Arsenik zehir olarak tanımlanmış en eski maddelerden biridir. Özellikle arsenik kullanımı sonucunda kaza ile veya öldürme amaçlı zehirlenmeler hakkında pek çok tarihi vaka veya anekdot olduğunu görüyoruz. Aslında pek bilinmeyen çevremizde pek çok arsenik içeren tehdit olduğu endüstriyel olarak kullanıldığı ve bazı tıbbi kullanımı da olduğudur. Arsenik bu kayıtlarda bakıldığı zaman hem metal hem de nonmetal özellikleri olarak bir metalloid olarak gösterilmekte. Çevre ve maruziyet olarak bakıldığı zaman hem inorganik hem de organik arsenik formları mevcut. Arsenik trivalan veya pentavalan oksidasyon değerli olarak bulunabiliyor. Bu valans elektronlarının 3 veya 5 olmasına göre tanımlanmış bir oksidasyon durumu demektir. Trivalan yani -3 değerli olan arsenit veya arsenik trioksit ile Pentavalan yani -5 oksidasyon değerli olan arsenat en bilinen arsenik türevleridir. En güçlü toksik etki trivalan değerli olan arsenik bileşikleridir. Bunun nedeni sülfur içeren maddeler ile hızlı reaksiyona girmeleridir. Bunun sonucunda reaktif oksijen türleri (ROS) açığa çıkmaktadır. İnsanlar hem trivalan hem de pentavalan arseniğe maruz kalabilirler. Klinik olarak her iki tip toksisite benzer akut veya kronik seyir yaratabilir.
Aşağıdaki şemada her iki forma ait arsenik bileşikleri listelenmekte.
Arsenik doğal olarak oluşabilen bir element olup, gıda, toprak, hava ve suda bulunabilir. Endüstriyel kullanım alanlarının başında alaşım, cam, pigment, tekstil, kağıt, metal yapışkanı, ahşap koruyucu ve askeri teçhizat üretimi gelir. Arsenik ayrıca deri tabaklama işleminde, pestisidlerde, yem katkı maddelerinde ve ilaçlarda da kullanılır. Arsenik maruziyetinde en önemli kaynak arsenikle kontamine su ve besinlerin kullanılması olmakla birlikte endüstriyel maruziyetlerde oldukça sıktır. Çevrede ve insan vücudunda esansiyel miktarda Arsenik bulunması da bir teori olarak düşünülmüştür.
Şekil: Kaynak için tıklayınız.
Arseniğin İnsan Sağlığına Etkisi
Arsenik inorganik ve organik formlarda bulunur. Organik arsenik bileşikleri sağlığa daha az zararlıyken, inorganik arsenik bileşikleri yüksek oranda toksiktir. Arsenik maruziyeti sonucu oluşan reaktif oksijen türleri özellikle DNA, protein ve yağ asitleri başta olmak üzere hücresel komponentlerde oksidatif hasara neden olur. Arsenik pro/antioksidan dengeyi bozup çeşitli hücresel yolaklarda değişiklikler meydana getirerek karsinojenite, genotoksisite, diabet, kardiyovasküler ve sinir sistemi hastalıklarına neden olur. Bu yaygın sistematik etki her türlü semptom ile oluşabilir. Bu zehirlenmeye yönelik spesifik bir bulgu tariflenmemiş olup ayırıcı tanıda akla gelmelidir. Vücuda alınan inorganik arseniğin nonenzimatik olarak pentavalan formdan trivalan forma indirgenmesinde glutatyonun elektron vericisi olarak kullanılması, inorganik arseniği direkt olarak glutatyona bağlanması veya glutatyonun arseniğin oluşturduğu reaktif oksijen türleri ile okside olması gibi nedenlerden dolayı inorganik arsenik hücresel glutatyon seviyesini değiştirir.
Şekil: Deniz ürünleri; insanlarda Arsenik maruziyetinin önemli sebepleri arasındadır. Bunların başında kabuklu deniz hayvanları, balıklar ve deniz yosunu gelmektedir.
