Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Anorganické prvky a sloučeniny Ing. Věra Marešová, CSc Ústav soudního lékařství a toxikologie 1.LF UK a VFN

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Anorganické prvky a sloučeniny Ing. Věra Marešová, CSc Ústav soudního lékařství a toxikologie 1.LF UK a VFN"— Transkript prezentace:

1 Anorganické prvky a sloučeniny Ing. Věra Marešová, CSc Ústav soudního lékařství a toxikologie 1.LF UK a VFN

2 Anorganické prvky a sloučeniny

3 Anorganické prvky a sloučeniny Mendělejevova periodická soustava prvků Dimitrij Ivanovič Mendělejev 1869 – 1871 Seřadil prvky podle stoupajícího atomového čísla Mendělejevův periodický zákon: vlastnosti prvků a jejich sloučenin jsou periodickou funkcí atomových čísel Atomové číslo prvku udává počet kladných nábojů atomového jádra a počet elektronů na oběžných drahách jednoznačně určuje umístění prvku v periodické soustavě Mendělejevova periodická soustava prvků rozdělení prvků podle stoupajícího atomového čísla do vodorovných řad – period (sedm vodorovných period) rozdělení prvků obdobných vlastností do svislých sloupců – skupin (osm svislých skupin, počínající 4. periodou se rozdělují na podskupinu hlavní A a podskupinu vedlejší B)

4 Anorganické prvky a sloučeniny Prvky hlavních skupin Číslo skupiny 1 – 8: určuje počet elektronů ve valenční sféře, určuje maximální dosažitelné pozitivní mocenství prvku Negatinví mocenství: vzniká dolpněním valenčních elektronů na oktet (8 – číslo skupiny). Čím je prvek v tabulce v číselně vyšší skupině a lehčí (vpravo nahoře), tím je elektronegativnější, tvoří kyseliny. Čím je prvek v tabulce v číselně nižší skupině a těžší (vlevo dole), tím je elektropozitivnější, tvoří zásady. Prvky uprostřed tabulky jsou amfoterní.

5 Anorganické prvky a sloučeniny Prvky vedlejších skupin (prvky přechodné) Nezachovávají podobnost s prvky hlavní skupiny, ale spíše jsou si podobné všechny navzájem. Všechny jsou podle svých fyzikálních vlastností kovy, včetně prvků 6. a 7. vedlejší skupiny, ačkoliv v 6. a 7. hlavní skupině jsou prvky význačně nekovové. Vystupují v několika pozitivních mocenstvích, obvykle počínaje dvojmocenstvím, až po nejvyšší mocenství určené číslem skupiny. Mocenství negativní neuplatňují. Oxidy přechodných prvků jsou méně zásadotvorné či kyselinotvorné než oxidy prvků ze skupin hlavních. Vzniklé kyseliny nebo zásady jsou vždy slabší než analogické sloučeniny prvků ze skupin hlavních. Hydroxidy přechodných prvků jsou amfoterní. Sloučeniny přechodných prvků bývají často barevné. Přechodné prvky mají schopnost tvořit koordinační nebo komplexní sloučeniny. Mají často silné katalytické účinky.

6 Anorganické prvky a sloučeniny Zvláštní skupiny prvků Řada prvků se stoupajícími f elektrony: ukládají se na druhé oběžné dráze od povrchu, vytváří se tak čtrnáctičlenná skupina prvků s prakticky stejnými chemickými vlastnostmi, analogickými přechodnému prvku, jehož konfiguraci mají na valenční a nejbližší nižší sféře. V periodické soustavě je celá tato čtrnáctičlenná skupina prvků přiřazena k přechodnému prvku, jehož konfiguraci zachovává. V první skupině všech 14 prvků zachovává konfiguraci přechodného prvku lanthanu – lanthanoidy. Druhá skupina prvků zachovává konfiguraci aktinia – aktinoidy. Chemická reaktivita prvků a tím i jejich biologický účinek závisí na stavbě atomu.

7 Anorganické prvky a sloučeniny I A skupina ( H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) vodík H – biogenní prvek, tři izotopy vodíku 1 H (H) Protium, 2 H (D) Deuterium, 3 H (T) Tritium - liší se ve fyzikálněchemických vlastnostech Voda H 2 O – nezbytná pro život, metabolismus, transport živin, meziproduktů a odpadních látek. Umožňuje disociaci a řadu chemických reakcí – změnu chemických a biologických vlastností molekul. Hydridy (H 2 S, PH 3,, AsH 3, B 2 H 6 ) jsou velmi toxické. LiH, NaH, KH hydridy s leptajícími vlastnostmi.

8 Anorganické prvky a sloučeniny lithium Li – nejlehčí kov, lehčí než voda. Uhličitan lithný Li 2 CO 3 se používá v psychiatrii (při tlumení CNS, k léčení psychóz, působí ospalost) a při léčení dny (lithné sole kyseliny močové jsou lépe rozpustné než sole sodné). Pro možnost poškození ledvin plodu se nesmí užívat v prvním trimestru těhotenství. sodík Na – v organizmu v podobě kationtu sodného je hlavním kationtem extracelulární tekutiny. Při enzymatickém transportním mechanizmu membrán jsou sodné ionty čerpány z buněk ven a nahrazovány ionty draslíku – sodíková pumpa. Sodík je potřebný pro udržování acidobázické rovnováhy organizmu, osmotického tlaku a při botnání bílkovin. Denní potřeba sodíku je asi 5 g. V naší stravě je výrazně vyšší množství NaCl (solení potravy, konzumace uzenin). Důsledek je rozšíření kardiovaskulárních chorob, hypertenze a dalších souvisejících onemocnění.

