Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Отравление марганцем
Manganese poisoning
Манганизм, или отравление марганцем, – это токсическое состояние, возникающее в результате длительного воздействия марганца. Впервые оно было описано в 1837 году Джеймсом Купером.
Manganism or manganese poisoning is a toxic condition resulting from chronic exposure to manganese. It was first identified in 1837 by James Couper.
Признаки и симптомы
Хроническое воздействие избыточных уровней марганца может приводить к разнообразным психическим и двигательным нарушениям, известным как марганцевое отравление (марганцизм). Как правило, воздействие концентрации марганца в воздухе, превышающей 5 микрограммов Mn/m3, может вызвать симптомы, обусловленные марганцем. На ранних стадиях марганцевого отравления неврологические симптомы проявляются в виде снижения скорости реакции, раздражительности, перепадов настроения и компульсивного поведения. При продолжительном воздействии симптомы становятся более выраженными и напоминают симптомы идиопатической болезни Паркинсона, с которой марганцевое отравление часто ошибочно диагностируют, хотя существуют определенные различия в проявлениях; например, характер тремора, реакция на препараты, такие как леводопа, и пораженные отделы базальных ганглиев. Симптомы также схожи с симптомами болезни Лу Герига и рассеянного склероза.
Chronic exposure to excessive manganese levels can lead to a variety of psychiatric and motor disturbances, termed manganism. Generally, exposure to ambient manganese air concentrations in excess of 5 micrograms Mn/m3 can lead to manganese induced symptoms. In initial stages of manganism, neurological symptoms consist of reduced response speed, irritability, mood changes, and compulsive behaviors. Upon protracted exposure symptoms are more prominent and resemble those of idiopathic Parkinson's disease, as which it is often misdiagnosed, although there are particular differences in both the symptoms; for example, the nature of the tremors, response to drugs such as levodopa, and affected portion of the basal ganglia. Symptoms are also similar to Lou Gehrig's disease and multiple sclerosis.
Сварка
Манганизм стал актуальной проблемой в области охраны труда, поскольку послужил причиной многочисленных исков о возмещении вреда, причиненного продукцией, против производителей сварочных материалов для дуговой сварки. В этих исках сварщики обвиняют производителей в отсутствии надлежащего предупреждения о том, что их продукция может приводить к образованию сварочных аэрозолей с опасно высоким содержанием марганца, что может спровоцировать развитие марганнизма у сварщиков. Компании, нанимающие сварщиков, также привлекаются к ответственности за заболевание, которое в обиходе называют "болезнью сварщиков". Однако исследования не выявили связи между работой сварщиком и марганнизмом (или другими неврологическими расстройствами).
Manganism has become an active issue in workplace safety as it has been the subject of numerous product liability lawsuits against manufacturers of arc welding supplies. In these lawsuits, welders have accused the manufacturers of failing to provide adequate warning that their products could cause welding fumes to contain dangerously high manganese concentrations that could lead welders to develop manganism. Companies employing welders are also being sued, for what colloquially is known as "welders' disease." However, studies fail to show any link between employment as a welder and manganism (or other neurological problems).
Незаконное производство меткатинона
Манганизм также встречается в отчетах о незаконном производстве меткатинона. Это обусловлено тем, что марганец является побочным продуктом синтеза меткатинона при использовании перманганата калия в качестве окислителя. Симптомы включают апатию, брадикинезию, нарушение походки с неустойчивостью и спастическую гипокинетическую дизартрию. Еще одним уличным наркотиком, который иногда может быть загрязнен марганцем, является так называемая "базука", получаемая методом свободного основания из кокаина с использованием карбоната марганца.
Manganism is also documented in reports of illicit methcathinone manufacturing. This is due to manganese being a byproduct of methcathinone synthesis if potassium permanganate is used as an oxidiser. Symptoms include apathy, bradykinesia, gait disorder with postural instability, and spastic hypokinetic dysarthria. Another street drug sometimes contaminated with manganese is the so called "Bazooka", prepared by free base methods from cocaine using manganese carbonate.
Питьевая вода, топливная добавка, Манеб, краски и сталелитейная промышленность
В сообщениях также упоминаются такие источники, как загрязненная питьевая вода и топливная добавка метилциклопентадиенил-манганец трикарбонил (MMT), которая при сгорании частично превращается в фосфаты и сульфат марганца, попадающие в воздух с выхлопными газами, а также марганцевый этиленбис(дитиокарбамат) (Maneb) – пестицид. Он содержится в больших количествах в процессах производства красок и стали. В очень редких случаях причиной может быть дефект гена SLC30A10.
