskih dela u bronzi naglo razboleo

osećajući temperaturu i groznicu.

Bakar je metal karakteristične crvene boje, nalazi se u IB grupi periodnog sistema

Bakar se topi na 10830C, a ključa na 25670C.

Oksidaciona stanja su mu +1 i +2, a čine ga izotopi 63 i 65 (prema zastupljenosti).

Bakar je odličan provodnik toplote i elektriciteta i u stopljenom stanju lako se meša sa drugim metalima gradeći legure.

U prirodi se bakar može naći i u elementarnom stanju u nalazištima u

Mičigenu, Kornvalu, Sibiru, Uralu, Australiji, Boru i Majdanpeku, itd.

Najrasprostranjenija jedinjena bakra su oksid - kuprit, sulfid - halkozin i smeša

sulfida bakra sa sulfidom gvožđa -halkopirit.

Može se javiti kao bazni karbonat -malahit ili azurit.

Velike količine bakra se koriste u elektro-industriji, za izradu kablova, aparata u

domaćinstvu, sudova u industriji, ložišta i cevi za vodenu paru, proizvodnju eksera, zakivki, limova i

boja. Bakar se takođe u velikim količinama koristi za proizvodnju legura kao što je bronza (legura bakra i kalaja) i mesing (legura bakra i

cinka).Soli bakra, sulfati, arsenati, hloridi koriste

se u proizvodnji pesticida.Soli bakra, kao i ostalih metala deluju

korozivno na sluzokožu želuca, a umedicini se koriste kao emetično sredstvo,

astirens i antihelmetik.

Bakar je element neophodan za pravilno funkcionisanje ljudskog oranizma i smatra se da ga u organizmu odraslog čoveka ima oko 100 mg, a od toga 64 mg u mišićima, 23 mg u kostima i 18

mg u jetri.Bakar je nezamenljiv sastojak brojnih

metaloenzima kao što je citohrom oksidaza, lizil oksidaza, superoksid dezmitaza, tirozinaza,

monoamin dioksidaza itd. Takođe je sastojak i ceruloplazmina, koji

reguliše apsorpciju gvožđa iz gastrointestinalnog trakta. Bakar posredno utiče i na ostale

enzimske sisteme koji sami ne sadrže bakar, ali u čijoj sintezi ili metabolizmu učestvuju enzimi

koji ga sadrže.

Apsorbovani bakar u plazmi se veže za albumine i tako transportuje do jetre i metabiliše se na dva

načina.

Prvi je izlučivanje preko žuči u gastrointestinalni trakt odakle se više ne reapsorbuje.

Normalno, u urinu bakar se nalazi samo u tragovima.

Drugi put metabolizma bakra je ugrađivanje u glikoprotein ceruloplazmin koji se sintetiše samo u jetri. Ceruloplazmin je zavisna ferooksidaza od

bakra, neophodna za pravilno funkcionisanje apsorpcije gvožđa iz gastriontestinalnog trakta, i na njemu je vezano 95% ukupnog bakra u plazmi, a

3% telesnog depoa bakra u organizmu.

Uobičajene koncentracije bakra eliminisane urinom neeksponirane

populacije iznose ispod 100 g dnevno, uglavnom oko 20 g dnevno (Cornelis,

1975.), a u zavisnosti od količine bakra u vodi za piće ni vrednosti od 60 g dnevno

nisu neuobičajene.

Cink (Zn)

Zajedno sa bakrom, cink je bio poznat još nekoliko stotina godina pre naše ere.

Prvi pisani dokument u kome se pojavljuje reč “zinken“ potiče od Basilus Valentinus-a, ali se cink

tamo ne pominje kao zaseban metal, nego izgleda da nije razlikovan od kalaja.

S obzirom da se bakar i cink mahom nalaze zajedno, tj. da prate jedan drugi, pojava metalne groznice

jeste proizvod dejstva i jednog i drugog metala, kao što je to 1845. i dokazano. Greenhow 1862. opširno opisuje “groznicu od mesinga “ jer je u to vreme počela da se koristiti legura sa većim procentom

sadržaja cinka.

