Poisoning with selenium and its compounds in the industry and household conditions

Authors

  • O.M. Arustamian Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • V.S. Tkachyshyn Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • V.E. Kondratiuk Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • O.Yu. Aleksiychuk Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • I.V. Dumka Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • N.Yu. Tkachyshyna Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.22141/2224-0586.16.6.2020.216505

Keywords:

selenium, selenium poisoning, sodium selenite, selenium dioxide, sodium selenide

Abstract

Selenium is a chemical element with atomic number 34. It is designated by the symbol Se. Selenium is a trace element necessary for life. It has pronounced antioxidant and anti-carcinogenic properties. It takes part in many processes in the body, which ensures the functioning of the immune system and endocrine system. It affects the physical and mental development of children. Food is the main source of selenium for humans. In industry, selenium is obtained as a by-product of copper processing. It is used in electronic semiconductors, as a bleaching agent for ceramics and glass, as a vulcanizing agent in tire manufacturing. Selenium is used in pharmacology, and as an anti-carcinogenic agent. The mucous membranes of the gastrointestinal tract easily absorb selenium salts. In the blood, selenium binds to hemoglobin. Formation of selenium hemoglobin is resulting in hemic hypoxia. In tissues, selenium displaces sulfur from sulfur-containing amino acids, redox processes are disrupted. Selenites as active antioxidants reduce the activity of glutathione peroxidase, glutathione reductase and block the metabolism of glutathione. Substitution of S-S bonds with selenium trisulfide complexes leads to a change in the tertiary structure of proteins and disrupts their function. In large doses, selenium causes poisonings. For humans, the toxic dose of selenium is 5 mg. It has a polytrophic effect with predominant damage to the liver, kidneys and central nervous system. Acute severe inhalation poisoning proceeds violently and fulminantly. After inhalation of selenium vapor in high concentrations, loss of consciousness and a state of collapse are observed. Garlic breath is specific. With inhalation of selenium at a concentration of 1–4 μg/l, a clinical presentation of upper respiratory tract irritation with the development of toxic pulmonary edema and pneumonia is described. The phenomena of gastroenteritis, encephalomyelitis, anorexia, moist and seborrheic dermatitis are observed. Chronic intoxication with selenium resembles arsenic intoxication. Reduced body weight, apathy, fatigue, migraine, dizziness, nausea, vomiting, diarrhea, heaviness in the right upper quadrant, chronic bronchitis, hypochromic anemia are characteristic. There is also hair loss, white horizontal stripes on the fingernails, paronychia, irritability, hyperreflexia, garlic breath and a metallic taste in the mouth. The painful muscle sensitivity, tremor, dizziness and redness of the face are observed. Treatment includes antidotes, irrigating the mucous membranes, anti-shock measures, and symptomatic therapy.

References

Вредные химические вещества: Неорганические соединения элементов V–VIII групп. Л.: Химия, 1989. С. 263-282.

Прилуцкий А.С. Селенит натрия в терапии аутоиммунных заболеваний щитовидной железы. Здоровье Украины. 2012. № 11. С. 37.

Авцин А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека. М.: Медицина, 1991. С. 196-231.

Баранова Т.А. Селенодефицитные состояния на территории области. Материалы X Всерос. съезда гигиенистов и санитарных врачей. М., 2007. Кн. I. С. 778-782.

Белицкая Э.Н. Зубик Н.М. Содержание селена в объектах окружающей среды Днепропетровской области — крупнейшего про-мышленного региона Украины. Аллергология и иммунология. 2007. Т. 8. № 3. С. 345.

Білецька Е.М., Зубик Н.М. Біомікроелементи — селен, мідь та цинк у харчуванні населення промислово розвинутих територій. Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів: матеріали IV Міжнар. наук.-практ. конф. Д., 2007. С. 79-80.

Ермаков В.В., Алексеева С.А., Дегтярев А.П. и др. Вопросы биогеохимии селена в связи с проявлением селензависимых эндемиче-ских заболеваний животных и человека. Геохим. экология и биогеохим. районирование биосферы: матер. Второй росс. школы. М., 1999. С. 50-53.

Драчева Л.В. Функционально-метаболический аспект микроэлемента селена. Пищевая промышленность. 2005. № 4. С. 38-39.

Моисеенок А.Г., Пестюк Е.В., Моисеенок Е.А. Селен, селеноаминокислоты, селенопротеины: биодоступность, биосинтез, биохи-мические функции. Питание и обмен веществ: Сб. науч. статей. Гродно, 2002. С. 70-98.

Хміль С.В., Маланхін І.М., Багній Н.І., Гавришнюк О.Б. Роль селену та цинку в патогенезі затримки розвитку плоду. Довкілля і здоров’я: Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. Тернопіль, 2003. С. 151-152.

