Отравление хозяйственных животных мышьяком

Химический элемент мышьяк (As, атомный номер 33) представляет собой неметалл, металлоид V группы периодической таблицы Менделеева. Его часто называют металлическим мышьяком, а в токсикологии классифицируют как металл. Он существует в нескольких формах и имеет долгую историю применения в различных областях, в т.ч. как инсектицид, консервант для древесины в лесной промышленности, гербицид, кроме того, соединения мышьяка применялись в медицине и ветеринарии. Мышьяк часто выступает причиной отравления человека и животных. Он встречается в неорганических и органических формах с валентностью +3 и +5. Арсениты (As +3) в 4-10 раз токсичнее арсенатов (As +5). Токсичность варьирует в зависимости от степени окисления мышьяка, растворимости соединения, вида животного и продолжительность воздействия. 

Грунтовые воды могут содержать неорганический мышьяк в форме арсенитов или арсенатов, в которых мышьяк связан с атомами кислорода. Трехвалентные соединения, или арсениты, более растворимы и, следовательно, более токсичны, чем пятивалентные. К ним относятся триокись мышьяка, пятиокись мышьяка, арсенаты и арсениты натрия и калия, арсенаты свинца и кальция. Смертельная пероральная доза арсенита натрия у большинства видов составляет 1-25 мг/кг. Снижение частоты использования этих соединений в качестве пестицидов, приманок для муравьев, консервантов для древесины привело к снижению частоты отравлений. Арсениты в некоторых случаях использовались в качестве средств для борьбы с клещами. Арсенат свинца иногда применялся как противогельминтное средство на овцах. В некоторых странах многие из этих соединений больше не используются, но все еще могут использоваться в других. 

Растворимые формы соединений мышьяка хорошо всасываются при пероральном поступлении. После абсорбции большая часть мышьяка связывается с эритроцитами; он распределяется по нескольким тканям, причем самые высокие уровни обнаруживаются в печени, почках, сердце и легких. При субхроническом или хроническом воздействии мышьяк накапливается в коже, копытах, потовых железах и шерсти.

Мышьяк подвергается метаболизму в печени, а выводится почками. Большая часть абсорбированного мышьяка выводится с мочой в виде неорганических соединений или в метилированной форме.

Механизм действия неорганического мышьяка зависит от соединения. Обычно ткани, богатые окислительными ферментами (ЖКТ, печени, почек, легких, эндотелий и эпидермис), считаются более уязвимыми. Трехвалентные неорганические и алифатические органические соединения мышьяка проявляют свою токсичность за счет взаимодействия с сульфгидрильными ферментами, что приводит к нарушению клеточного метаболизма. Арсенаты могут нарушать окислительное фосфорилирование.

Отравление неорганическим мышьяком обычно протекает остро и оказывает серьезное воздействие на ЖКТ и сердечно-сосудистую систему. Мышьяк оказывает прямое воздействие на капилляры, вызывая нарушение целостности микрососудов, транссудацию плазмы, потерю крови и гиповолемический шок. Характерна обильная водянистая диарея, иногда с оттенком темной крови, а также сильные колики, обезвоживание, слабость, угнетение, слабый пульс и сердечно-сосудистый коллапс. Начало заболевания быстрое, клинические признаки обычно проявляются в течение нескольких часов (или до 24 часов). При сверхостром отравлении большинство животных можно просто обнаружить павшими.

При остром отравлении неорганическими соединениями мышьяка обычно наблюдаются поражения ЖКТ. Могут возникнуть воспаление и покраснение его слизистой оболочки (локальное или диффузное) с последующим отеком, разрывом кровеносных сосудов и некрозом эпителиальной и субэпителиальной ткани. У жвачных на серозной поверхности сычуга могут наблюдаться характерные гиперемированные поражения, а слизистая может быть гиперемированной или изъязвленной. Некроз может прогрессировать до перфорации стенки желудка или кишечника. Содержимое ЖКТ часто бывает жидким, имеет неприятный запах и кровянистый оттенок, может содержать фрагменты эпителиальной ткани. Возникает диффузное воспаление печени, почек и других внутренних органов. В печени может наблюдаться жировая дистрофия и некроз, а в почках – канальцевое повреждение. Когда затрагивается кожа, возможны признаки некроза. 

Диагноз обычно ставится на основании подозрения на отравление мышьяком, клинических признаков, анамнеза и подтверждающих анализов. Наличие неорганического мышьяка может быть подтверждено в лаборатории путем исследования содержимого желудка, подозрительного вещества или почвы (поскольку хозяйственные животные могут поедать почву). Подтверждением служит химическое определение концентрации мышьяка в тканях (печени или почках) или содержимом желудка. Печень и почки здоровых животных редко содержат более >0,1 ppm (пропромилле, частей на миллион) мышьяка (на сырой вес); токсичность связана с концентрацией в тканях >3 ppm (на сырой вес). Определение концентрации мышьяка в содержимом желудка обычно имеет значение, если оно проводится в течение первых 24-48 часов после поступления в организм. Концентрация мышьяка в моче может быть высокой в течение нескольких дней после потребления. Питьевая вода, содержащая мышьяк >0,25 ppm, считается потенциально токсичной.