Çalışmalarda arsenik entoksikasyonunun serum bilirubin, üre, ürik asit ve kreatinin düzeylerini arttırdığını ayrıca süperoksit dismutaz, katalaz, glutatyon peroksidaz ve glutatyon-S-transferaz gibi antioksidan enzimlerin aktivitelerini düşürdüğünü bulmuşlardır. Bu testler dolaylı olarak arsenik zehirlenmesini destekleyebilir. Ürik asit düzeyi ise arsenik zehirlenmelerinde yüksek bulunmaktadır. Ürik asit insan pürin metabolizmasının son ürünüdür ve oksidatif strese karşı koruyucu bir antioksidan olarak kabul edilir. Ürik asidin normal düzeylerde toksik reaktanları temizlediği ve oksidatif strese karşı koruyucu olduğu rapor edilmektedir. Organizmada oksidatif stres durumunda ürik asit düzeyleri artmaktadır. Ancak normal düzeylerden 1/3 kat veya daha fazla artacak olursa bir pro-oksidan olarak rol oynadığı rapor edilmektedir.
Arsenik maruziyeti sonucunda oluşan biyokimyasal süreçler ve gelişen toksisiteler aşağıdaki tabloda görülüyor.
İçme Suyunda Arsenik Bulaşı
İçme suyunda arsenik inorganik formdadır ve hem trivalan hem de pentavalan haldedir. Ortalama olarak yer altı suyundaki konsantrasyonu 1 mcg/L olarak kabul edilir. Ancak ABD’ nin bazı eyaletlerinde bu miktar 1000 mcg/L ye dek yükselmektedir. Kronik maruziyet sonucunda akciğer, mesane, cilt, böbrek, karaciğer ve prostat kanserleri oluşmaktadır. Kanser dışında oluşan kardiyovaskuler, nörolojik hastalıklar kadar diyabet de önemli sağlık sorunları yaratmaktadır. Aşağıdaki tabloda arsenik ve içme sularında miktarları ve bu konuda farklı ülkelerde yapılan çalışmalar görünüyor. Bulgular kısmında göreceğiniz gibi farklı kanser türleri, QT uzaması gibi kardiyak bulgular listelenmiş.
Gıdalarda Arsenik Bulaşma Riski
Gıdalarımıza arsenik sulardan, yetiştirme ve üretim sırasında çevreden veya ambalajlama esnasında bulaşabilir. Çünkü yaygın bulunan bir maddedir. Yediklerimiz içinde inorganik ve organik formda bulunabilir. Ortalama olarak gıda yoluyla bireyler 1–20 mcg/ gün almaktalar. Gıda ile alınan arsenik miktarı genelde toksik düzeyin çok altındadır. Önemli olan analizler ile bu miktarı toksik olan inorganik formlardan ayırabilmektir. Gıdalarda tespit edilebilen arsenik bileşikleri monomethylarsonik asit (MMAsV), DMAsV, arsenobetain, arsenokolin, arseno- şekerler ve arsenolipidlerdir. Sıklıkla deniz ve su ürünlerinde tespit edilirler. Arsenobetain arsenik olarak su ürünlerinde en çok bulunan formdur. Normalde non-toksik olarak kabul edilir. Arsenobetain ise az çalışma olmakla beraber mutajenik, immunotoksik veya embryotoksik değildir. Arsenokolin özellikle karideste saptanır ama esansiyel olarak bulunduğu için non- toksik kabul edilir. Bu arada şunu da tekrar etmek isterim bazı kaynaklara göre arsenik esansiyel bir metal olarak kabul edilmişse de bu tamamen kanıtlanmamış bir teoridir. İn vitro çalışmalarda arseno- şekerler DMAsV’ ye metabolize olarak toksik etki gösteren arsenik bileşikleri olarak kabul edilmektedirler.
Arsenik zehirlenmesi akut dönemde Acil Tıpta çok gördüğümüz hastalar değil. Tarihte bazı ünlü siyasetçi ve düşünürlerin ölümünden Arsenik zehirlenmesi sorumlu tutuluyor. Günümüzde ise kronik maruziyete sekonder göreceğimiz klinik tablolara yol açıyor ve Acil Tıpta ayırıcı tanı olarak düşünmemiz gereken bir grup hastayı kapsıyor.
Kaynaklar
- Hughes MF et al. Arsenic Exposure and Toxicology: A Historical Perspective. Toxicological Sciences 123(2), 305–332 (2011) doi: 10.1093/toxsci/kfr184.
- Druwe, I. L., and Vaillancourt, R. R. Influence of arsenate and arsenite on signal transduction pathways: an update. Arch. Toxicol. (2010) 84, 585–596.
- Mundy SW. Arsenic. In: Goldfrank’s Toxicologic Emergencies, 10th ed, Hoffman RS, Lewin NA, Howland MA, et al (Eds), Mcgraw-Hill Education, New York (2015) p.1169.
- Orloff K, Mistry K, Metcalf S. Biomonitoring for environmental exposures to arsenic. J Toxicol Environ Health B Crit Rev (2009) 12:509 .