Тутельян В.А., Княжев В.А., Хотимченко С.А. и др. Селен в организме человека. Метаболизм, антиоксидантные свойства, роль в канцерогенезе. М.: РАМН, 2002. 224 с.

Сердюк А.М., Стусь В.П., Ляшенко В.І. Екологія довкілля та безпека життєдіяльності населення у промислових регіонах України. Дніпропетровськ: Пороги, 2011. 486 с.

Струев И.В., Симахов Р.В. Селен, его влияние на организм и использование в медицине: Сб. научн. трудов «Естество­знание и гу-манизм». Под ред. проф., д.б.н. Н.Н. Ильинских. 2006. № 3(2). С. 127-136.

Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016. Vol. 88. № 3. P. 265-291. doi:10.1515/pac-2015-0305.

Levinshtein M.E., Simin G.S. Getting to Know Semiconductors. World Scientific, 1992. P. 77-79; 174 p.

Waitkins G.R., Bearse A.E., Shutt R. Industrial Utilization of Selenium and Tellurium. Industrial & Engineering Chemistry. 1942. Vol. 34. № 8. P. 899. doi: 10.1021/ie50392a002.

Ruta D.A., Haider S. Attempted murder by selenium poiso­ning. BMJ. 1989. № 299. Р. 316-317.

Action of light on selenium. Popular Science. 1876. Vol. 10. № 1. P. 116.

Gasmi A., Galliot-Guilley M., Gaudillat C. et al. Acute selenium poisoning. Vet. Human Toxicol. 1997. № 39. Р. 304-308.

Oldfield James E. Selenium. 2006. Р. 1. doi: 10.1007/0-387-33827-6_1.

Hatfield D.L., Gladyshev V.N. How Selenium Has Altered Our Understanding of the Genetic Code. Molecular and Cellular Biology. 2002. Vol. 22. № 11. P. 3565-3576. doi: 10.1128/MCB.22.11.3565-3576.2002.

Janghorbani М. The selenite-exchangeable metabolic pool in humans: a new concept for the assessment of selenium status. Amer. J. Clin. Nutr. 1990. Vol. 51. Р. 670-677.

Arthur J.R., Beckett G.J., Mitchell J.H. The interactions between selenium and iodine deficiencies in man and animals. Nutrition Re-search Reviews. 1999 Jun. Vol. 12(1). Р. 55-73

Kafai M.R., Ganji V. Sex, age, geographical location, smo­king, and alcohol consumption influence serum selenium concentrations in the USA: Third National Health and Nutrition Examination Survey, 1988–1994. J. Trace Elem. Med. Biol. 2003. Vol. 17. Р. 13-18.

Wilber C.G. CIS 81-1954. Toxicology of selenium: A review. Clinical Toxicology. New York, 1980. 17/2. Р. 171-230.

IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risk of chemical to man. Some aziridines, N-, S- and О-mustards and selenium. Li-on, International Agency for Research on Cancer, Selenium and selenium compounds. 1957. Vol. 9. 268 p.

CIF 80-729. Selenium. Vocal-Borek, H.USIP report 79-16 (University of Stockholm, Institute of Rhysics, Vanadisvagen 9, Stockholm). Nov. 1979. 220 p.

Sheehan T.M.T., Halls D.J. Measurement of selenium in clinical specimens. Ann. Clin. Biochem. 1999. № 36. Р. 301-315.

Morel C. CIS 80-10541. Selenium and its mineral compound. Fiche Toxicologique. № 150. Institute national de recherche et de securite. Cahiers de notes documentaries — Securite et hygiene du traval. Paris, 1980. № 1244-98-80. Р. 181-185.

Alehagen U., Johansson P., Björnstedt M., Rosén A., Dahlström U. Cardiovascular mortality and N-terminal-proBNP reduced after combined selenium and coenzyme Q10 supplementation: a 5-year prospective randomized double-blind placebo-controlled trial among elderly Swedish citizens. Int. J. Cardiol. 2013. Vol. 167. № 5. doi: 10.1016/j.ijcard.2012.04.156.

Wilson H.M. Selenium oxide poisoning. N. C. Med. J. 1962. Vol. 23. P. 73-75.

Hunsaker D.M., Spiller H.A., Williams D. Acute selenium poisoning: suicide by ingestion. J. Forensic Sci. 2005. Vol. 50. № 4. P. 942-946.

Білецька Е.М., Онул Н.М. Селен у довкіллі: еколого-гігієнічні аспекти проблеми: монографія. Д.: Акцент, 2013. 291 c.

Published

2020-09-01

Issue

Section

Lecture