9 Anorganické prvky a sloučeniny Sodík Na – sodné soli jsou většinou dobře rozpustné ve vodě. Síran sodný Na 2 SO 4 se používá jako projímadlo (laxans) Chlorid sodný NaCl v infuzních roztocích, k izotonizaci injekčních roztoků a očních kapek. draslík K – v organizmu v podobě kationtu draselného je hlavním kationtem intracelulární tekutiny. K + snadno proniká buněčnou membránou náhradou za Na +. Je významný pro nervosvalovou dráždivost, dělení buněk, syntézu bílkovin, růst organizmu a ukládání glykogenu v játrech. Denní příjem činí 3 g. rubidium Rb – nemá žádný biologický význam. cesium Cs – hromadí se ve svalech (černobylská havárie). Spad při haváriích atomových reaktorů obsahuje 90 % 131 I, 9 % 137 Cs a pod 1 % 90 Sr. Fyzikální poločas rozpadu 137 Cs je 30,4 roku, biologický poločas je 14 dní.

10 Anorganické prvky a sloučeniny II A skupina (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) berylium Be – tvoří vysoce toxické rozpustné sole, akutní otravy se projevují těžkým podrážděním dýchacích cest, pneumonií s edémem plic. Prach působí významně na kůži, vyvolává dermatitidy až poškození simulující popáleniny I. a II. stupně. Chronické vdechování prach a aerosolů Be 2+ vyvolává onemocnění plic – beryliozu. Berylium je mutagenní a kancerogenní. hořčík Mg - biogenní prvek. Je vázán v kostech, zubech, po perorálním podání se rychle vylučuje stolicí a močí. Je obsažen v chlorofylu rostlin (struktura chlorofylu je podobná struktuře hemu). Nedostatek Mg 2+ vede k vazodilataci, srdeční arytmii a hypriritabilitě na vnější podněty, symptomy jsou podobné deliriu tremens – nastává při extrémní dehydrataci. Denní potřeba u novorozenců je 60 mg, u dospělých 400 mg. Mg má paralytický účinek na nervový a svalový systém, je antagonistou vápníku. Smrtelná dávka rozpustné soli 30 g.

11 Anorganické prvky a sloučeniny Kation hořečnatý je druhým nejvýznamnějším intracelulárním kationtem. vápník Ca – je biogenní prvek, v organizmu je uložen v kostech ve formě fosforečnanů. V plazmě je přítomen jako volné ionty Ca 2+, je vázaný na proteinech a volný neionizovaný. Vápník je důležitý pro správnou funkci nervového systému, má protizánětlivý a antialergický účinek. Nedostatek vápníku v krvi vede k převaze draslíku projevující se ztrátou tonusu, fibrilací a zástavou srdce v diastole. Nadbytek vápníku srdce tonizuje. Vysrážením vápníku z krve (šťavelanem, citrátem) se krev stane nesrážlivou. Kation Ca 2+ je významným kationtem extracelulární tekutiny. Denní potřeba vápníku je 800 mg. radium Ra – radnaté sloučeniny jsou podobné sloučeninám barnatým (rozpustnost). Pro organizmus jsou toxické. V lékařství se používají některé sloučeniny radia (chlorid, bromid, uhličitan) v terapii novotvarů.

12 Anorganické prvky a sloučeniny stroncium Sr – je toxický prvek, nebezpečný je radioizotop 90 Sr, který je součástí spadu při haváriích jaderných zařízení. Hromadí se v kostech, má dlouhý fyzikální poločas (28 let). baryum Ba – je toxický prvek, smrtelná dávka je 1 g Ba. Síran barnatý BaSO 4 je prakticky nerozpustný, používá se jako kontrastní látka v rentgenologii. Nesmí obsahovat BaS, který je v žaludeční HCl rozpustný na toxický BaCl 2. Ba 2+ ionty způsobí změnu propustnosti buněčných membrán a stimulují svalové buňky ke ztuhnutí svalů. Rozpustné sloučeniny Ba (chlorid, dusičnan, octan hydroxid, oxid) působí neurotoxicky na CNS, na játra, na slezinu a srdeční sval. Při akutní otravě nastává smrt obvykle ochrnutím srdce. Prvními příznaky otravy jsou zažívací potíže (slinění, průjmy,zvracení), ztráta rovnováhy, poruchy řeči, zraku a sluchu.

13 Anorganické prvky a sloučeniny III A skupina (B, Al, Ga, In, Tl) bor B – je stopový prvek. Kyselina boritá H 3 BO 3 se využívá v očním lékařství pro antiseptické účinky. B je toxický pro všechny buňky, smrtelná dávka je 15 – 20 g pro dospělého, 5 –6 g pro děti. Vylučuje se ledvinami, při perorálním podání vyvolává gastroentritidu. Mozkový edém a tuková degenerace jater a ledvin patří mezi patologické změny. Při akutní otravě nastávají křeče obličeje, cyanóza a zvracení. Afinita bóru k nádorové tkáni je podkladem pro radioterapii mozkových nádorů (merkaptoundekahydrododekaborát B 12 H 11 SH 2 ). hliník Al – ve formě rozpustných solí je ve větším množství toxický. Rozpustné nehydrolyzující soli KAl(CO 4 ) 2 se užívají jako adstringencia (stahující prostředky) a protizánětlivé přípravky. Koloidní Al(OH) 3 se používá jako antacidum. Al je obsažen v Superpyrinu (aloxiprinum) antipyretickém přípravku.

