Higanymérgezés alatt a toxikológia olyan akut vagy krónikus toxikus állapot kialakulását érti, amelynek kiváltója az elemi higany (folyékony vagy gőz), szervetlen higanysók vagy szerves higanyvegyületek.Klaassen C. D.: Casarett and Doull’s Toxicology. The basic science of poisons. McGraw-Hill, Medical Publishing Division, 2008, 7. kiadás, 5. oldal.
bélyegkép|Elemi állapotú, folyékony higany
A higany és a bioszféra kapcsolata bélyegkép|A világ higanyelőállításának országonkénti megoszlása
A higany elemi formában vagy vegyületei alakjában megtalálható a Föld teljes felszínén a talajban, a vizekben és a légkörben egyaránt. A higany globális előfordulása természetes állapotnak tekinthető, ami az ember közreműködése nélkül jött létre. Az emberi tevékenység miatt azonban az elmúlt két évszázadban a környezetünk és a légkör higanytartalma emelkedett, a bioszféra szennyezettsége, a táplálékláncunk veszélyeztetettsége ennek következtében növekedett.Clarkson, T. W.: The three modern faces of mercury. Environ Health Perspect 2002. 110 (Suppl 1): 11–23.
Az elemi higany gőze természetes módon megtalálható a Föld atmoszférájában, amely a vulkanikus tevékenységből, a talaj, az óceánok és más szabad vízfelületek higanytartalmának párolgásából származik. Az ember okozta légköri higanyszennyezés elsődleges forrása a bányászat, kohászat, szénégetés, a klóralkáli ipar, de nem elhanyagolható a krematóriumok szerepe sem.Klaassen C. D.: Casarett and Doull’s Toxicology. The basic science of poisons. McGraw-Hill, Medical Publishing Division, 2008, 7. kiadás, 947. oldal.
A Föld légkörében az elpárolgott higany gőz formában kémiailag meglehetősen stabil. Átlagosan egy évig marad az atmoszférában, ahol ezen idő alatt a légáramlás segítségével globálisan eloszlik, távol kerülve a kiindulási forrásától. Az elemi állapotú higany a légkörben lassan oxidálódik és vízoldékony, szervetlen Hg2+ vegyületté alakulva az esővízzel visszajut a talajba vagy az óceánokba. A talajban és vizekben ismét elemi higannyá redukálódik, majd higanygőz formájában visszajut a légkörbe állandó körforgást, dinamikus egyensúlyt hozva ezzel létre. A higany egy része a talajban, az óceán vizében vagy a tavak üledékében mikroorganizmusok közreműködésével metilálódik. Ennek a természetes biometilációs reakciónak az egyik meghatározó végterméke a metilhigany.
A metilhigany bekerül a vízben élő, vagy onnan táplálkozó élőlények táplálékláncába, kezdve a planktonokkal, onnan a növényevő halakba, majd a ragadozó halakba és végül az óceáni emlősökbe. A tápláléklánc csúcsán az állati szövetek Hg-koncentrációja –-szeresen meghaladja az élővizük Hg-koncentrációját. Végül a biometilációból származó és halakban felgyülemlett metilhigany az emberi halfogyasztás eredményeként az emberi szövetekben is megjelenik.Risher J.F., Murray H.E., Prince G.R.: Organic mercury compounds: Human exposure and its relevance to public health. Toxicol. Ind. Health, 2002. 18: 109–160.
A higanyvegyületeknek karakterisztikus ökotoxikológiájuk, toxikokinetikájuk van, melyet a Hg oxidációs állapota erősen befolyásol. Általánosságban elmondható, hogy a szerves higanyvegyületek (pl. metilhigany) általában több veszélyt jelentenek a környezetre – elsősorban a vízben élő organizmusokra –, mint a szervetlen higanyvegyületek. A vízben élő gerinctelenek, halak, vízinövények, vízimadarak rendkívül érzékenyen reagálnak a higanyszennyezésre. A lárva állapotban lévő fejlődő organizmusok vagy tojásból kikelt madarak érzékenysége még ezt is meghaladja.Boening D.W.: Ecological effects, transport, and fate of mercury: A general review. Chemosphere 2000. 40: 1335–1351.
