Ingestione di mercurio elementare: soluzioni chirurgiche?

da | Set 16, 2016 | Chirurgia |

per-blog-37di Enrico Ganz

 

Si riporta un caso di ingestione di mercurio elementare e si esaminano gli aspetti tossicologici e chirurgici da considerare in questa eventualità.

Caso clinico

Si tratta di una giovane, giunta in Pronto Soccorso dopo ingestione di una quantità imprecisata di mercurio elementare, orientativamente 50 ml. All’ingresso un RX addome ha documentato una frammentaria distribuzione del mercurio lungo la cornice colica con prevalente concentrazione in sede ciecale (Fig. 1). E’ stata eseguita una colonscopia a bassa insufflazione, che ha consentito di estrarre per aspirazione una modesta quantità di metallo. Nei successivi tre giorni sono stati eseguiti clisteri a bassa pressione, che ne hanno favorito un’ulteriore rapida eliminazione dalla cornice colica, ma non dall’appendice. Come documentato da un Rx addome (Fig. 2), l’appendice appariva completamente contrastata dal metallo. Nei successivi due giorni si è tentato di favorirne la fuoriuscita dal lume appendicolare con modifiche posturali. Non avendo ottenuto risultati, il giorno seguente si ritenuto prudente eseguire un’appendicectomia, per evitare il rischio di una disseminazione peritoneale di mercurio in caso di perforazione appendicolare. L’appendicectomia è stata effettuata tramite corta incisione pararettale e per via retrograda, al fine di evitare il reflusso di mercurio nel cieco. Il decorso postoperatorio è stato regolare e la paziente è stata dimessa in quinta giornata postoperatoria in buona salute. Nel corso dell’osservazione non si sono osservate manifestazioni di tossicità. La sintomatologia è consistita unicamente in una sensazione di peso in fossa iliaca destra, manifestatasi in concomitanza con la raccolta del mercurio nel cieco, come documentato da un RX addome (Fig. 1). L’escrezione urinaria di Hg è risultata inferiore al limite per il quale è consigliabile un trattamento con chelante, che è circa 20 µg/L.

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Fig. 1

Discussione

La discussione del caso clinico è preceduta da una breve sintesi sulle interazioni dei diversi stati chimici del mercurio con l’organismo umano.

Note chimico-fisiche sul mercurio

Il mercurio è un elemento metallico con numero atomico 80 e peso atomico 200,6. A temperatura ambiente (25 °C, 298 K) si presenta in forma liquida, di colore argenteo, con spiccata volatilità. Il suo punto termico di congelamento è -38,9°C e il punto di ebollizione è 357°C. Si presenta in tre stati chimici:

– mercurio elementare (Hg0);

– mercurio inorganico, formante sali;

– mercurio organico, includente tre forme: con catena arilica e con catena alchidica corta o lunga.

I sali di mercurio inorganico sono distinti in rapporto allo stato ossidativo in

– mercurosi, con cationi Hg+ combinati in forma dimerica, (Hg-Hg)++.

– mercurici, in cui il mercurio è in forma cationica bivalente (Hg++), più stabile della precedente.

Note sulle interazioni biologiche del mercurio (5, 8, 9, 16, 22, 29, 34, 45)

Il mercurio non interviene in alcuna normale funzione biologica e la sua interazione con le funzioni enzimatiche dell’organismo umano è sempre dannosa. In generale, gli effetti tossici del mercurio sono multifattoriali, derivando principalmente da molteplici blocchi enzimatici conseguenti al legame con gruppi sulfidrilici, carbossilici, fosforici, aminici, amidici. Inoltre, i sali di mercurio (mercurio inorganico) hanno effetti causticanti. L’emivita biologica del mercurio è circa 60 giorni. Si specificano di seguito gli aspetti essenziali dell’interazione tra le diverse forme di mercurio e l’organismo umano:

– mercurio elementare (21, 26, 28, 36, 37, 38, 43).

La tossicità acuta da Hg0 è conseguente esclusivamente all’inalazione dei suoi vapori. Il mercurio volatile transita rapidamente attraverso gli alveoli. La sua elevata liposolubilità ne consente il transito attraverso gli eritrociti, la barriera emato-encefalica e la placenta. Nei tessuti è ossidato enzimaticamente in Hg++. Le più elevate concentrazioni si rilevano nel cervello, dove penetra sia come Hg++, sia come Hg0, che è infine ossidato in Hg++.