Cink je metal koji se nalazi u IIB grupi periodnog sistema elemenata zajedno sa kadmijumom i živom. Cink je plavičasto beli metal, koji je na običnim

temperaturama krt i kao i većina metala dobar je provodnik toplote i elektriciteta. Zagrejan na 120oC postaje mek i rastegljiv, pa se može valjati u tanke

limove i folije. Na vlažnom vazduhu se lako oksiduje, a u vodi koja

sadrži ugljenik(IV)-oksid gradi bazni karbonat. Kada se na vazduhu zagreje na 10000C gori plavičastim plamenom gradeći cink oksid. Čist cink reaguje sa kiselinama, dok se nečist metal lako rastvara u razblaženim kiselinama pri čemu se osloba|a vodonik. Cink predstavlja esencijalni

element i neophodan je za normalno funkcionisanje organizma. Ljudsko telo u proseku sadrži 1,5 –- 2 g cinka.

Smatra se da cink kao kofaktor, ulazi u sastav preko 200 enzima (alkalna fosfataza, dehidrogenaze, leucin aminopeptidaza,

karboksipeptidaza itd.), te njegov nedostatak može ozbiljno ugroziti normalno funkcionisanje organizma

u zavisnosti od starosti i nedostatka ostalih relevantnih činilaca. Cink takođe ulazi u sastav DNA

polimeraze koja direktno utiče na sintezu dezoksiribonukleinske i ribonukleinske kiseline.

Svoju stimulišuću ulogu u ovom procesu cink ostvaruje olakšanim iskorišćenjem aminokiselina i

fosfora i podspešivanjem ugradnje timidina u DNK i uridina u RNK ( Elinder, 1979.).Istovremeno cink igra važnu ulogu i u

metabolizmu prostaglandina, a ima i sinergističku ulogu u metabolizmu masti i ugljenih hidrata.

Cink se može uneti u organizmu preko organa za disanje, gastro- intestinalnog trakta i kože pri čemu je ovaj

poslednji praktično bez značaja.Sa stanovišta profesionalne ekspozicije najznačajniji put unosa je inhalacija prašine, dima ili para cinka uglavnom

cinkovih oksida. Toksični efekti zavisiće od velične čestica kao i

hemijskog oblika cinka. Veličina čestica definiše sudbinu toksikanta u organizmu.

Veće čestice bivaju uglavnom zadržane u gornjim disajnim putevima, gde mogu izazvati lokalnu iritaciju

sluzokože. Eliminacija se vrši cilijarnom akcijom preko usne šupljine

gde jednim delom dolazi do ingestije. Manje čestice i pare prodiru do alveola, odakle različitim mehanizmima, a

obzirom i na dobru rastvorljivost cinka i njegovih soli mogu lako dospeti u krv.

Povećan unos cinka u odnosu na bakar dovodi do značajnog pada nivoa lipoproteina visoke gustine, a

postoji i pretpostavka da velike količine cinka mogu dovesti do promena na krvnim sudovima i

pojačati agregaciju trombocita.Kao i bakar i cink deluje emetično, ali rastvorljive soli cinka , kao što su sulfat i hlorid su, naročito u većim koncentracijama, toksične. Zabeležena su medicinska trovanja, usled upotrebe hlorida u ginekološkim intervencijama, a zabeležena su i

trovanja dece usled upotrebe istih soli.

Letalnu dozu cikovih soli je teško precizirati, jer uneta količina toksično deluje onda kada

stegne do kapilarnog sistema. Toksičnost cinka zavisi od koncentracije.

Male količine koncentrovanih rastvora mogu biti toksične dok velike količine razblaženih rastvora mogu izazvati samo lakše trovanje, jer je emetični efekat kod ovakvih rastvora

izraženiji od toksičnog.

Selen (Se)

Selen je 1817. otkrio Berzelius i nazvao ga prema grčkom nazivu za mesec, ukazujući na taj način na sličnost sa nešto ranije otkrivenim telurom koji je

ime dobio prema zemlji.Selen je rasprostranjen u prirodi i zemljinoj kori.

Na pojedinim lokacijama u zemljištu se nalaze izuzetno visoke koncentracije selena što se može

odraziti na njegov sadržaj u biljkama. Takve biljke, ukoliko služe za ishranu stoke, mogu izazvati

ozbiljna oboljenja i uginuća životinja. Ova dugo poznato obolenje - selenoza, tek kasnije je povezano

sa intoksikacijom izazvanom selenom.