bélyegkép|A víz emelkedő Hg-koncentrációjának hatása az ökotoxikológiai vizsgálatokban használatos, fejlődő zászlóshalakra
A szervezet higanyterhelése Jelen tudásunk szerint az élő szervezetek számára a természetben megtalálható mintegy 90 kémiai elem közül mindössze 24 mondható nélkülözhetetlennek. Ezeket az úgynevezett esszenciális (=alapvető) elemeket a biokémia biogén (vagy organogén) elemeknek nevezi. Korszerű, nagyon érzékeny analitikai módszerek felhasználásával a földkéregben fellelhető csaknem valamennyi elemet ki lehet mutatni az emberi szervezetben.Guba Ferenc: Orvosi biokémia. Budapest, Medicina, 1988. 2. kiadás, 25x. oldal, A higany nem esszenciális alkotóeleme a szervezetünknek, tehát nem tartozik a szervezet organogén elemei közé, de csakúgy, mint sok más nem biogén elem, a higany is kimutatható a szervezetben rendkívül kis mennyiségben. A higany a szövetekben egy kritikus koncentrációt elérve toxikus és terhelő elemmé válik, ezért a szervezet higanyterhelése és a higany forrásának meghatározása fontos közegészségügyi követelmény.
Higanyterhelés a táplálékkal, ivóvízzel
A táplálékaink közül elsősorban a halhús metilhigany szennyezettsége figyelemre méltó, mely sütéssel vagy főzéssel nem távolítható el.A poliklórozott bifenilek (pl. DDT, dioxin) is felhalmozódnak az állati szervezetek zsírszöveteiben, de főzéssel vagy sütéssel nagyrészt eltávolíthatók onnan. A metilhigany mellett a napi táplálékunkban szervetlen higanyvegyületek is előfordulnak mint szennyező vegyületek és amelyek természetes eredete vitatott a szakirodalomban. Ezek mennyisége azonban messze alatta marad az ismert toxikus határértékeknek. A nem emberi mulasztásból az ivóvízbe vagy a légkörbe került (tehát természetes eredetű) higany általában olyan kis koncentrációt képvisel, hogy az nem jelent jelentős terhelést az emberi populáció számára.Clarkson T.W., Magos L., Myers G.J.: The toxicology of mercury—Current exposures and clinical manifestations. N. Engl. J. Med. 2003. 349: 1731–1737.
Foglalkozási eredetű higanyterhelés
A higanygőz-inhaláció veszélye, illetve a szervezet krónikus terhelése fokozottan fennáll minden olyan munkakörnyezetben, ahol elemi higanyt használnak katódként elektrolíziseknél. Potenciális veszélyt jelent a mérőműszerek, elektromos szabályzók gyártásánál felhasznált fémhigany, de hasonló veszély jelentkezik például a fogászati amalgám készítése során is a fogorvosi rendelőkben. Az aranyércből történő higanyos arany „kioldás” – amelyet elsősorban a gazdaságilag fejletlen, szegény országokban alkalmaznak, vagy amatőr aranyásók használnak – rendkívül nagy kockázattal járó terhelést jelent a munkafolyamatot végző személyekre.Az arany kinyeréséhez folyékony higany felhasználásával aranyamalgámot készítenek, majd az így nyert fémkeverékből hevítéssel eltávolítják a higanyt, miközben a tiszta arany visszamarad. A művelet nemcsak a szervezet terhelése szempontjából kritikus, de ökotoxikológiai szempontból is megkérdőjelezhető.Eisler R.: Health risks of gold miners: A synoptic review. Environ. Geochem. Health 2003. 25: 325–345.
Orvosi beavatkozásokból származó terhelés
A higany évszázadokig volt különböző szépítőszerek, kenőcsök, gyógyszerek alkotóeleme, így többek között diuretikumoké, hashajtóké, bőrgyógyászati készítményeké. Az elmúlt néhány évtizedben ezeket fokozatosan kivonták a forgalomból és ma már ritka kivételtől eltekintve nem alkalmazzák. 1930 óta van alkalmazásban az etil-higany-tioszalicilsav (tiomerzál) különböző oldatok (szemcseppek, vakcinák, antitoxinok, immunológiai készítmények) sterilen tartására, mely készítményt fokozatosan kivezetik a gyógyászatból és más, kevésbé kockázatos szerrel helyettesítik.Gyires K., Fürst Zs.: A farmakológia alapjai, Budapest, Medicina Könyvkiadó Zrt., 2011. 2. kiadás, 910. oldal, Említést érdemel a hosszú évtizedekig forgalomban lévő, a Chinoin Gyógyszergyárban a két világháború között kifejlesztett és több országban is alkalmazott merkurofillin (Novurit) diuretikum, amelyet később, elsősorban higanytartalma miatt korszerűbb készítményre cseréltek.Szekeres László: Orvosi gyógyszertan. Budapest, Medicina Könyvkiadó, 1980. 367. oldal A fogtömésekhez használt higanyamalgám higanyterhelése rendkívül kismértékű, de nagyszámú fogtömés esetén – amely határozottan hosszú ideig van a szájban – összeadódva már figyelembe vehető terhelést jelenthet a szervezetre. Az így létrejött terhelés azonban jóval alacsonyabb, mint az amalgámkészítés okozta foglalkozási eredetű terhelés.
