Інтоксикації марганцем

Марганець — важкий крихкий метал сріблясто-білого кольору, легко з’єднується з киснем, нерозчинний у воді і добре розчинний у кислотах. Температура плавлення — 1260°С, кипить при температурі 1900°С.

Марганець широко використовується у промисловості при виготовленні високоякісних сортів металевих сплавів: феромарганцю (до 80% марганцю), дзеркального чавуну (до 15% марганцю) та легованої сталі. Остання має високу міцністю і значну пружність. Виділяють малолеговану сталь, що використовується для виготовлення залізничних рейок, багатьох машин, зовнішніх металевих конструкцій і містить 0,9–1,6% марганцю; та надзвичайно стійку до зовнішніх впливів високолеговану сталь, що містить 15% марганцю і 1,25% вуглецю. В чорній металургії витрата марганцю на 1 тонну виплавленої сталі становить 8–9 кг. Марганець також входить до складу якісних електродів в електрозварюванні.

Марганець дуже токсичний, тому в усіх виробництвах, де він застосовується, а також при його видобутку з руд є потенційна небезпека виникнення марганцевих інтоксикацій. Гранично допустима концентрація (ГДК) у повітрі робочих приміщень для аерозолю конденсації становить 0,05 мг/м³, для аерозолю дезінтеграції — 0,3 мг/м³ (у перерахунку на MnO₂). ГДК марганцю у зварочних аерозолях при його вмісті до 20% становить 0,2 мг/м³, при вмісті від 20 до 30% — 0,1 мг/м³.

Гострі отруєння чистим марганцем не спостерігаються. У виробничих умовах можливі гострі інтоксикації лише його солями — при вдиханні повітря з високою концентрацією хлориду та борату марганцю, проте зустрічаються вони рідко. При цьому в легких випадках відмічаються подразнення слизової оболонки дихальних шляхів, очей, кашель, головний біль. У тяжких випадках раптово виникають розлади кровообігу, затьмарюється свідомість, з’являється різка задишка.

В умовах виробництва практичне значення мають хронічні інтоксикації марганцем. У цьому плані найбільш небезпечними є операції розмелу і просівання розмеленої руди, що супроводжуються значним утворенням дрібнодисперсного пилу марганцю, а також вдихання його парів (димів), що можуть утворюватися при плавці сталі зі вмістом марганцю.

В організм марганець потрапляє через дихальні шляхи, у меншій мірі — через травний канал і шкіру. Оксиди марганцю швидко всмоктуються. У крові марганець циркулює у вигляді нестійкого комплексу з білками сироватки і може швидко залишати русло. Виділяється із організму повільно через травний канал із калом, у меншому ступені — виводиться нирками із сечею, зі слиною, молоком матері під час лактації. Має кумулятивну дію, відкладається у вигляді малорозчинних фосфористих сполук у паренхіматозних органах, кістках, залозах внутрішньої секреції, головному та спинному мозку.

Патогенез

Марганець як життєво необхідний для організму мікроелемент бере активну участь у біологічних процесах, що відбуваються в ньому. Добова потреба у марганці — декілька міліграмів (з їжею в організм щоденно надходить 3–8 мг марганцю). Нормальний вміст марганцю в крові становить 0,012–0,050 мг%. Недостатнє надходження марганцю в організм викликає уповільнення росту та розвитку, анемію, лактаційну тетанію, порушення мінерального обміну кісткової тканини. Він входить до складу тканин, впливає на метаболізм, пригнічує активність холінестерази, порушуючи синаптичну провідність, викликає зміни обміну серотоніну, порушує синтез та депонування дофаміну.

Є дані про прямий вплив марганцю на перебіг процесів окисного фосфорилювання, збудливість М- та Н-холінореактивних (підвищення) і адренореактивних (пригнічення) систем. Він змінює активність ферментів нервових клітин — моноаміноксидаз, пригнічує біосинтез катехоламінів, підвищує інтенсивність обміну білків. На початкових стадіях інтоксикації розвиваються порушення коркової діяльності, надалі — розлади рухового аналізатора. Вогнища ураження локалізуються здебільшого у підкіркових вузлах, насамперед — у стріопалідарній системі. У синапсах накопичується ацетилхолін, що призводить до зниження чутливості холінорецепторів постсинаптичної мембрани й уповільнення передачі імпульсів як у синапсах, так і в міоневральних системах.

