一個48歲的女士:凱倫?維特哈恩來到急診室就診。
她告訴接診護士,她的手指發麻發癢,眼睛裡經常有閃光,而且視野越來越窄,耳朵裡也開始出現異常的噪音。
過去 2 個月內,體重已經掉了 15 磅,並經歷了幾次短暫的噁心和腹部不適。
上圖:凱倫?維特哈恩Karen Wetterhahn
在進行了一系列的檢查以後,醫生髮現,凱倫?維特哈恩的血液中汞含量超過了4000微克/升,已經超過了正常值的4000倍多。
醫生基本上能確定,凱倫?維特哈恩的神經系統衰退是過量的汞導致的。
可根據以往的經驗,在普通人中了汞毒以後,只要不再接觸,這種中毒的跡象和症狀就會消失。
但她已經停止接觸幾個月了,那些體徵和症狀卻仍然存在,而且她的神經功能還在加速衰退。
1996年8月,美國達特茅斯大學的化學家凱倫像往常一樣,使用二甲基汞對199Hg核磁共振波譜儀進行校準。
當時她正在從容器中轉移液態二甲基汞,突然從移液管尖端滴出兩滴,滴落在她戴著橡膠手套的手上。
但凱倫絲毫沒有把這件事情放在心上,因為根據多年的實驗經驗,她立即將乳膠手套摘了下來,並且用大量的清水進行了沖洗。
由於實驗時間很久,手套裡已經充滿了汗水。但凱倫很確定,既然隔著手套,她與有毒物質,一定沒有任何直接接觸。
可在接下來的幾周時間裡,凱倫陸續出現了一些中毒現象:走路搖搖晃晃,寫字也寫不清楚,語言開始有障礙,還差點在馬路上出了車禍。
但凱倫堅信自己沒有中毒,認為是因為工作太辛苦,休息一段時間就會好了。可事情最終還是事與願違,她的身體變得越來越差。
鑑於凱倫入院時的體重為 70 公斤,因此可以估計她的總血容量約為 4 升半,而她血液中汞含量又超過4000微克/升。
這意味著她的血液中含有 18 毫克汞。但對於二甲基汞,通常只有吸收量的 5% 會存在於血液中。
二甲基汞是一種很“狡猾”的毒素,很容易被人體吸收,而且具有親脂性。因為血液主要是水,所以在含有大量脂肪的組織和器官中會發現更多的二甲基汞。
如果 18 毫克是 5%,那麼在暴露後 5 個月內,她體內總共累積了 360 毫克汞。鑑於體內的致死量約為 400 毫克,她的生命危在旦夕。
上圖:二甲基汞
一般來說,許多有毒物質可以在肝臟內被降解然後溶解在水中,在尿液中濃縮,並透過腎臟排出體外。
但是二甲基汞不太一樣,在肝臟中,它被分解成甲基汞,而甲基汞仍然是親脂性的。
更糟糕的是,它會與組織結合並導致自由基損傷和氧化應激,並形成加速細胞死亡的複合物。
最佳解決方案是將汞捕獲在外部水溶性分子中——即螯合,使用與有機汞分子結合的配體。
結果證明它起作用了,因為第二天她尿液中的汞含量增加了 160 倍。但一週後,她的認知缺陷並沒有改善。
她的丈夫試圖和她說話,她還是會茫然地盯著虛空。
上圖:甲基汞
由於有機汞及其代謝物是親脂性的,所以它不可能躲在心臟,因為那主要是肌肉。也不可能是她的腎臟,因為那些不是由脂肪製成的。那是在哪裡呢?
其實是大腦。大腦有 60% 的脂肪,甲基汞在那裡積累,導致氧化應激,形成蛋白質複合物,並誘導細胞死亡,表現為她的神經功能衰退。而神經系統損傷還是不可逆的。
上圖:凱倫(左)與正常人的小腦半球切片對比
二甲基汞毒性極大,處理起來很危險。早在 1865 年,弗蘭克蘭實驗室的兩名工人在意外接觸該化合物後表現出進行性神經系統症狀後死亡。
在凱倫?維特哈恩去世前不久,她的同事們透過實驗證明,其實在她將幾滴這種化合物灑在乳膠手套上後的幾秒鐘內,二甲基汞就已滲入了她的手套並被她的面板吸收。
另一些滲透測試表明,大多數實驗室和臨床環境中常用的幾種型別的一次性乳膠或聚氯乙烯手套(通常約 0。1 毫米厚)在 15 秒對二甲基汞具有高滲透率。
上圖:凱倫逝世的訃告
凱倫並沒有白白死去。她的死提高了達特茅斯和世界各地科學家在處理有毒物質時採取的安全標準。
她的同事們發表了一篇文章,警告科學家謹記她的命運,並敦促他們在處理二甲基汞和其他類似的危險物質時戴上兩副手套,將高度抗磨損的,靈活的塑膠層壓手套,穿在厚重的氯丁橡膠手套外。
達特茅斯大學還建立了多個紀念碑,以紀念這位為科學獻出生命的科學家。並設立以凱倫?維特哈恩的名字命名的獎項,旨在鼓勵其他婦女從事科學事業。