200px|bélyegkép|Japánban a 8. századtól kezdve hosszú időn át voltak használatban olyan bőrfehérítő kozmetikumok, melyek számos esetben vezettek higanymérgezéshez
+A szervezet becsült, átlagos Hg-terhelése (µg Hg/nap)Brunton, L.L.: Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics. New York, McGraw-Hill Medical Publishing Division, 2006. 11. kiadás, 1759–1760. oldal, Higany eredete Higanygőz Higanysók Metilhigany Levegő 0,0240,0010,0064 Élelmiszer (hal nélkül)0,00,250,0 Hal0,00,042,3 Ivóvíz0,00,00350,0 Fogászati amalgám3–170,00,0 Teljes napi terhelés3–170,32,31
Balesetből vagy gondatlanságból származó higanyterhelés Higanytartalmú eszközök (régebbi hőmérő, orvosi készülékek, mérőműszerek) sérülése vagy törése esetén a szabadba kerülő folyékony higany okozhat súlyos, akut mérgezést. A szennyezésből a levegőbe kerülő nagyobb mennyiségű higanygőz belégzése akár halállal végződő mérgezés forrása is lehet.Baughman T.A.: Elemental mercury spills. Environ. Health Perspect. 2006. 14: 147–152. Az 1950-es években a higanyvegyületek táplálékláncban való felhalmozódásának figyelmen kívül hagyása az emberi hanyagsággal tetézve vezetett az egyik legnagyobb tömeges higanymérgezéshez Japánban. Minamata tengerparti öböl partjának kis településén a metilhigany okozott katasztrofális mérgezést a lakosság körében, mint környezeti szennyezés. Ennek során 120 lakos betegedett meg és közülük 46 meghalt az öbölben fogott, higannyal szennyezett halak huzamosabb fogyasztása során kialakult krónikus mérgezés következtében. Mivel a metilhigany a placentán is átjut, a kritikus időszakban terhes anyák magzatai nagyon súlyos mentális és idegrendszeri károsodással születtek.Costa L.G., Aschner M., Vitalone A., et al.: Developmental neuropathology of environmental agents. Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2004. 44: 87–110. Irakban 1971-72-ben metilhigannyal csávázott, vetésre szánt gabonát az ahhoz hozzájutó lakosság hónapokon keresztül használt fel kenyérsütéshez. A folyamatos higanyterhelés következtében a lakosság szervezetébe rövid idő alatt mérgező mennyiségű higany került. A higanymérgezés több mint 6000 embernél volt kimutatható és mintegy 400, mérgezéshez köthető halálesetet regisztráltak.Faragó T.: A folyékony ezüst tündöklése és bukása. Magyar Kémikusok Lapja, 2015. 70: 11-14. Hasonló tömeges higanymérgezést okozott a rizs etilhigannyal – mint fungiciddel – történő kezelése és annak fogyasztása Kínában 1972-ben.Risher J.F., Murray H.E., Prince G.R.: Organic mercury compounds: Human exposure and its relevance to public health. Toxicol. Ind. Health. 2002. 18: 109–160. Japánban a Nara-időszakban (710–794) kezdték használni a kalomeltartalmú (Hg2Cl2) kozmetikumokat ólomvegyületekkel kombinálva, melyek sajátos bőrfehérítő hatással rendelkeztek és amelyek évszázadokig voltak használatban. A mindkét nem által használt kalomeltartalmú szépítőszerek túlzott alkalmazása több esetben vezetett higanymérgezéshez.Sakamoto K., Lochhead R., Maibach H., Yamashita Y.: Cosmetic Science and Technology: Theoretical Principles and Applications. Elsevier, 2017. 9. oldal.
Mérgezést kiváltó higanyvegyületek A higanyvegyületeknek a higany oxidációs állapotától függő karakterisztikus toxikokinetikájuk és egészségkárosító hatásuk van. Méregtani szempontból tehát nem közömbös, hogy a higany milyen kémiai formában jut a szervezetbe. A mérgezés mechanizmusa és az érintett célszervek károsodása szempontjából a higany három kémiai formájának van jelentősége:Gyires K., Fürst Zs.: A farmakológia alapjai, Budapest, Medicina Könyvkiadó Zrt., 2011. 2. kiadás, 1022. oldal,
elemi higany (folyékony vagy gőz állapotban) szervetlen higanysók (merkurisók) szerves higanyvegyületek