У руховому аналізаторі порушення поширюється на коркові зони не тільки синергістів, але й антагоністів, що призводить до ригідності м’язів. Встановлено, що патологічні вогнища, які розвиваються в підкірці, викликають порушення в корковій зоні рухового аналізатора, що пірамідними шляхами поширюється на передні роги спинного мозку і підсилює скутість рухів.

При хронічній марганцевій інтоксикації поряд зі структурними змінами значну роль у її ґенезі відіграють складні нейродинамічні порушення у вищих відділах центральної нервової системи (ЦНС), що зумовлюють клінічні прояви даного захворювання. Ще в XІ столітті марганець вважали «нервовою отрутою», тому що у випадку розвитку хронічного отруєння дія на організм — загальнотоксична з переважним ураженням ЦНС (підкіркових структур).

Марганець також може викликати судинні порушення, підвищуючи проникність капілярів. Є промисловим алергеном, здатним викликати бронхіальну астму, екзему. При вдиханні пилу марганцевих руд відмічається розвиток пневмоконіозу — манганоконіозу. Марганець змінює функцію серцево-судинної системи, травного каналу, печінки тощо, викликає гіпофункцію залоз внутрішньої секреції — статевих, щитоподібної, надниркових, гіпофіза.

У виникненні марганцевого отруєння велике значення мають реактивність організму і функціональний стан ЦНС. Описані випадки вираженого прогресування патологічного процесу після перенесених інфекційних захворювань, у періоди вагітності, клімаксу, після родів тощо.

Патологоанатомічна картина

При патологоанатомічних дослідженнях відмічається повнокров’я органів, дегенеративно-дистрофічні зміни дифузного характеру, переважно в нервовій системі у підкіркових вузлах, блідій кулі, смугастому тілі (стріопалідарна система) і мозочку. Некротичні вогнища локалізуються в ділянці підкіркових вузлів, у меншій мірі — в корі та зоровому бугрі.

Дистрофічний процес супроводжується ураженням клітин головного, спинного мозку та периферійних нейронів: вакуолізацією, набряком, центральним хроматолізом, пікнозом та ектопією. Судинна реакція в цих випадках помірно виражена і характеризується гіперемією, частковим набряком і незначними крововиливами.

Морфологічні зміни у внутрішніх органах незначні і характеризуються як деструктивні зміни міокарда, кори наднирників, щитоподібної залози.

Клінічна картина

Традиційно захворювання розвивається через 2–5 років після початку контакту з підвищеними концентраціями марганцю в повітрі робочої зони. Можливий більш ранній та більш пізній (навіть після припинення контакту) розвиток.

Симптоматика хронічної марганцевої інтоксикації розвивається поступово, що викликає певні труднощі в діагностиці її початкових форм. У клінічній картині хронічної інтоксикації розрізняють три стадії.

І стадія інтоксикації характеризується функціональними змінами ЦНС у вигляді астено-вегетативного синдрому. Хворі скаржаться на швидку втомлюваність, сонливість, головний біль, що частіше з’являється наприкінці робочої зміни, зниження працездатності, слабкість, втрату апетиту.

Розвивається поліневритичний синдром, для якого характерні дистальна гіпалгезія, парестезії та біль у цих відділах, гіпотонія м’язів кінцівок (переважно нижніх), помірне зниження м’язової сили, незначна болючість при пальпації м’язів кінцівок, слабкість або відчуття втоми у ногах.

Має місце зниження глибоких і виснаження черевних рефлексів. Відзначаються швидка поява і вгасання піломоторного рефлексу, розлитий яскраво-червоний дермографізм, гіпергідроз. Підвищується механічна збудливість, відмічається позитивний симптом Хвостека.

Порушується функція щитоподібної залози. З’являються легкий екзофтальм і «очні симптоми», зниження потенції у чоловіків, порушення менструального циклу у жінок. З боку серцево-судинної системи — тахікардія.

Іноді має місце підвищена салівація, з’являються нудота і біль у шлунку, пов’язані з прийомом їжі. Часто діагностується гіпоацидний гастрит.

У периферичній крові на початкових стадіях інтоксикації можуть спостерігатися схильність до гіперглобулінемії, лімфоцитозу і моноцитозу, зсув лейкоцитарної формули вліво.

