מה קורה כאשר מדען עושה טעות קלה? הסיפור הזה של מדענית אחת כזו ששופכת שתי טיפות כספית על ידה דרך חלון ההגנה הידוע היטב על ידי טוקסיקולוגים. מה שמוביל אותה למסע התדרדרות מוחית. קראו את התמליל למטה כדי לגלות.
מבוסס על מקרה אמיתי: מדענית שפכה שתי טיפות של כספית אורגנית על ידה. זה מה שקרה למוח שלה. KW [Karen Wetterhahn, PhD] היא אישה בת 48 המגיעה לחדר המיון עם הידרדרות מתקדמת בשיווי המשקל, ההליכה והדיבור. היא מספרת לאחות המקבלת כי היא ירדה 15 קילו במהלך החודשיים האחרונים וחוותה מספר אפיזודות קצרות של בחילה ואי נוחות בבטן.
אתם מבינים, KW הייתה פרופסור לכימיה שחקרה חשיפה למתכות רעילות. הייתה לה קריירה משפיעה במוסד יוקרתי והיו מעטים – אולי אף אחד – בעולם שהכירו את הנושא טוב ממנה.
2 טיפות ששינו הכל
כ-5 חודשים קודם לכן, היא העבירה דימתיל כספית (dimethylmercury) נוזלית ממיכל, כשלפתע נשפכו עליה שתי טיפות מקצה הפיפטה על הצד האחורי של ידה הכפופה. זה היה אירוע שהיא נאלצה לזכור באופן אקטיבי מכיוון שהוא היה כל כך מינורי ואקראי. היא לא הקדישה לכך מחשבה שנייה. היא מספרת לאחות שלאחר הדליפה היא ניקתה כראוי לפי הפרוטוקול. היא לבשה כפפות כל כך ארוכות עד שידייה היו מזיעות מבפנים. היא הייתה די בטוחה שאין לה מגע פיזי עם כימיקלים כלשהם.
הסימנים שמדליקים נורה אדומה
במהלך השבועות הבאים, KW הבחינה במשהו לא בסדר כשהיא נכנסה לתוך קירות. אולי היא לא שמה לב, כך חשבה. יום אחד, היא כמעט עברה תאונת דרכים. היא התחילה לבקש מבעלה שיסיע אותה לאוניברסיטה. אולי היא לא ישנה טוב, היא חשבה.
ככל שהימים נמשכו, KW מדווחת שיש לה עקצוץ באצבעותיה שמתגבר. היא רואה הבזקי אור קצרים בשתי העיניים. היא מציגה את הקונספט של רעשי רקע לבן שמתחיל לשטוף את שמיעתה הרגילה בשתי האוזניים. ההליכה שלה הופכת לאטקסית יותר. הדיבור שלה הופך מטושטש יותר; שדה הראייה שלה, צר יותר.
בדיקת דם מגלה שרמות הכספית בדם שלה הן יותר מ-4,000 מק”ג/ליטר – פי 4,000 מהגבול העליון של הנורמה. אנו יכולים להסיק כאן שההתדרדרות הנוירולוגית של KW נובעת מהרעלת כספית.
משהו לא מסתדר
אבל משהו לא בסדר. בדרך כלל, סימנים ותסמינים של הרעלה זו נפתרים לאחר הפסקת החשיפה. היא לא הייתה במעבדה כבר חודשים, אבל הסימנים והתסמינים האלה עדיין קיימים, וההתדרדרות הנוירולוגית שלה מואצת. רעילות הכספית של KW היא חריפה במהותה, כלומר לא היה מקור קבוע לחשיפה אליה ושאפיזודה אחת של שפיכה בטעות על ידה השמאלית, הספיקה כדי להוביל אותה למקום שבו היא נמצאת כעת.
אנחנו יכולים להוכיח זאת. אנו מעריכים את נפח הדם הכולל שלה בכארבעה וחצי ליטר, לאור משקלה של 70 ק”ג שנמדד. זה אומר שיש כעת 18 מ”ג של כספית בדמה. אבל לגבי דימתיל כספית, מחקרים מעריכים שרק 5% מהכמות הנספגת נמצאת בדם, קצת מטריד בהתחשב בכך ש-18 מ”ג זה כבר פי 4,000 מהגבול העליון של הנורמה. איפה שאר 95%?