14 Anorganické prvky a sloučeniny galium Ga – in vitro působí apoptózu buněk. indium In – in vitro způsobuje nekrózu buněk. thalium Tl – způsobuje degenerativní změny ve všech buňkách, smrtelná dávka síranu thalného je 0.7 – 0.8 g. Akutní otrava se projevuje zvracením, průjmy, bolestmi břicha, znecitlivění, bolesti v jazyku, do dvou týdnů vypadávají vlasy. Dochází k poškození srdečního svalu, působí neurotoxicky a nefrotoxicky (na ledviny). IV A skupina (C, Si, Ge, Sn, Pb) uhlík C – je biogenní prvek, modifikace uhlíku: amorfní (saze), grafit, diamant. Izotop 12 C je základem pro atomovou hmotnost všech prvků. V krvi je důležitý pro udržování pH vnitřního prostředí pomocí hydrogenuhličitanového pufru NaHCO 3 – H 2 CO 3. Elementární uhlík se používá v medicíně jako absorpční uhlí, jako univerzální antidotum při perorálních otravách.

15 Anorganické prvky a sloučeniny uhlík C – Kyanidy jsou známé prudké jedy. CN - kyanidový ion způsobuje toxicitu inhibicí důležitého enzymu dýchacího řetězce, cytochrom c oxidazy, toxický účinek: tkáňové dušení, blokáda buněčného dýchání. Příznaky: bolesti hlavy, bušení srdce, křeče, respirační kolaps, rychlá smrt. Tkáňová hypoxie – vývoj krvácení a nekróz v CNS, dodatečně smrt. Smrtelná dávka pro člověka je 40 mg kyanovodík, 200 mg KCN a NaCN. Letální dávka 100 – 250 mg. Kyanovodík – plyn zápach po hořkých mandlích. Kyanidy – pevné látky. Kyanidy se v játrech metabolizují na netoxické thiokyanatany (rodanidy).Terapie rychlá, antidotum amyl – nitrit k čichání – tvorba methemoglobinu, silně váže kyanidový ion, tím chrání cytochrom c oxidázu, která by byla cílovou molekulou kyanidového iontu. Kyanidové ionty mají přívod kovů reagujícich s kyanidy (hydroxokobaltamin, Co, Fe 3+ ), vznik kyanomethemoglobinu,uvolní se blokované enzymy, tvorba SCN - přes sulfhydrilové skupiny. Kyslíková ventilace.

16 Anorganické prvky a sloučeniny uhlík C – oxid uhelnatý CO vzniká spalováním organických látek za omezeného přístupu vzduchu. Toxicita spočívá ve velmi silné afinitě oxidu uhelnatého na Fe 2+ hemoglobinu ve srovnání s kyslíkem. Váže se ve stejném molárním poměru jako kyslík, ale afinita je asi 220 krát silnější, je schopen vazby na hemoglobin. CO působí jako kompetitivní inhibitor hemoglobinu. Při otravě je omezen transport kyslíku krví.Otrava se projevuje bolestmi hlavy, tíhou na prsou, závratěmi, dušností, bezvědomím, křečemi až smrtí udušením. Kůže je při těžších otravách zbarvena višňově červeně. Účinná pomoc: vynesení pacienta na vzduch, řízená ventilace kyslíkem a použití hyperbarických komor. Protrahovaná ztráta vědomí je spojena s pravděpodobnou tvorbou nekrotických ložisek v mozkovém kmeni, s nebezpečím dodatečného krvácení s pozdními neurologickými i psychiatrickými problémy.

17 Anorganické prvky a sloučeniny fosgen (COCl 2 ) vzniká při termickém rozkladu CCl 4, CHCl 3, CH 2 Cl 2, při použití „tetrachlorových“ hasicích přístrojů. Záludnost COCl 2 je v době latence 6 – 24 hod. Při expozici COCl 2 vzniká plicní edém, bronchospasmus. Fosgen má také imunosupresivní vlastnosti. Je to vysoce toxický plyn, jedna z nejtoxičtějších průmyslově vyráběných látek. Dráždí dýchací cesty a plíce, způsobuje edém plic a smrt. křemík Si – mikrobiogenní prvek nutný pro osifikaci. Práškovitý SiO 2 ve formě křemene je příčinou silikózy u osob pracujících v prašném prostředí. Silikáty asbestu (MgSiO 3, CaSiO 3 ) jsou kancerogenní. germanium Ge, cín Sn – mají velmi podobné biologické a toxikologické vlastnosti uvedené u hliníku a zinku. Organické sloučeniny Ge vykázaly kancerostatiku (spirogermanium, dimethylgermaniumoxid). Propagermanium aktivuje imunitní systém. Větší dávky jsou toxické, Ge podávané chronicky v dávce 15 –300 g těžce poškozuje ledviny. Dimethylgermaniumoxid vyvolává malformaci plodu. Vysoce toxické jsou hydridy GeH 4, Ge 2 H 6 a SnH 4.