ІІ стадія інтоксикації — токсична енцефалопатія. Мають місце інертність вищої нервової діяльності, зниження критики хворого до свого стану, звуження кола інтересів, деяка байдужність до навколишнього оточення. У хворих відзначаються рідке моргання, гіподинамія, позитивні симптоми орального автоматизму (симптом Маринеску–Родовича і хоботковий). Підвищується м’язовий тонус. Відмічається акінетико-ригідний (аміостатичний) синдром із позитивним «тібіальним» феноменом, а також феномен «зубчастого колеса» (наростання тонусу м’язів при пасивних рухах).

При огляді відзначається промазування при виконанні пальце-носової проби, а також нестійкість у позі Ромберга. Змінюється хода, порушується узгодженість рухів рук при ходьбі. Черевні рефлекси нерівномірні і швидко виснажуються. З’являється розмашистий тремор пальців витягнутих рук. Стає більш вираженим поліневритичний синдром із розвитком трофічних шкірних змін і значних чуттєвих розладів. Іноді спостерігаються кризи діенцефального характеру. До даної неврологічної симптоматики приєднуються симптоми нейроциркуляторної дистонії за гіпо- або гіпертонічним типом, зміни на електрокардіографії екстракардіального характеру з можливими аритміями.

ІІІ стадія — специфічне ураження стріопалідарної системи — марганцевий паркінсонізм. Для такого стану характерне дифузне ураження головного мозку з переважним наростанням екстрапірамідних симптомів. На цій стадії спостерігається маскоподібність обличчя, хворі мляві, апатичні, безініціативні, малорухомі, рухи різко уповільнені, часом з’являється емоційна вибуховість, що супроводжується насильницьким плачем і сміхом. Інтелект знижений, критичне мислення ослаблене, коло інтересів звужене, зростає байдужість із розвитком симптому так званої «емоційної тупості». Хода стає «півнячою» (ходіння на носках), ретро- і пропульсія, монотонна невиразна мова, порушення письма у вигляді мікрографії. Глибокі рефлекси високі, відзначаються клонуси стіп. Гіперкінези відсутні. Усе це створює враження сп’яніння або придуркуватості.

У хворих відмічають збільшення печінки і порушення її білоксинтезуючої функції, зміни електролітного балансу, вуглеводного і вітамінного обміну, насамперед вітаміну В₁.

Особливістю клінічного перебігу хронічної марганцевої інтоксикації є схильність до прогресування, незважаючи на припинення контакту з металом.

Діагностика

У постановці діагнозу важливим є з’ясування умов праці, часу контакту з марганцем, детальне цілеспрямоване опитування хворого, співставлення клінічної симптоматики ураження нервової системи з іншими проявами захворювання.

Виражену стадію захворювання слід диференціювати насамперед з постенцефалітним паркінсонізмом. При останньому в анамнезі є вказівки на гострий початок з високою температурою тіла і мозковими явищами (сонливість, блювота), відмічаються ураження черепних нервів (порушення конвергенції), напади «судом погляду»і виражені гіперкінези. Клінічна картина при цьому відрізняється своєрідністю психопатологічних проявів — постенцефалітною «причепливістю» й «агресивністю».

Лікування

Лікування проводиться відповідно до стадії хронічної марганцевої інтоксикації.

При І стадії інтоксикації показане загальнозміцнювальне лікування, спрямоване на підвищення опірності організму (гімнастика, водні процедури тощо), вітаміни В₁, В₆, новокаїн, аскорбінова кислота.

Тіаміну хлорид вводиться по 1 мл 5% розчину внутрішньом’язово, піридоксину гідрохлорид — по 2 мл 5% розчину внутрішньом’язово по спеціальних схемах. Дія піридоксину гідрохлориду спрямована, головним чином, на зменшення явищ тремору.

Новокаїн застосовують внутрішньовенно при виражених ознаках інтоксикації по 5 мл 0,5% розчину.

При ІІ стадії застосовують препарати з груп центральних холінолітиків — засобів, що поліпшують метаболізм і кровопостачання мозку (ноотропіл, аміналон тощо).

З появою ознак паркінсонізму слід призначати препарати з групи протипаркінсонічних холінолітиків (циклодол, норакін, амедин, тропацин). Показане застосування леводопи у зв’язку зі зниженням вмісту дофаміну.