La sintomatologia da intossicazione acuta può comprendere edema polmonare, segni di insufficienza respiratoria, ipotensione, tachicardia, iperpiressia. Alcuni giorni dopo l’esposizione può manifestarsi necrosi tubulare acuta. Nell’intossicazione cronica si manifesta astenia, calo ponderale, tremori, disartria, deficit a carico della memoria, dell’eloquio e dell’attenzione; nei casi più gravi restringimento del campo visivo, atassia, allucinazioni e delirio (1, 6, 45).

L’assorbimento cutaneo di Hg0 è modesto e l’assorbimento intestinale è esiguo, inferiore allo 0,01% di una dose. La flora batterica anaerobia trasforma piccoli quantitativi di mercurio elementare in Hg++ e in mercurio organico, assorbibili dalla mucosa intestinale. Tuttavia, la presenza transitoria di elevati quantitativi di mercurio elementare nel tratto intestinale è associata a tossicità relativamente modesta. In un caso descritto nel 2007 da Song il paziente ne ingerì circa un litro (corrispondente approssimativamente a 13 Kg) e manifestò ripetuti episodi di vomito, dolore addominale e iperperistaltismo. Fu riscontrata leucocitosi transitoria (20000 GB/mm3) e le ALT aumentarono a 89 UI/L una settimana dopo l’ingestione, ma si normalizzarono tre settimane dopo l’evento. Prima di iniziare il trattamento con chelante, le concentrazioni di Hg nel sangue e nelle urine furono rispettivamente 0,18 µg/mL e 653 µg/L. Una concentrazione ematica di Hg superiore a 0,20 µg/ml e un’escrezione urinaria di mercurio superiore a 50 µg/L suggeriscono una significativa esposizione e orientano al trattamento con un chelante.

– Mercurio inorganico (2, 7, 11, 18).

I sali di mercurio inorganico sono causticanti per le mucose e dopo ingestione ne è assorbito circa il 10%. La tossicità varia in rapporto al composto: particolarmente tossici sono il calomelano (Hg2Cl2) e il sublimato corrosivo (HgCl2). In generale, la sintomatologia evidenziabile dopo ingestione di mercurio inorganico è caratterizzata da erosioni labiali e mucose, nausea, vomito, diarrea, dolore addominale, ipotensione di gravità variabile, polso scoccante. L’eliminazione del mercurio avviene tramite i reni, dove la concentrazione mercuriale può elevarsi fino all’insorgenza di insufficienza renale acuta da necrosi tubulare.

La quantità di mercurio inorganico che non è assorbita dall’intestino è escreta con le feci dopo essere stata trasformata in forma organica da batteri anaerobi sulfo-riduttori. La concentrazione maggiore è raggiunta nel rene, mentre solo in caso di esposizione cronica vi può essere un significativo accumulo nel cervello.

– Mercurio organico (17, 23, 24, 31, 35, 39, 40, 41, 42, 47, 48; 32, 33).

Il mercurio organico è un contaminante presente nella catena alimentare, in particolare nei pesci in forma di metilmercurio. Il mercurio versato nelle acque è trasformato in metilmercurio da micro-organismi acquatici. Un contenuto di mercurio nella carne di pesce superiore a 0,5 mg/Kg ne rende sconsigliabile il consumo. Negli anni ’50 e ‘60 del secolo scorso in Giappone vi furono gravi casi di intossicazione acuta in situazioni di dieta prevalentemente basata su pesce con elevate concentrazioni di metilmercurio. Il metilmercurio presenta una catena alchidica (gruppo metilico), che per la sua liposolubilità consente il rapido transito della molecola attraverso le membrane cellulari. Il dimetilmercurio è un composto di maggiore, elevata, tossicità, in grado di penetrare attraverso la cute, nonché attraverso presidi protettivi, quali lattice e neoprene.

