Мышьяк поступает в организм с пищей и водой, а избыток связан с неблагоприятными производственным и экологическим факторами. В продуктах питания основными формами мышьяка является арсенобетаин и арсенохолин, которые не являются высокотоксичными. Максимальное содержание органических соединений мышьяка отмечается в моллюсках и рыбе (треска, пикша и др.), морских водорослях. Избыточное поступление мышьяка может происходить из грибов и риса при высоком уровне в почве. Источниками неорганического мышьяка являются медь-плавильные комбинаты, производство свинца, полупроводников, использование пестицидов. Органические соединения мышьяка используют в медицине как антимикробные и противопротозойные препараты.
Мышьяк может существовать в токсичной и нетоксичной форме. Токсичной формой мышьяка является соединения As(III), менее токсичные формы As(V). В результате процессов детоксикации в печени, поступивший мышьяк (III) преобразуется в As(V), а затем формируются метаболиты: монометиларсиновая (ММА) и диметиларсиновая кислота (DMA). В анализах мочи эти метаболиты появляются через 24 часа после отравления. В периферической крови мышьяк проявляется сразу после экспозиции и быстро снижается за счет перехода в ткани. Период полувыведения из крови неорганических форм составляет 4-6 часов, тогда как метилированных форм достигает 20-30 часов. Во время метаболизма неорганического мышьяка образуются активные формы кислорода и азота. Индуцированная мышьяком продукция свободных радикалов является причиной окислительного стресса, повреждения и смерти клеток (апоптоз). В организме мышьяк образует связи с цистеиновыми остатками белков. Кератин (кожа, волосы, ногти) богаты цистеином и является местом накопления мышьяка. Дополнительно, неорганический мышьяк аккумулируется в щитовидной железе, костях и ЖКТ. Мышьяк выводится из организма с мочой.
Органами-мишенями для неорганического мышьяка являются сердце, ЖКТ, кожа, почки и ЦНС. Накопление мышьяка в организме приводит к развитию различных форм рака, а также сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, неврологических расстройств и дерматита. Интоксикация мышьяком сопровождается развитием периферической невропатии, имитирующей синдром Гийена-Барре. Мышьяк вызывает прямое повреждение миокарда, что проявляется аритмиями и кардиомиопатией. В питьевой воде содержание мышьяка может достигать более 1 мг/л, что является причиной массовых отравлений и вызывает развитие так называемой болезни «черных стоп», исходом которой является гангрена стоп. Антагонистом мышьяка является селен.
Оценка экспозиции организма мышьяком проводится в моче, крови и волосах. Определять содержания мышьяка в цельной крови следует проводить как можно быстрее, но не позднее 2-х дней после воздействия. Избыток арсенобетаина (рыба и морепродукты) регистрируется в моче. Пределы концентраций для арсенобетаина не определены. Более надежным способом является определение мышьяка в эритроцитарной массе. Определение уровня мышьяка в волосах также является надежным маркером интоксикации.
Использованная литература
- Hall M, Chen Y, Ahsan H, et al: Blood arsenic as a biomarker of arsenic exposure: results from a prospective study. Toxicology. 2006;225 (2-3):225-233
- Navas-Acien A, Francesconi KA, Silbergeld EK, Guallar E. Seafood intake and urine concentrations of total arsenic, dimethylarsinate and arsenobetaine in the US population. Environ Res. 2011 Jan;111(1):110-118
- Hu, Y., Li, J., Lou, B., Wu, R., Wang, G., Lu, C., … & Xu, Y. (2020). The role of reactive oxygen species in arsenic toxicity. Biomolecules, 10(2), 240.