18 Anorganické prvky a sloučeniny olovo Pb – patří mezi všeobecně známé jedy. Otravy Pb nastávají při těžbě olověných rud, v metalurgii, výrobě akumulátorů, z hliněných nádob s glazurou obsahující suřík (Pb 3 O 4 ), z vodovodního potrubí. Pb působí na nervový systém, cévy a krev. Ukládá se v kostech, játrech a ledvinách jako Pb 3 (PO 4 ) 2. Akutní otrava je dnes řídká. Projevuje se nasládlou chutí v ústech, sliněním, nauseou, zvracením, křečovitými bolestmi v žaludku. Chronické otravy – olověný lem: temný až černý okraj dásní, popelavé zbarvení kůže, změny na červených krvinkách, pokles tělesné hmotnosti slabost, psychické změny a retardace. Oxidy olova, olovnaté olovičité soli jsou toxické se smrtelnými dávkami pro člověka 10 g. Nebezpečné je tetraethylolovo, přidávané jako antidetonátor do benzinu. Intoxikace se projevuje bolestmi hlavy, nechutenstvím, nespavostí. Postižený se rychle unaví, dostaví se vegetativní poruchy: zpomalení srdeční činnosti (bradykardie), pokles tělesné teploty. Při akutní otravě se stupňují psychopatické příznaky, stoupají pokusy o sebevraždu. Tetraethylolovo snadno proniká kůží.

19 Anorganické prvky a sloučeniny V A skupina (N, P, As, Sb, Bi) dusík N – je biogenní prvek, ve vzduchu existuje 75 % dusíku ve formě N 2. Oxidy dusíku jsou toxické (zdrojem jsou spalovací procesy, chemický průmysl, motorová vozidla). Imisní limit v ČR je 100 mg/m 3. WHO navrhuje limit 40 mg/m 3. Závažnou reakcí NO x je nitrace polycyklických aromatických uhlovodíků, vzniklé nitrosloučeniny jsou nejsilnějšími známými mutageny. HNO 3 – její soli (dusičnany, nitráty) jsou obsaženy v hnojivech. V půdě přecházejí bakteriální činnosti na NO 2 -, který v kyselém prostředí reaguje s primárními a sekundárními aminy na kancerogenní nitrosaminy. Přebytek dusitanů způsobuje methemoglobinémii. Jednorázová dávka 1 g KNO 3 /kg je pro člověka smrtelná. Podle WHO je přijatelná denní dávka 5 mg/kg dusičnanů. Dusitany jsou příměsí „řeznické soli“ přidávanou do uzenin. Zdravotním rizikem dusičnanů je jejich snadná enzymatická redukce na dusitany.

20 Anorganické prvky a sloučeniny dusík N – oxidy dusíku NO x v atmosféře velmi nepříznivě působí na hodnoty ozónu a na životní procesy. Oxid dusnatý působí v malých množstvích jako hormon nervových tkání a jako cévní hormon. Působí při podávání vazodilatancií typu dusičnanu glycerinu a NO 2 -. Při přebytku NO dochází k poškození nervových buněk, vznikají chronické záněty, při vyšších koncentracích způsobuje methemoglobinémii. Nebezpečné jsou reakce při tvorbě peroxyacyl- dusičnanů, alkyldusitanů, alkyldusičnanů a nitrosloučenin. Ze zdravotního hlediska jsou na dusitany nejcitlivější děti. Zdroje pitné vody ve městech jsou zamořené NO 3 -, nevhodné pro kojence. V lékařství je využíván oxid dusný N 2 O jako celkové inhalační anastetikum (rajský plyn).

21 Anorganické prvky a sloučeniny fosfor P – se vyskytuje ve dvou modifikacích – bílé a červené. Červený fosfor je na vzduchu stálý a je považován za netoxický. Může být kontaminován bílým fosforem. Bílý fosfor je samo – zápalný, způsobuje špatně se hojící popáleniny, je silně toxický. Smrtelná dávka pro člověka je 70 mg (1mg/kg). Akutní otrava po požití se projevuje pálením v hrdle a bolestmi břicha, inhalace par žaludeční nevolností, zvracením, krvavými průjmy, zvětšením jater, žloutenkou. Chronická otrava se projevuje hnisáním kostí, především čelistní kosti, vypadáváním zubů, osteoporozou. Z anorganických sloučenin fosforu je nejtoxičtější fosfan (PH 3, fosfín). Inhalace po dobu 5 min koncentrace 1.4 g/m 3 může být pro člověka smrtelná. Působí na dýchací cesty, nervovou soustavu, játra, srdce. Příčinou smrti bývá edém plic nebo selhání srdce. Fosfan vzniká při rozkladu fosfidů vodou nebo kyselinou. Je obsažen v acetylénu vyráběném z karbidu vápníku.