Il mercurio organico è assorbito dall’intestino in quantità maggiori del mercurio inorganico (90% della dose ingerita). Il mercurio in forma arilica e alchidica a lunga catena è trasformato rapidamente nell’organismo in mercurio inorganico. Il mercurio in forma alchidica a corta catena (per es metilmercurio, dimetilmercurio) rimane invece stabile più a lungo e per la sua liposolubilità penetra in molti tessuti, incluso il cervello e gli eritrociti.

Il metilmercurio è escreto tramite la bile nell’intestino. Il 90% della quota escreta nell’intestino è eliminata con le feci, mentre una parte è riassorbita, instaurandosi quindi un circolo entero-epatico. La quota di mercurio liberatasi nell’organismo in forma cationica (Hg++) è eliminata per via renale.

Il mercurio organico interviene usualmente nella tossicità da esposizione cronica, manifestandosi prevalentemente con sintomi neurologici (tremore, parestesie, riduzione del campo visivo, deterioramento cognitivo, insonnia, instabilità emotiva, neuropatia periferica, ipoacusia, atassia). L’organo maggiormente interessato è il cervello, in particolare la corteccia frontale, le aree visive e il cervelletto.

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Fig. 2

Osservazioni sul caso clinico riportato

La paziente osservata giunse in PS il giorno seguente l’ingestione e non presentava alcuna sintomatologia, segno che non aveva ingerito sali di mercurio o composto organici. Non rimaneva dunque che considerare la forma elementare di mercurio (Hg0), che nella dose approssimativamente valutabile in questo caso non è tossica dopo ingestione (13, 19, 20, 27, 36, 38, 46). E’ tuttavia opportuno accelerarne l’eliminazione naturale con blandi lassativi e clisteri a bassa pressione. La colonscopia è un provvedimento che può far parte dei consigli forniti dai Centri antiveleno e nel caso in esame ha consentito di rimuovere una discreta quantità di metallo per aspirazione, ma è insufficiente per una completa pulizia, poiché l’insufflazione anche blanda favorisce la frammentazione e la dispersione del metallo nel lume colico. L’utilità di questo provvedimento è discutibile, anche considerando il rischio di perforazione associato a questa procedura. Una contaminazione mercuriale del cavo peritoneale può condurre a granulomi da corpo estraneo e ad assorbimento sistemico del metallo.

Una possibile sequela dell’ingestione di mercurio elementare è la ritenzione mercuriale nell’appendice, come si è osservato in questo caso (Fig. 2). Nella maggior parte dei casi si riesce ad ottenere l’eliminazione del metallo in modo conservativo, con modifiche posturali in clinostatismo (13, 19, 27). Talora sono necessarie alcune settimane per un completo svuotamento dell’appendice (20) e il paziente è seguito ambulatorialmente, non necessitando di trattamenti ospedalieri. Prudenzialmente, fino alla completa eliminazione del mercurio sono eseguiti periodici controlli dei livelli urinari di Hg e se i valori superano 20 – 30 µg/L nelle urine delle 24 ore vi è indicazione al trattamento con un chelante. Tuttavia, si deve tenere presente che non vi è un valore soglia ben definito di escrezione mercuriale nelle urine, che non sia associato a sintomi e che sia valido per tutta la popolazione (49).

L’alternativa è eseguire precocemente un’appendicectomia (13, 30). Il razionale di questa scelta è di evitare prudenzialmente il rischio di una perforazione appendicolare con ingresso del mercurio nel cavo peritoneale; evento che è associato ad assorbimento sistemico e alla formazione di granulomi (4, 10, 12, 14, 15, 20, 25). Supporta questo orientamento anche la considerazione che in assenza di flogosi l’appendicectomia è un intervento mini-invasivo. Si può per contro osservare che nei pochi casi di transitoria ritenzione appendicolare di mercurio si sono riscontrate raramente flogosi appendicolari (3, 30); inoltre, non sono stati finora riportati casi certi di rottura appendicolare da mercurio. Non essendo definibile una verità assoluta sulla migliore scelta, appare ragionevole spiegare al paziente i rischi e benefici associati a entrambe le possibilità, al fine di una sua decisione consapevole. L’accesso chirurgico preferibile per l’appendicectomia è tramite corta incisione pararettale mirata sul livello in cui l’appendice contrastata dal mercurio è stata identificata nella radiografia dell’addome. Si procede per via retrograda, isolando la base appendicolare e serrandola con un laccio. Ogni cura deve essere usata per evitare la rottura appendicolare. Un RX addome e un dosaggio di Hg nelle urine delle 24 ore sono effettuati prima della dimissione dall’ospedale.