יש כאן קצת כימיה בסיסית שכדאי להכיר. כספית יסודית היא מתכת, אבל דימתיל כספית (dimethylmercury) – התרכובת KW נחשפה אליה – היא כספית אורגנית, משהו שאכן נספג היטב ברקמת הגוף. החלק הדימתיל (dimethyl) אומר שהוא מאוד ליפופילי (lipophilic): “פילי” כלומר זיקה ל, ו”ליפו-” כלומר שומן; הוא מתערבב בעדיפות עם רקמת השומן בגוף.
נמצאת בבעיה רצינית
מכיוון שדם הוא בעיקר מים, דימתיל כספית יימצא הרבה יותר ברקמות ובאיברים המכילים הרבה שומן, במקום בדם. אם 18 מ”ג זה 5%, אז באמת יש בסך הכל 360 מ”ג כספית שהצטברו בגופה ב-5 חודשים לאחר החשיפה. בהתחשב בכך שהכמות הקטלנית בגוף היא בסביבות 400 מ”ג ומצבה הנוירולוגי מידרדר במהירות, KW נמצאת בבעיה.
האם יש דרך שנוכל איכשהו להסיר את הכספית מגופה? טוב אולי. זה מחזיר אותנו לליפופיליות (lipophilic). הגוף שלך מסיר כימיקלים ותרופות באמצעות חילוף החומרים. הרעיון המרכזי מאחוריו הוא להפוך את הכימיקל המדובר למסיס יותר במים, כלומר הוא יכול להתמוסס במים, להתרכז בשתן ולהיות מופרש דרך הכליות. פירוק זה מתרחש בדרך כלל בכבד, שם כימיקלים מועברים על ידי הדם שלך כשהם זורמים בגופך.
הבעיה עם דימתיל כספית היא שבכבד היא מתפרקת למתיל כספית, שהיא עדיין ליפופילית. גרוע מכך, ידוע שהיא נקשרת לרקמות וגורמת לנזק של רדיקלים חופשיים וללחץ חמצוני, ויוצרת קומפלקסים שמאיצים מוות של תאים.
הפתרון הטוב ביותר כאן הוא ללכוד את הכספית בתוך מולקולה שמסיסה במים מבחוץ – כלומר, קלציה (chelation), שימוש בליגנד שנקשר למולקולות אורגנו-כספית. צורת המולקולה חשובה כדי להתאים את המתכת האורגנית שבתוכה.
KW מקבלת succimer; צורת המולקולה לוכדת את הכספית האורגנית בפנים. החלק החיצוני מתערבב היטב עם מים, ומאפשר להסיר אותו על ידי הכליות. היא מקבלת שלוש מנות במשך 24 שעות. נמצא כי זה עובד כי רמות הכספית בשתן שלה עלו פי 160 למחרת; זה חוזר על עצמו במשך מספר ימים.
החמרה קוגניטיבית
אבל זה לא מספיק. עבר שבוע וייעוץ נוירופסיכיאטרי מוצא כעת ליקויים קוגניטיביים חמורים אצל KW. בעלה מנסה לדבר איתה, אבל לפעמים היא בוהה במבט ריקני לתוך ריק. אם אנחנו מסירים את הכספית מדמה עכשיו, למה היא מחמירה? פחות כספית זה טוב, נכון? במקרה זה, ייתכן שלא.
רדיפה אחרי רמת כספית נמוכה יותר בדם היא רק רדיפה אחרי ערך מעבדתי נמוך יותר. ברור שרק מלהסתכל עליה, היא לא משתפרת. מצבה המידרדר אינו קשור למספר נמוך יותר מהמעבדה. הסרת כספית מדמה אינה מסירה אותה מהאיברים שלה.
קבענו שני דברים: הראשון הוא שהכספית האורגנית KW באה איתה במגע והמטבוליט שלה הם ליפופיליים. השנייה היא שעיקר הכספית בהחלט לא נמצא בדמה, אלא ברקמת השומן.
באיזו רקמה נמצאת הכספית בדיוק? זה לא יכול להיות הלב מכיוון שזה בעיקר שריר. זה לא יכול להיות הכליות שלה, כי אלו לא עשויות משומן. אבל מה עם המוח? המוח מכיל 60% שומן, ושם מתיל כספית מצטבר, גורם ללחץ חמצוני, יוצר קומפלקסים של חלבונים וגורם למוות של תאים, המתבטא בירידה הנוירולוגית שלה.