22 Anorganické prvky a sloučeniny arsen As – arsen patří mezi nejtoxičtější kovy. Arsenité sloučeniny jsou toxičtější než arseničné. Nejznámějším jedem je oxid arsenitý, As 2 O 3, arsenik neboli otruščík. Patří již od starověku mezi obávané travičské prostředky. Smrtelná dávka pro člověka je 60 –200 mg. Akutní otrava po požití se projevuje kovovou chutí v ústech, škrábá- ním a pálením v hltanu. Následuje úporné zvracení a prudké bolesti v břiše, později se dostaví průjem spojený s dehydratací jako u cholery. Později se dostaví křeče, anurie, zrychlený nepravidelný tep, paralýza a smrt. Tyto příznaky jsou důsledkem primárního působení na nervo- vý systém. Při vyšších dávkách může mít otrava také paralytickou formu, projevující se celkovou slabostí, křečemi, ztrátou vědomí a ochrnutím dýchacího a vasomotorického centra. Dalším cílovým orgánem je imunitní systém, což se ovšem projevuje zejména při chronických otravách. Podobné účinky mají arsenitany. Arseničnny jsou méně toxické.

23 Anorganické prvky a sloučeniny arsen As – arsenovodík, arsin, nyní arsan AsH 3 je plyn, který se objevuje jako nečistota v některých technických plynech. Jako AsH 3 se arsen prokazoval tzv. Marshovou zkouškou, kdy plynný AsH 3 vzniklý po termickém rozkladu materiálu se vysráží na stěně skleněné trubičky jako kovový As. J. M. Mars v roce 1836 využil poznatky Scheeleho a Serullase a položil tak objevem a zavedením této analýzy základy toxikologické analytické chemie. Dnes se používají moderní metody atomové absorpční spektrometrie AAS, neutronové aktivační analýzy NAA. Intoxikace AsH 3 je charakterizována pálením v obličeji a nauzeou. Chronická otrava se projeví především v CNS polyneuritidou. Cirhoza jater a nefritida jsou následky každé závažnější otravy arsenem, jako pozdější účinky se uvádí nádorové bujení kůže, plic a horních cest dýchacích. Mezi nejméně toxické sloučeniny arsenu patří ve vodě téměř nerozpustné sulfidy – sulfid arsenitý As 2 S 3 a sulfid arsenatý As 2 S 2.

24 Anorganické prvky a sloučeniny antimon Sb – je kov, známý již v Egyptě a Mezopotámii před více než 5000 lety. Jako oční líčidlo se tehdy používal sulfid antimonitý Sb 2 S 3. Kovový Sb se používal jako laxans. Rozpustné sloučeniny antimonu jsou značně toxické. Plynný SbH 3 (stibin) má smrtelnou dávku pro člověka 100 – 200 mg. Silně dráždí sliznice, působí hemolýzu a ovlivňuje CNS. Akutní otravy se vyskytují po vdechování prachu nebo par a po požití (kovový antimon, chlorid, sirník, oxid antimonitý). bismut Bi – je kov s technologickým významem. Dříve se používal v lékařství na zásyp ran ve formě zásaditého gallanu bismutitého, dnes se používá zásaditý dusičnan bismutitý. Oba mají adstringentní účinky a jsou prakticky nerozpustné ve vodě. Rozpustné sloučeniny bismutu jsou velmi jedovaté. Působí anurii, gastroentritidu a bolesti hlavy. Stibin SbH 3 silně dráždí sliznice, způsobuje hemolýzu a ovlivňuje CNS.

25 Anorganické prvky a sloučeniny VI A skupina (O, S, Se, Te, Po) kyslík O – je třetím nejrozšířenějším prvkem, je obsažen jako O 2 v zemské atmosféře. Ozón (O 3 ) je velmi toxický plyn, chrání pozemský život před nad- měrným ultrafialovým zářením. Ozón působí oxidaci –SH skupin enzymů a proteinů, oxidaci dvojných vazeb, především esenciálních mastných kyselin za vzniku kancerogenních sloučenin. Kyslík je akceptorem vodíku a elektronů z oxidačních, tj. dehydro- genačních pochodů. Dýchání 100 % kyslíku po dobu 18 hod vede k plicnímu exsudátu, leukocytární infiltraci aveolů a také k broncho- pneumonii a poruchám CNS. U novorozenců již při obsah 40% O 2 ve vzduchu dochází k patologickým změnám. Tyto toxické projevy souvisejí s existencí vysoce reaktivních volných kyslíkových radikálů: superoxidový aniont O 2 ·, hydroxylový · OH, perhydroxylový · O 2 H, peroxylový ROO ·, NO radikál alkoxyradikál RO · aj. Jedná se o dýchací řetězec, detoxikační mechanizmy působením cytochromu P450 apod.

26 Anorganické prvky a sloučeniny síra S – je biogenní prvek. Je součástí bílkovin (aminokyseliny cys- tein a methion). Ve formě –SH skupin je důležitá u enzymů přená- šejících vodík. Tyto skupiny jsou citlivé na oxidační činidla, ale také na ionty těžkých kovů, které se naváží na –SH skupiny a vyřadí takové enzymy z funkce (princip toxicity těžkých kovů). –SH skupiny ve formě dimerkaptoprololu s ionty těžkých kovů vytvoří pevnou vazbu. Dimerkaptoprolol používá k terapii takových otrav. Sírany –SO 4 2- lidské tělo využívá při konjugaci a k metabolismu. Sírany (Na, Mg) se užívají jako projímadla. Thiosíran sodný Na 2 S 2 O 3 jako antidotum. Síra je zdrojem energie u sirných bakterií, které ji oxidují na H 2 SO 4. Sulfan (dříve sirovodík) H 2 S může ve vyšších koncentracích způsobit okamžitou smrt bez morfologických změn. Jinak dochází ke smrti za 24 –48 hod. s edémem plic. Při menších koncentracích se uplatní blokáda funkce hemoglobinu tvorbou sulfhemoglobinu.