Лечение хозяйственных животных: 

У животных, недавно подвергшихся воздействию мышьяка и не имеющих клинических признаков отравления, следует вызвать рвоту (у видов, у которых это возможно) с последующим применением активированного угля и слабительного средства, далее при необходимости проводят инфузионную терапию. Для животных, уже проявляющих клинические признаки, рекомендуется активная инфузионная терапия, введение димеркапрола (4-7 мг/кг, в/м, каждые 8 часов, в течение 2-3 дней или до выздоровления). У крупных животных тиоктовую кислоту (липоевую кислоту или альфа-липоевую кислоту в виде 20% раствора) можно применять отдельно (50 мг/кг внутримышечно каждые 8 часов в течение следующих 10 дней или до выздоровления) или в сочетании с димеркапролом (3 мг/кг внутримышечно каждые 4 часа в течение первых 2 дней, каждые 6 часов в третий день и каждые 12 часов в течение следующих 10 дней или до выздоровления), причем эффективность димеркапрола в отдельности сомнительна. Также применяют тиосульфат натрия перорально в дозе 20-30 г на 300 мл воды для лошадей и КРС, четверть этой дозы для овец и коз и 0,5-3 г для мелких животных или в виде 20% раствора внутривенно (30-40 мг/кг каждые 6-8 часов в течение 3-4 дней или до выздоровления). Водорастворимые аналоги димеркапрола, DMPS и DMSA, считаются менее токсичными и более эффективными и могут вводиться перорально. d-пеницилламин является эффективным хелатором мышьяка для человека. Он весьма безопасен и может применяться на животных в дозе 10-50 мг/кг перорально каждые 6-8 часов в течение 3-4 дней. Поддерживающая терапия весьма важна, особенно при риске сердечно-сосудистого коллапса, и должна включать внутривенную инфузионную терапию для восстановления объема крови и коррекции обезвоживания. Во время лечения следует контролировать функции почек и печени. 

Фениларсенаты относительно менее токсичны, чем неорганические формы мышьяка или алифатические вещества. Они довольно широко применялись в качестве кормовых добавок для улучшения продуктивности свиней и птицы, а также лечения дизентерии у свиней. Тремя основными соединениями этого класса являются арсаниловая кислота, роксарсон (4-гидрокси-3-нитрофениларсоновая кислота) и нитарсон (4-нитрофениларсоновая кислота). 

Алифатические органические формы мышьяка включают какодиловую и ацетарзоновую кислоты.  Некоторые алифатические соединения, такие как метаноарсонат мононатрия (МСМА) и метаноарсонат динатрия (DSMA), иногда используются в качестве гербицидов; жвачные, особенно КРС, очень чувствительны к MSMA. Клинические признаки, поражения и лечение отравления алифатическими формами мышьяка аналогичны таковым при отравлении неорганическим мышьяком, за исключением того, что у жвачных может наблюдаться некроз слизистой оболочки рубца и сычуга и студенистый серозный отек книжки и сычуга. 

Ароматические формы мышьяка включают трехвалентные фенилорганические соединения, такие как тиацетарсамид и арсфенамин, и пятивалентные соединения, такие как фениларсоновые кислоты и их соли. Тиацетарсамид и арсфенамин больше не используются широко, особенно после появления дигидрохлорида меларсомина.

Тяжесть и скорость развития отравления зависят от дозы. Клинические признаки могут проявляться в течение нескольких недель после введения концентраций, в 2-3 раза превышающих рекомендованные (100 ppm), или могут проявиться в течение нескольких дней, если превышение превышает рекомендуемые концентрации в 10 раз. Куры довольно устойчивы к арсаниловой кислоте; роксарсон может вызвать отравление у индеек только при концентрации, вдвое превышающей рекомендуемую (50 ppm). Для свиней роксарсон обладает более высокой токсичностью, чем другие родственные соединения.

Часты клинические проявления острого нарушения координации и паралича задних конечностей, особенно у свиней.  Затронутые животные также могут быть полностью слепы. Обнаружение и удаление источника мышьяка может устранить основные клинические признаки в течение нескольких дней. 

При дифференциальной диагностике у свиней следует исключить отравление поваренной солью, инсектицидами, а также псевдобешенство (болезнь Ауески). У КРС исключают отравление неорганическим мышьяком, тяжелыми металлами, инсектицидами, инфекционные заболевания, в первую очередь вирусную диарею.

Самым ранним клиническим признаком отравления органическими соединениями мышьяка у свиней может быть снижение привесов с последующим нарушением координации, параличом задних конечностей и, в конечном итоге, квадриплегией. Животные сохраняют активность и хороший аппетит. Слепота характерна для отравления арсаниловой кислотой. У жвачных животных симптомы отравления фениларсенатами аналогичны признакам отравления неорганическим мышьяком. Обычно при отравлении фениларсенатами специфических поражений не наблюдается. Обычными гистопатологическими находками являются демиелинизация и глиоз периферических и зрительных нервов. Анализы образцов корма подтверждают диагноз.

Специфического лечения отравления органическими соединениями мышьяка, кроме поддерживающей терапии, не существует. Лечение слепоты у затронутых животных невозможно, однако при выздоровлении  они могут нормально расти. Отравление мышьяком у КРС необходимо дифференцировать от отравлений тяжелыми металлами и инсектицидами. Нейротоксические эффекты органических форм мышьяка обычно обратимы, если прекратить поступление их в организм в течение 2-3 дней после начала атаксии. При возникновении паралича повреждение нерва становится необратимым.