Selen pripada VIB grupi periodnog sistema elemenata i nalazi se izme|u sumpora i telura.

Oksidaciona stanja mogu biti -2, +4 i +6.

U prirodi se selen nalazi u svim nabrojanim oksidacionim stanjima. Kao šestovalentan veoma je

stabilan i pod alkalnim i kiselim uslovima, što uz dobru rastvorljivost objašnjava njegovu toksičnost.

Selen se u prirodi nalazi kao selenid, koji se u prisustvu kiseonika lagano oksiduje do Se+4 (SeO2).

Elementarni selen se nalazi u obliku nekoliko alotropskih modifikacija. Postoje najmanje dva polimorfna oblika, i selen koji lako prelaze u

stabilnu modifikaciju - sivi kristalni oblik.

U industriji stakla selen se koristi za obezbojavanje običnog, zelenog stakla, za

proizvodnju rubinskog stakla i crvene boje za emajliranje metala.

Upotrebljava se za dobijanje i drugih pigmenata i boja, u industriji kaučuka, a neki organski

derivati koriste se u proizvodnji fotomaterijala. Izvesne količine selena koriste se i za

proizvodnju fotoćelija i u proizvodnji pesticida. Kao poluprovodnik selen se koristi u ispravljačima naizmenične struje.

Osnovni industrijski izvori selena predstavljaju eksploatacija i mlevenje rude, topljenje i rafinacija

bakra, olova, cinka, fosfora i urana, kao i prečišćavanje samog selena. Izvesne količine selena oslobađaju se prilikom sagorevanja fosilnih goriva u

pogonima za proizvodnju energije. Niske koncentracije selena primećene su i pri proizvodnji

fotoreceptora koji se koriste u aparatima za fotokopiranje.

Profesionalna izloženost uglavnom je vezana za ekspoziciju preko organa za disanje, dok je

perkutana ekspozicija izuzetno retka. Ekspozicija preko gastrointestinalnog trakta zavisi isključivo od

održavanja higijene na radnom mestu.

Ogromna većina humane populacije eksponirana je selenu uglavnom putem konzumiranja hrane i

vode, pa je to i razlog što je najveći broj ispitivanja i podataka o apsorpciji selena

usmeren na gastrointestinalni trakt.

Uticaj selena u ovom slučaju može biti dvojak. Područa sa visokim sardžajem selena u

zemljištu preko biljnog tkiva i životinjskog mesa hranom dospevaju u organizam čoveka.

Prodručja u kojima je količina raspoloživog selena izuzetno niska, te je i količina koju

humana populacija konzumira niska.

U zavisnosti od oblika u kome se selen nalazi u namirnicama različita je njegova biološka

raspoloživost. Dosadašnja ispitivanja (Mihajlović, 1996.) su

utvrdila da nerastvorni oblici selena imaju veoma nisku bioraspoloživost.

Seleno-aminokiseline, i selen iz većine biljnih proizvoda imaju dobru biološku rastvorljivost, dok selen iz proizvoda životinjskog porekla ima nisku ili

umereno nisku biorastvorlijvost.Jedinjenja sa kojima selen može graditi

nerastvorna ili slabo rastvorljiva jedinjenja (neki toksični metali ) inhibiraju njegovu apsorpciju, dok

vitamini A, C i E deluju stimulativno.

Najveće koncentracije selena obično se nalaze u jetri i bubrezima, ali značajne količine zaostaju u krvi, mozgu, srcu,

skeletnim mišićima i testisima. Iz jetre se lako mobiliše, dok u mozgu ostaje

dugo vremena.Selen se preko placente prenosi na fetus.

Selen se akumulira kao i ostali metali u kosi u značajnim količinama

Sindrom, za koji se veruje da je rezultat toksičnosti selena, opisan je 1961. (Yang, 1983.). Naime, polovina od

248 stanovnika pet sela u provinciji Hubei koji su dnevno unosili izuzetno velike količine selena (prosečno

5 mg, a maksimalno i 30 mg dnevno), pokazivali su kliničke znake trovanja koji su se manifestovali na koži i nervnom tkivu. Nokti obolelih bili su krti, lomljivi ili su čak otpadali. Novoizrasla kosa je bila depigmentisana.