27 Anorganické prvky a sloučeniny sulfan (H 2 S) reaguje s hemovým železem za vzniku sulf- hemoglobinu a narušuje tak dýchací řetězec. Projevy otravy jsou odlišné od otravy oxidem uhelnatým. Při vysokých koncentracích ve vzduchu nastává okamžitě smrt zástavou dýchání v důsledku ochrnutí dýchacích svalů. Při nižších koncentracích se otrava projevuje drážděním sliznic, kašlem, křečemi a dušením. Sulfan může vyvolat edém plic. Nebezpečnou vlastností je pronikavý zápach po shnilých vejcích, při vyšších koncentracích mizí. Mírná forma otravy se projevuje pálením očí, drážděním nosu, kovovou chutí v ústech, bolestmi hlavy, tlakem na prsou. Vyšší koncentrace se projevují zúžením zornic, cyanosou, zvracením, komatem, křečemi. Přestálá akutní otrava zanechává dlouhodobé následky, jako bolesti hlavy, snížení intelektu, slabomyslnost a psychotické stavy. Sulfan se váže na krevní hemoglobin a působí na nervovou soustavu.

28 Anorganické prvky a sloučeniny selen Se – selen je mikrobiální prvek, v živých organizmech působí již v nepatrných koncentracích jako antioxidant. Ve vyšších dávkách je toxický. Akutní otravy jsou u člověka neobvyklé. Účinkem připomínají sloučeniny arsenu. Charakteristický je česnekový zápach vydechovaného vzduchu. Oxid seleničitý je silně dráždivý, působí na imunitní systém (senzibilizující účinek). Mezi nejtoxičtější sloučeniny selenu patří selan (selenovodík, H 2 Se). Podobné toxikologické vlastnosti mají sloučeniny teluru. VII A skupina (F, Cl, Br, I, At) fluor F – je mikrobiogenní prvek. Má nejvyšší reaktivitu – slučuje se se vzácnými plyny. V kostech a zubech je přítomen jako fluorapatit Ca 3 (PO 4 ) 2.CaF 2. Rozpustné sloučeniny fluoru jsou užívány jako pros- tředek zabraňující vzniku zubního kazu. Fluor (jako fluorid) je enzymatický jed, pokud je vázán v organické kyselině fluoroctové.

29 Anorganické prvky a sloučeniny Fluorovodík (HF) nad 20 °C je v plynném skupenství. Kyselina fluorovodíková má razantní účinek na kůži. HF velmi rychle a bezbolestně proniká do tkání a po několika hodinách způsobí bolestivé ulcerace. Antidotem je MgO nebo roztok diethylentriaminu ve vodě. Při akutní otravě se rozvíjí plicní edém, bronchopneumonie a degenarativní změny na játrech a ledvinách. Při chronické otravě se pozorují degenerativní změny na játrech a ledvinách, větší kalcifikace kostí a snížení objemu kostní dřeně. Na zubech je typická fluoróza, projevující se skvrnami na sklovině. chlor Cl – je za normální teploty žlutozelený plyn, těžší než vzduch. Chlor je toxický vůči veškeré živé hmotě. Užívá se jako dezinfekce, především při úpravě vody ve vodárnách. Chlorovodík HCl je plyn se silně dráždivými a leptavými účinky. Chloridy, soli kyseliny chlorovodíkové, jsou normální součástí živé hmoty. Chlorečnany a chloristany mají leptavý účinek na sliznice a plíce.

30 Anorganické prvky a sloučeniny brom Br – je hnědá dýmající kapalina s účinky velmi podobnými chloru. Kontakt s kůží způsobuje nekrózy. Bromidy, soli kyseliny bromovodíkové, tlumí mírně CNS náhradou za ionty Cl -, reakční rychlost bromidů je menší než chloridů. jod I – je krystalický prvek, který za vyšší teploty sublimuje. Jod má silný dezinfekční účinek. Za přítomnost jodidů (KI, NaI) vytvá- ří hnědé polyjodidy (KI 3 – KI 5 ) ve vodě i alkoholu výborně rozpustné sloučeniny. Takové roztoky se používají jako výborná dezinfekce „jodová tinktura“. Jod je obsažen v jodtyroninech, hormonech štítné žlázy. Denní potřeba jodu je 100 – 150 mg. Jod je jako každý halogen silně reaktivní a tím i toxický. Smrtelná dávka pro člověka je 2 g. Akutní otrava se projevuje kovovou pachutí, zvracením, žízní a anurií, která vede až ke smrtelné urémii. Krystalický jod působí při kontaktu s kůží puchýře. Chronická otrava se vyznačuje erytémem a konjun- ktivitou.

31 Anorganické prvky a sloučeniny VIII A skupina ( He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) helium He radon Ra – radioaktivní plyn 222 Rn vznikajíci rozpadem 226 Rn. Je obsažen v podzemích vodách a ve vzduchu kolem ložisek uranu a radia. I B skupina (Cu, Ag, Au) měď Cu – je biogenní prvek. Nedostatek mědi se projevuje anémií, která je výsledkem ztráty schopnosti absorbovat Fe 2+ z potravy. Již mírný chronický nedostatek Cu vyvolává neurologické poruchy. Denní potřeba pro človka je 2 – 5 mg. V párách při sváření a ve větších koncentracích je toxická. Dráždí lokálně kůži, vyvolává horečku, nauzeu, rozvíjí se gastroentritida, poškození jater a ledvin. Smrtelná dávka mědi (rozpustných měďnatých solí ) je 10 g. Cu 2+ ionty mají adstringentní a fungicidní účinky.