Надалі рекомендується лікування у санаторно-курортних умовах, проведення повторних курсів підтримуючої терапії та динамічне спостереження за хворими, їх оздоровлення у санаторіях-профілакторіях.

Специфічних антидотів при отруєнні марганцем немає. З кров’яного русла марганець здатні виводити комплексони. Проте, враховуючи їх токсичність, роль марганцю в організмі як мікроелемента і те, що основна проблема посідає не в тому марганці, що циркулює в крові, а депонованому в тканинах, насамперед у нервовій системі, комплексони в лікуванні хронічної марганцевої інтоксикації не застосовують.

За останні роки в іноземних публікаціях з’явилися роботи, що містять дані про експериментальні дослідження і поодинокі клінічні спостереження за особами з хронічною марганцевою інтоксикацією, які пройшли курс лікування із застосуванням парааміносаліцилової кислоти (ПАСК) [1–4]. Застосування ПАСК дозволяє знизити рівень марганцю при проведенні клінічних спостережень не тільки в крові [3], а і в тканинах [4] в експерименті. Клінічно має місце також регресія симптоматики отруєння [1–4]. Механізм дії ПАСК у цьому випадку не встановлений. Можливо, він подібний до дії комплексонів, але не обмежується тільки цим механізмом. Подальші дослідження в цьому напрямку можуть дати досить цікаві та непередбачувані результати.

Експертиза працездатності

З огляду на схильність патологічного процесу до прогресування уже при підозрі на хронічну марганцеву інтоксикацію необхідно тимчасово (на 1–2 місяці) перевести працівника на роботу, не пов’язану зі впливом токсичних речовин. Повернення до попередньої роботи можливе лише при виключенні хронічної марганцевої інтоксикації.

При І стадії інтоксикації показане раціональне працевлаштування поза контактом із марганцем та іншими токсичними речовинами. Трудовий прогноз у цілому сприятливий. При зниженні кваліфікації хворого направляють на МСЕК для визначення ступеня втрати працездатності. Здебільшого таким хворим встановлюють ІІІ групу інвалідності.

При виражених стадіях захворювання, коли погіршення стану прогресує, що виражається у наростанні розладів ходи, хворі є непрацездатними. Їх направляють на МСЕК для встановлення групи інвалідності по професійному захворюванню. Трудовий прогноз у більшості випадків несприятливий. При ІІ стадії захворювання залежно від ступеня функціональних порушень встановлюється ІІІ або ІІ група інвалідності. З розвитком ІІІ стадії хворі можуть працювати тільки у спеціально створених умовах, часто потребують стороннього догляду. Їм встановлюється ІІ або І група інвалідності.

Велике значення при проведенні експертизи працездатності слід надавати засобам медичної та соціально-трудової реабілітації, спрямованої на відновлення працездатності.

Профілактика

Особливого значення набуває рання діагностика хронічної інтоксикації марганцем, механізація і герметизація технологічного процесу, зменшення утворення пилу й дотримання заходів техніки безпеки при роботі з марганцем.

Попередні при улаштуванні на роботу і періодичні медичні огляди повинні проводитися відповідно до діючого наказу Міністерства охорони здоров’я України від 21 травня 2007 р. № 246, п. 1.16 «Марганець і його сполуки» додатка 4 до пункту 2.6 «Порядок проведення медичних оглядів працівників певних категорій» (таблиця).

Література

1. Jiang Y.M., Mo X.A., Du F.Q. et al. Effective treatment of manganese-induced occupational Parkinsonism with p-aminosalicylic acid: a case of 17-year follow-up study// J. Occup. Environ Med. — 2006. — Vol. 48 (6). — P. 644–649.
2. Ky Shugin, Deng Haishand, Xie Peiyi, Hu Wanda. A report of two cases of chronic serious manganese poisoning treated with sodium para-aminosalicylic acid// Brit. J. of Industrial Med. — 1992. — Vol. 49. — P. 66–69.
3. Varlibas F., Delipoyraz I., Yuksel G. et al. Neurotoxity following chronic intravenous use of «Russian cocktail»// Clin. Toxicol. — 2009. — Vol. 47 (2). — P. 157–160.
4. Zheng W., Jiang Y.M., Zhang Y. et al. Chelation therapy of manganese intoxicationwith para-aminosalicylic acid (PAS) in Sprague-Dawley rats// Neurotoxicology. — 2009. — Vol. 30 (2). — P. 240–248.