Reports also mention such sources as contaminated drinking water, and fuel additive methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl (MMT), which on combustion becomes partially converted into manganese phosphates and sulfate that go airborne with the exhaust, and manganese ethylene bis dithiocarbamate (Maneb), a pesticide. It is found in large quantities in paint and steelmaking processes. And in very rare cases it can be caused by a defect of the gene SLC30A10.
Патофизиология
Манган может влиять на функцию печени, но порог острой токсичности очень высок. С другой стороны, более 95 процентов марганца выводится с желчью. Любое существующее повреждение печени может замедлить этот процесс, повышая его концентрацию в плазме крови. Точный нейротоксический механизм действия марганца не установлен, однако есть данные, указывающие на его взаимодействие с железом, цинком и алюминием. Манган вытесняет железо из гидроксилазы COQ7, фермента, необходимого для синтеза коэнзима Q10. Добавление CoQ6 (дрожжевой формы CoQ10) к клеткам дрожжей, помещенным в раствор марганца, восстановило митохондриальную функцию и их жизнеспособность. Он участвует в реакциях Фентона и, таким образом, может вызывать окислительное повреждение, что подтверждается данными исследований сварщиков, подвергшихся воздействию марганца. Исследование рабочих, подвергшихся воздействию, показало, что у них значительно меньше детей. Это может свидетельствовать о том, что длительное накопление марганца влияет на фертильность. Беременные животные, получавшие повторно высокие дозы марганца, значительно чаще рождали потомство с пороками развития по сравнению с контрольной группой.
Manganese may affect liver function, but the threshold of acute toxicity is very high. On the other hand, more than 95 percent of manganese is eliminated by biliary excretion. Any existing liver damage may slow this process, increasing its concentration in blood plasma. The exact neurotoxic mechanism of manganese is uncertain but there are clues pointing at the interaction of manganese with iron, zinc, aluminum, Manganese displaces Iron in the COQ7 hydroxylase enzyme required for coenzyme Q10 synthesis. Supplying CoQ6 (the yeast version of CoQ10) to yeast cells bathed in manganese solution restored mitochondrial function and survival. It participates in Fenton reactions and could thus induce oxidative damage, a hypothesis corroborated by the evidence from studies of affected welders. A study of the exposed workers showed that they have significantly fewer children. This may indicate that long term accumulation of manganese affects fertility. Pregnant animals repeatedly receiving high doses of manganese bore malformed offspring significantly more often compared to controls.
Лечение
В настоящее время основными методами лечения марганцевого отравления являются леводопа и хелирование с помощью ЭДТА. Оба обладают ограниченной и, в лучшем случае, временной эффективностью. Установлено, что восполнение дефицита дофамина с помощью леводопы первоначально улучшает экстрапирамидные симптомы, однако эффективность лечения снижается через 2–3 года, при этом у тех же пациентов отмечается ухудшение состояния даже спустя 10 лет после прекращения воздействия марганца. Усиленное выведение марганца, стимулируемое хеляционной терапией, снижает его концентрацию в крови, но симптомы в значительной степени остаются без изменений, что ставит под сомнение эффективность данного метода лечения. Повышенная экспрессия белка ферропортина в клетках почек эмбриона человека (HEK293) связана со снижением внутриклеточной концентрации марганца и уменьшением цитотоксичности, что проявляется в восстановлении сниженного захвата глутамата и уменьшении утечки лактатдегидрогеназы (ЛДГ).
The current mainstay of manganism treatment is levodopa and chelation with EDTA. Both have limited and at best transient efficacy. Replenishing the deficit of dopamine with levodopa has been shown to initially improve extrapyramidal symptoms, but the response to treatment goes down after 2 or 3 years, with worsening condition of the same patients noted even after 10 years since last exposure to manganese. Enhanced excretion of manganese prompted by chelation therapy brings its blood levels down but the symptoms remain largely unchanged, raising questions about efficacy of this form of treatment. Increased ferroportin protein expression in human embryonic kidney (HEK293) cells is associated with decreased intracellular manganese concentration and attenuated cytotoxicity, characterized by the reversal of manganese reduced glutamate uptake and diminished lactate dehydrogenase (LDH) leakage.