Bibliografia

  1. Albers JW, Kallenbach LR, Fine LJ e al. Neurological abnormalities associated with remote occupational elemental mercury exposure. Ann Neurol 1988; 24(5): 651-9.
  2. Asano S, Eto K, Kurisaki E e al. Review article: acute inorganic mercury vapor inhalation poisoning. Pathol Int 2000; 50(3): 169-74.
  3. Birnbaum W. Inflammation of the vermiform appendix by metallic mercury. Am J Surg 1947; 74(4): 494-6.
  4. Bredfeldt JE, Moeller DD. Systemic mercury intoxication following rupture of a Miller-Abbott tube. Am J Gastroenterol 1978; 69(4): 478-80.
  5. Broussard LA, Hammett-Stabler CA, Winecker RE e al. The toxicology of mercury. Lab Med 2002; 33(8): 614-25.
  6. Cercy SP, Wankmuller MM. Cognitive dysfunction associated with elemental mercury ingestion and inhalation: a case study. Appl Neuropsychol 2008; 15(1): 79-91.
  7. Chu CC, Huang CC, Ryu SJ e al. Chronic inorganic mercury induced peripheral neurophaty. Acta Neurol Scand 1998; 98(6): 461-5.
  8. Clarkson TW. The three modern faces of mercury. Environ Health Perspect 2002; 110(Suppl 1): 11-23.
  9. Clarkson TW, Magos L, Myers GI. The toxicology of mercury – Current exposures and clinical manifest. N Engl J Med 2003; 349: 1731-7.
  10. Crikelair GF, Hiratzka T. Intraperitoneal mercury granuloma. Ann Surg 1953; 137(2): 272-5.
  11. Custodio HM, Harari R, Gerhardsson L e al. Genetic influences on the retention of inorganic mercury. Arch Environ Occup Health 2005; 60(1): 17-23.
  12. Efrusy ME, Dobbins WO. Persistent enterocutaneous fistula associated with intraperitoneal metallic mercury. Am J Dig Dis 1974; 19(4): 373-7.
  13. Ernst E. Metallic mercury in the gastrointestinal tract. A case of ingested thermometer mercury. Acta Chir Scand 1985; 151(7): 651-2.
  14. Greenberg NW. Mercury-weighted nasogastric tube: its danger in intestinal surgery. South Med J 1972; 65(9): 1154-5.
  15. Haas NS, Shih R, Gochfeld M. A patient with postoperative mercury contamination of the peritoneum. Toxicol Clin Toxicol 2003; 41(2): 175-80.
  16. Halbach S, Clarkson TW. Enzymatic oxidation of mercury vapor by erythrocytes. Biochim Biophys Acta 1978; 523(2); 522-31.
  17. Harada M. Minamata disease: methylmercury poisining in Japan caused by environmental pollution. Crit Rev Toxicol 1995; 25(1): 1-24.
  18. Haut MW, Morrow LA, Pool D e al. Neurobehavioral effects of acute exposure to inorganic mercury vapor. Appl Neuropsychol 199; 6(4): 193-200.
  19. Hoffman IL. Spontaneous evacuation of metallic mercury fron the vermiform appendix. Bull US Army Med Dep 1948; 8(10): 802-3.
  20. Hunter TB, Fon GT, Silverstein ME. Complications of intestinal tubes. Am J Gastroenterol 1981; 76(3): 256-61.
  21. Hursch JB, Clarkson TW, Miles EF e al. Percutaneous absorption of mercury vapor by man. Arch Environ Health 1989; 44: 120-7.
  22. Kales S, Goldman RH. Mercury exposure. Current concepts, controversies and a clinic’s experience. Journal of Occupational and Environmental Medicine 2002; 44(2): 143-54.
  23. Kerper LE, Ballatori N, Clarkson TW. Methylmercury transport across the blood-brain barrier by an amino acid carrier. Am J Physiol 1992; 267: R761-5.
  24. Kershaw TG, Clarkson TW, Dhahir PH. The relationship between blood-brain levels and dose of methylmercury in man. Arch Environ Health 1980; 35(1): 28-36.