Dermatitis je bio vidljiv po celoj koži, a posebno na prstima ruku i nogu. Zapažena je i parestezija

perifernih nerava, hiperrefleksija, konvulzija, paraliza i opšti poremećaj motorike, uz miris belog luka u

izdahnutom vazduhu. Klinički znaci su polako nestajali sa redukcijom unosa selena.

Na osnovu eksperimenata na životinjama opisani su i genotoksični efekti selena, smanjena plodnost,

embriotoksični i teratogeni efekti.Osim efekata koji selen izaziva kada se unosi u velikim

količinama opisani su i oni koji se javljaju pri nedovoljnom unosu. Kod životinja je opisana ”bolest

belih mišića” koja prvenstveno podrazumeva distrofiju mišića, mada se javljaju i prateći poremećaji u

procesu reprodukcije, edemi, gastrični ulkusi, itd (Mihajlović, 1996.). Bolest je opisana i u našoj zemlji

(Vujić, 1965.). U eksperimantalnim uslovima primećena je nekroza jetre kod pacova. Kod miševa je zabeležena

celularna nekroza jetre, bubrega, skeletne i srčane muskulature sa smrtnim ishodom (Fishbein, 1977.)

Godinama je selen bio opisivan kao toksičan element. Danas se zna da je neophodan za

pavilno funkcionisanje organizma. Neophodan je za sintezu tri enzima :

• glutation peroksidaza, • fosforil hidroperoksid glutation peroksidaza i

• tiroxin-5’-dejodinaza.

Identifikovani su još neki selenoenzimi, ali njihova uloga još nije sasvim objašnjena.

Glutation peroksidaza ima značajnu ulogu u oksidativnim procesima u ćeliji, prvenstveno u

sprečavanju nastanka slobodnih radikala i štetnih posledica koje oni vrše na ćeliju.

Glutation peroksidaza se nalazi u mitohondrijama u različitim količinama, sa različitim aktivnostima u

zavisnosti od količine glutationa koji se sintetiše uz pomoć glutation sintetaze i reduktaze. Njena

najbitnija uloga je redukcija vodonik peroksida i sprečavanje, odnosno smanjenje mogućnosti nastanka

slobodnih radikala koji mogu značajno oštetiti sve delove ćelije, a posebno su na njih osetljivi lipidi.

oboljenja.

Zajedno sa glutation peroksidazom u procesu redukcije vodonik peroksida, učestvuje

peroksidaza, katalaza, superoksid dizmutaza kao i E vitamin i -karotin. S obzirom da selen učestvuje u sintezi Se-zavisne glutation peroksidaze, jasno je

da njegova koncentracija i iskoristljivost u organizmu zajedno sa E vitaminom (sinergističko

dejstvo) ima uticaja na efikasnost uklanjanja peroksida kao prekusora slobodnih radikala.

Iz tog razloga selen se sve češće pominje i preporučuje kao sredstvo za prevenciju malignih

Značajno je napomenuti i zaštitnu ulogu koju selen igra u smanjenju toksičnosti

drugih metala.

Zbog osobine da gradi nerastvorljive komplekse sa bakrom, živom, srebrom i kadmijumom može značajno uticati na toksičnost ovih elemenata i smanjiti

njihovo dejstvo.

Određivanje koncentracije selena u telesnim tečnostima prati i određivanje aktivnosti glutation

peroksidaze i drugih pratećih enzima u čijem zajedničkom dejstvu selen ima važnu ulogu.

Sadržaj selena u:• punoj krvi iznosi 102,3 16.,1 g/dm3,

• plazmi 76,9 10,6 g/dm3 i• eritrocitima 13,7 2,8 pg/ćeliji.

Morisi-ja i saradnici (1988.) daju sledeće vrednosti za 274 osobe u oblasi centralne Italije.

• Muškarci - krv 90 15 g/dm3. • Deca - krv - 82 9,9 g/dm3 (11 god. dečaci)

• 78 9,3 g/dm3 (11 god. devojčice).

Kadmijum (Cd)

Kadmijum je srebrnasto beli metal po izgledu sličan aluminijumu. Pripada II-6 grupi periodnog

sistema I relativno redak metal prema zastupljenosti u zemljinoj kori.

U prirodi se nalazi kao pratilac rude cinka, pa zagađenje životne sredine uglavnom potiče od

prerade cinkovih ruda.