32 Anorganické prvky a sloučeniny stříbro Ag – má bakteriostatický a germicidní účinek. Krystalický dusičnan stříbrný se používal k odstraňování bradavic. Koloidní roztoky stříbra se pro svůj mírný a nedráždivý antiseptický účinek užívají jako oční a nosní kapky. Stříbrné ionty jsou také toxické, srážejí bílkoviny. Po perorálním podání působí pálení v trávicím ústrojí, mohou způsobi průjem. Při chronické otravě se objevuje „argyrie“, modročerné zabarvení sliznic, spojivek a kůže. Smrtelná dávka stříbra je (v rozpustných solích) 2 g. Chronický přívod malého množství stříbrných iontů může způsobit nedostatek železa, a tím anémii. zlato Au – v současosti se v medicíně využívají organokovové slou- čeniny zlata např. v revmatologii. Vyvolávají však nepříznivé vedlejší účinky, fibróza plic a ledvin. Radioaktivní zlato se používá v dignostice mozkových nádorů. Ionty zlata jsou toxické, vyvolávají vyrážky, nauzeu, zvracení a horečku.

33 Anorganické prvky a sloučeniny zinek Zn – je mikrobiogenní prvek. Je přímou součástí některých enzymů jako je alkoholdehydrogenáza, je obsažen v zásobní formě inzulinu v pankreatu. Denní potřeba pro člověka je 25 mg. Zinečnaté ionty mají adstringentní a dezinfekční účinek. Nedostatek zinku se projevuje zpomalením růstu a kožními poruchami. Zinečnaté ionty jsou toxické, smrtelná dávka pro člověka je 10 g ZnSO 4. Chronická expozice zinkem může vést k anémii na základě snížení obsahu železnatých iontů v séru. Zvláště toxické jsou páry kovového zinku. kadmium Cd –je vysoce toxický kov. Způsobuje inhibici mnoha enzymů tím, že se váže na sulfanylové skupiny nebo kompeticí s biogenními prvky jako je železo, zinek a měď. Pro toxicitu Cd (jak v kovové formě, tak kademnatých solí) je rozhodující cesta vstupu. Cd i Cd 2+ ion má silný emetický účinek. Po požití akutně toxických dávek se značná část vyzvrací. Smrtelná dávka se pohybuje v rozmezí od 0.3 –8.9 g. Nebezpečnější je inhalace prachu a dýmů.

34 Anorganické prvky a sloučeniny Smrtelná koncentrace pro člověka je 40 –50 mg/m 3. Příznaky jsou dráždění dýchacích cest, svíravý pocit v hrdle, kovová chuť v ústech, kašel, příznaky podobné chřipce, lapání po dechu, píchání pod žebry, edém plic a smrt zástavou dechu. U přeživších obětí zůstává dlouhodobé poškození jater, ledvin a reprodukčních orgánů. Z chronických účinků jsou nejdůležitější karcinogenita (plíce, prostata), poškození reprodukčních orgánů – neplodnost, poškození jater, plic a kostí. Cd se kumuluje v ledvinách. rtuť Hg – a její sloučeniny patří mezi známé jedy. Jediný kov za normální teploty tekutý. Je-li atmosféra nasycena kovovou rtutí za teploty 20°C, obsahuje asi 19 mg/ m 3 Hg. Je to koncentrace akutně netoxická, ale rtuť má schopnost významně se kumulovat v těle, proto při inhalaci par rtuti dochází k chronické otravě. Zvlášť významné riziko intoxikace je tam, kde se pracuje se rtutí za vyšších teplot.

35 Anorganické prvky a sloučeniny Rtutˇse váže na sulfanylové skupiny a tím inhibuje nekompetitivně řadu enzymů. Působí na nervový systém, ledviny, plíce, kůži. Po požití vyvolává kovová rtutˇ zvracení. Vzhledem ke kumulaci ve tkáních je však možná otrava opakovanými menšími dávkami. Rozpustné soli jsou silně toxické. Mezi nejtoxičtější patří chlorid rtuťnatý, sublimát, jehož smrtelná dávka je 0.1 – 0.5 g. Méně toxický je chlorid rtuťný(Hg 2 Cl 2, kalomel) a sirník rtuťnatý (ru- mělka), díky malé rozpustnosti ve vodě. Akutní otrava rtuťnatými solemi se projevuje kovovou chutí v ústech, temným lemem sirníku rtuťnatého kolem zubů, krvácivostí a hnisáním dásní, ne- volností, zvracením, později průjmem, někdy zánětem ledvin, třesem, poruchami řeči a chůze. Na kůži a na sliznici žaludku a dvanáctníku se tvoří vředy. Významnější než akutní otravy jsou otravy chronické.