  25. Larsen RR, Sawyer KC, Sawyer RB e al. Mercury granuloma complicating gastrointestinal tube decompression. Surgery 1963; 54(3): 442-7.
  26. Lin JL, Lim PS. Massive oral ingestion of elemental mercury. J Toxicol Clin Toxicol 1993; 31(3): 487-92.
  27. McKinney PE. Elemental mercury in the appendix: an unusual complication of a Mexican-American folk remedy. J Toxicol clin Toxicol 1999; 37(1): 103-7.
  28. Meyer OC. Mercury lost in the gastrointestinal tract: report of a unusual case. JAMA 1951; 146(6): 560-1.
  29. Meyer-Baron M, Schaeper M, Seeber A. A meta-analysis for neurobehavorial results due to occupational mercury exposure. Archives of Toxicology 2002; 76(3): 127-36.
  30. Miller MA, Coon TP, Greethong J e al. Medicinal mercury presents as appendicitis. J Emerg Med 2005; 28(2): 217.
  31. Miyakawa T, Deshimaru M, Sumiyoshi S e al. Experimental organic mercury poisoning – Pathological changes in peripheral nerves. Acta Neuropathol 1970; 15(1): 45-55.
  32. Musiek FE, Hanlon DP. Neuroaudiological effects in a case of fatal dimethylmercury poisoning. Ear Hear 199; 20(3): 271-5.
  33. Nierenberg DW, Nordgren RE, Chang MB e al. Delayed cerebellar disease and death after accidental exposure to dimethylmercury. N Engl J Med 1998; 338: 1672-6.
  34. Nuttall KL. Interpreting mercury in blood and urine of individual patients. Ann Clin Lab Sci 2004; 34: 235-50.
  35. Powell PP. Minamata disease a story of mercury’s malevolence. South Med J 1991; 84(11): 1352-8.
  36. Rusyniak DE, Nanagas KA. Conservative management of elemental mercury without poisoning. Lancet 2008; 46(9): 831-3.
  37. Smith SR, Jaffe DM, Skinner MA. Case report of metallic mercury iniury. Pediatr Emerg Care 1997; 13(2): 114-6.
  38. Song Y, Li A. Massive elemental mercury ingestion. J Clin Toxicol 2007; 45(2): 193.
  39. Steurwald U, Weibe P, Jorgensen P e al. Maternal seafood diet, methylmercury exposure and neonatal neurologic function. J Pediatr 2002; 136(5): 599-605.
  40. Takaota S, Kawakami Y, Fujino T e al. Somatosensory disturbance by methylmercury exposure. Environ Res 2008; 107(1): 6-19.
  41. Takeuchi T, Eto K, Kinjo Y e al. Human brain disturbance by methylmercury poisoning, focusing on the long-term effect on brain weight. Neurotoxicology 1996; 17(1): 187-90.
  42. Uchino M, Okajiama T, Eto K e al. Neurologic features of chronic minamata disease (organic mercury poisoning) certified at autopsy. Inter Med 1995; 34(8): 744-7.
  43. Urban P, Lukas E, Benicky L e al. Neurological and electrophysiological examination on workers exposed to mercury vapors. Neurotoxicology 1996; 17(1): 191-6.
  44. Wilkins JA. A mercury weighted stomach tube. JAMA 1928; 91(6): 395-6.
  45. Woods JS. Mercury and the central nervous system. Environ Health Perspect 2002; 110(4): A177.
  46. Wright N, Yeoman WB, Carter GF. Massive oral ingestion of elemental mercury without poisoning. Lancet 1980; 1( 8161): 206.
  47. Yamashita T, Ando Y, Sakashita N e al. Role of nitric oxyde in the cerebellar degeneration during methylmercury intoxication. Biochim Biophys Acta 1997; 1334(2-3): 303-11.
  48. Yokoo EM, Valente JG, Grattan L e al. Low level methylmercury exposure affects neuropsychological function in adults. Environ Health 2003; 2(1): 8.
  49. Bernhoft RA. Mercury toxicity and treatment: a review of the literature. J Environ Health 2012; Vol 2012, Art ID 460508, 10 pages.