אבל זה לא מוגבל רק לאיבר אחד – זה עובר בכל מערכת העצבים שלה. האקסונים (axons) של העצבים המזינים את הגירויים במוח מכוסים במעטפת מיאלין (myelin), המסייעת בהולכת אותות. מיאלין הוא גם 60% שומן. כספית זו מצטברת, יוצרת קומפלקסים ופוגעת בתאים, משבשת את התנועות, הרפלקסים, הדיבור והחושים שלה.
3 שבועות לאחר ההתייצבות הראשונית בחדר המיון
3 שבועות לאחר ההתייצבות הראשונית בחדר המיון, KW לא מגיבה לגירויים מילוליים, חזותיים ומגע. הכנסת אור על העין תגרום לאישון להתכווץ כדי להגביל את כמות האור הנכנסת לעין – כלומר רפלקס האישון – מווסת על ידי גורמים קוגניטיביים. כאשר התגובה איטית, זה מרמז על פגיעה בקוגניציה. אצל KW זה איטי.
ממעמקי התרדמת שלה, נראה כי היא לפעמים מפהקת באופן ספונטני עם אפיזודות קצרות של עצבנות, צרחות, בכי ותנועות גפיים פתאומיות, קופצניות. יש מישהו בפנים, אבל האדם הזה לכוד בכלא של גוף בתרדמת.
הרעל נספג דרך הכפפות
נמצא כי דימתיל כספית אכן נספג דרך סוג הכפפות ש-KW לבשה באותו היום, וזה קורה תוך שניות. החשיפה המזערית, שווה ערך לכמה טיפות שנספגו בעורה, הוטמעה בגופה וגרמו להופעה מאוחרת של מחלת מוח. לפעמים קשה לאנשים להבין את מידת הפציעה שיכולה להופיע עם מה שנראה כמו חשיפה טריוויאלית. אפילו במקרה של KW, כפפות מזיעות, אז אולי היא אפילו לא הרגישה שום נוזל שנשפך על החלק החיצוני של הכפפה על ידה.
רק שלושה מקרים אחרים של הרעלת דימתיל כספית תועדו בהיסטוריה. בשנת 1865, שני עוזרי מעבדה שסינתזו אותו בפעם הראשונה נפטרו מספר שבועות לאחר שעשו זאת. בשנות ה-60 נחשף לזה עובד מעבדה נוסף וגם הוא סבל מהתדרדרות נוירולוגית מאוחרת באותו אופן כמו KW.
באופן כללי, זה כלל טוב לא לגעת בדברים אם אתה לא יודע מה הם. היו מודעים למה שבא במגע עם העור שלכם. אלא אם כן אתם כימאים, כנראה שלא תבואו במגע ישיר עם דימתיל כספית כמו ש-KW עשת. אל תשכחו, שתצטרכו לאכול 65,000 ק”ג של סלמון אטלנטי טרי בישיבה אחת כדי להגיע למקום שבו היא הייתה.
עבור KW, רמות גבוהות ביותר של כספית נמצאו בנתיחה שלאחר המוות באונה הקדמית של מוחה. מיקרוסקופים חשפו אובדן נוירוני נרחב וגליוזיס, שגשוג לא הולם של תאים תומכי עצב בכל רחבי המוח הקטן שלה, השולט בתפקוד המוטורי, מה שמסביר את ה- dystaxia, ה- dysmetria וההליכה האטקסית (ataxic) שלה. אובדן נוירוני נמצא באופן דו-צדדי על פני קליפת המוח והראייה שלה, מה שמסביר את שדה הראייה שלה שהצטמצם, כמו גם את הרעש הלבן כשהחל לשטוף את שמיעתה לפני שהיא נכנסה לתרדמת.
כיום, אלו המטפלים בדי-מתיל כספית צפויים ללבוש שני זוגות כפפות – סוג עמיד ביותר, למינציה שנמצא מתחת לזוג נוסף של כפפות ניאופרן או ניטריל עם אזיקים ארוכים. עמיתיה בקהילת המדע, כמו גם משפחתה וממשלת ארצות הברית, כולם עבדו יחד כדי להביא למודעות קיצונית לבטיחות במדע, מורשת שקיימת כיום עשרות שנים מאוחר יותר. הסיפור של KW חוצה את גבול הזמן.