Dobar je izolator, odnosno veoma je optoran na temperaturu i koristi se u industriji emajla,

keramike i plastike.

Koristi se kao antikorozivno sredstvo za zaštitu predmeta od gvožđa i čelika.

Služi kao sredstvo za lemljenje baterija i plastičnih masa.

Potencijalna opasnost je od veštačkih đubriva koja sadrže kadmijum.

Kadmijum se unosi u organizam hranom, vodom I preko organa za disanje.

Deponije se u jetri, bubrezima,pljuvačnim žlezdama, pankreasu.

Veće količine stvaraju brojne metaboličke promene koje nastaju kao posledica intrakcije

sa ologoelemntima, posebno sa cinkom I kalcijumom (zaustavljanje rasta, hipoplazija

koštane srži, anemija…)

Hronična trovanja kod radnika u rudnicima praćena su visokim koncentracijama u bubrezima, jetri i

plućam, što se može završiti fatalnom upalo pluća.

Izloženost kadmijumu izaziva hipertenziju i kardiovaskularna oboljenja.

Povećano izlučivanje kalcijuma je u korelaciji saakumulacijom kadmijuma u organizmu.

Simptomi deficita cinka se eksperimentalno mogu pojačati unošenjem većih količina kadmijuma u

organizam.

Pojava toksičnih simptoma kadmijuma se mogu umanjiti povećanim unosom hrane koja sadrži veću

količinu cinka.

Ovi eksperimentalni radovi pokazuju kompetitivno vezivanje kadmijuma i cinka

za iste proteinske receptore pri transportu kroz ćelijsku membranu.

Takođe pokazuju kompeticiju za metaloenzime u kojima učestvuje cink.

Mangan (Mn)

Mangan je metal koji se nalazi u VII-b grupi periodnog sistema.

Čist mangan je srebrno beo metal, krt i veoma je reaktivan. U obliku praha gori na vazduhu.

Rastvara se u svim kiselinama starajući odgovarajuće soli uz oslobađanje vodonika.

Oksidaciona stanja su +1, +2, +3, +4, +6, +7

U prirodi se ne javlja slobodan, već u obliku minerala:

Piroluzit MnO2,

Branit Mn2O3

Manganit Mn2O3 x H2O

Sulfid albanit MnS

Upotrebljava se sa gvožđem kao legura.

Druge vrste legura se koriste za:

• Bojenje emajla

• Gazuru porcelana i linoleuma

• Manganov čelik - otporan na habanje

Esencijalni je element i ima ulogu u održavanju hemostaze. Najviše se nalazi u

mitohondrijama.

Izaziva akutna i hronična trovanja.

Akutna trovanja - retka

Hronična trovanja - preko krvi dolazi do mitohondrija i deponuje se u jetri, bubrezima

i endokrinim žlezdama.

Manje količine se mogu deponovati u kostima I mozgu.

Eliminacija - preko žuči I fecesom.

Hrom (Cr)

Hrom se nalazi u VI a grupi periodnog sistema. Plavičasto beli metal sa visokom

tačkom topljenja 1800oC i ključanja 2000oC.

U prirodi se na javlja u elementranom stanju.

Najčešće rude:

Hromit - hrom(VI)oksid i Fe II oksid

Krokoit - olovo hromat

U prirodi je trovalentan, a oksidaciona stanja su +3 i +6.

Upotreba

• Proizvodnja specijalnih čelika

• Proizvodnja legura - visoka tvrdoća,

otpornost

• Zaštita od korozije

• Boje - industrija boja, stakla, keramike

Svakodnevni dodir ruku sa rastvorima hroma vremenom dovodi do oštećenja kože (ulceracije, erupcije), što olakšava kasniju resprpciju ovog

elementa u organizam.

Resorpcija preko gastrointestinalnog trakta je zanemarljiva, dok preko respiratornog trakta

stvara mnogo ozbiljnije toksične efekte.

U organizmu se distribuiora vezan za proeine plazme. Deponuje se u jetri, koštanoj srži i slezini.

Pojava kancera pluća i respiratotnih organa se dovodi u vezu sa profesionalnom ekspozicijom.

Izlučuje se urinom, a eliminacija iz tkiva je jako spora.