36 Anorganické prvky a sloučeniny III B skupina (vzácné zeminy) Cer je více zastoupen než olovo. Thulium více než jod. Nevytvářejí ložiska, nacházejí se v rudách. Mají mimořádné technické vlastnosti, využitelné především v metalurgii – zkujňování litiny, ochrana proti korozi), ve sklářství (optické vlastnosti), keramice, elektrotechnice (magnetické materiály, luminofory pro barevné televizní obrazovky, v laserech, v chemii (katalyzátory pro výfukové plyny). Komplexní sloučeniny lanthanoidů (Pr, Nd, Sm, Er) vykazují intenzivní aktivitu proti srážení krve (antikoagulace). Mezi aktinoidy patří vůbec nejtoxičtější prvek plutonium. Nejznámějším aktinoidem je uran U. Uranylové ionty se váží na fosforečné zbytky fosfolipidů a tím poško- zují buněčné membrány. Koncentrují se a vylučují ledvinami, proto je tento orgán poškozen nejdříve.

37 Anorganické prvky a sloučeniny IV B skupina (Ti, Zr, Hf) V B skupina (V, Nb, Ta) VI B skupina (Cr, Mo, W) chrom Cr – chrom je v kovové formě málo toxický, toxicita sloučenin je závislá na oxidačním stupni. Sloučeniny chromičité jsou velmi málo toxické, chromnaté a chromité málo toxické, mají však dráždivý účinek na kůži a sliznice zažívacího traktu, vyvolávají alergie. Nejvíce toxický jsou sloučeniny chromové, oxid chromový, chromany a dichromany silně dráždí kůži a sliznice, vyvolávají vředy na kůži, žaludku a dvanáctníku. Inhalační chronická intoxikace chromových sloučenin vyvolává podráždění nosní sliznice, kýchání a krvácení z nosu. Větší dávky vyvolávají proděravění nosní přepážky. Těžká akutní otrava se projevuje závratí, zvracením, mrazením, zrychlením tepu a bolestí žaludku. Projeví se vznik žaludečních a dvanáctníkových

38 Anorganické prvky a sloučeniny vředů. Inhalací prachu se dráždí dýchací cesty, vzniká dušnost a cyanoza. Chromový kation je silně kancerogenní. Cr je biogenní prvek, jeho potřeba je 20 mg denně. molybden Mo – s wolframem jsou podobné toxické kovy. Jsou to biogenní prvky, denní pořeba je 0,1 – 0,4 mg. Wolfram W – je součástí slitin. VII B skupina (Mn, Tc, Re) mangan Mn – je vedle železa nejrozšířenější těžký kov. Zdrojem znečištění jsou ocelárny a tepelné elektrárny. Manganistanový ion má silné oxidační vlastnosti, dobrý dezinfekční účinek. Mangan je mikrobiogenní prvek, jeho denní potřeba je 4 mg pro člověka.

39 Anorganické prvky a sloučeniny VIII B skupina (Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt) železo Fe – je nejrozšířenější kov na zemi, je oligobiogenní prvek, Je součástí hemoglobinu a cytochromů. Při léčbě anémie se resorbuje jen redukovaná forma, ionty železnaté. Zajišťují se přídavkem kyseliny askorbové, silného redučního činidla. Denní potřeba je 10 až 20 mg Fe. Železo je nutné pro syntézu hemoglobinu, flavoproteinů a enzymů NAD dehydrogenázy, dehydrogenázy kyseliny mléčné. Ionty železnaté a železité jsou ve vyšších dávkách toxické. Požití velkého množství přípravku pro děti obsahujícího železo způsobuje intoxikaci. Dávky vyšší než 20 mg/kg jsou toxické, dávky 180 – 300 mg/kg jsou smrtelné. Velmi toxické jsou karbonyly železa (pentakarbonyl Fe(CO) 5 ).

40 Anorganické prvky a sloučeniny kobalt Co – je mikrobiogenní prvek, je součástí vitaminu B 12, je centrálním prvkem ve struktuře podobné hemu. Co patří mezi toxické těžké kovy. Snižuje funkci štítné žlázy, syntézy a sekrece tyroxinu. Je toxický pro myokard. Nejtoxičtěší sloučeninou Co je oktakarbonyl dikobalt Co 2 (CO) 8. nikl Ni – je toxický prvek. Toxické jsou veškeré nikelné sole, oxid a tetrakarbonyl nikl (Ni(CO) 4 ). Ni lokálně dráždí a působí kožní záněty, charakteristickou dermatitidu. Akutní otrava po požití má za následek závratě, ztížené dýchání, cyanozu, edém a hyperémii plic, poškození zažívacího traktu, cév, ledvin, srdce a CNS. Při chronickém působení způsobuje alergie, erosi nosní přepážky a rakovinu plic. Zdrojem expozice Ni je hutnictví, galvanické pokovování, výroba nikl – kadmiových článků a kouření. Nejtoxičtější sloučeninou niklu je tetrakarbonyl nikl.

41 Anorganické prvky a sloučeniny platina Pt –, diaminoplatina a její deriváty se používá jako cytostatikum. Pt je ve svých rozpustných solích velmi toxická, smrtelná dávka pro člověka je 1 g. Je kancerogenní, dostává se do ovzduší z katalyzátorů používaných v automobilismu.


Stáhnout ppt "Anorganické prvky a sloučeniny Ing. Věra Marešová, CSc Ústav soudního lékařství a toxikologie 1.LF UK a VFN"

Podobné prezentace


Reklamy Google