Azot ailesinde tanımlanan arsenik kimyada As sembolü ile gösterilir ve metal ile ametal arasında bir özelliğe sahiptir. Atom numarası 33, periyodik cetvelin 5A grubunda, fosfor ile antimon arasında olup, ikisinin arasında özellikler gösterir. Arsenik, bileşiklerinde 5+, 3+ ve -3 değerlikleri alabilir.

Doğada gri ve sarı kristaller halinde iki ayrı biçimde bulunur. Yumuşak ve sarı arsenikten daha kararlı olan ve doğada daha bol bulunan gri ya da metalsi arsenik kolay kırılır. Havada kararır ve hızla yüksek sıcaklıklarda ısıtıldığında sublimleşir yani katıdan direkt buhar haline geçer, buhar soğutulduğunda sıvılaşmadan yeniden kristalsi katı biçimine döner. Arseniğin sarı ve gri dışında farklı renklerde biçimlerinide rastlanmıştır. 

Bileşiklerinin İ.Ö. 4.y.y. dan beri insanlar tarafından bilindiğini görmekteyiz. Yazılı belgelere göre arseniği ilk kez serbest element halinde tanımlayan, 1649 da oksidini taş kömürü ile ısıtarak arsenik elde etmiş olan Alman Eczacı Johann Schroeder'dir.

Yerkürenin kabuğunda çok az bulunan ve geniş olarak dağılmış bir elementtir. Dünyada bazı çoğrafik bölgelerde toprak ve sularda toksik düzeyde arsenik bulunmakta. Tayvan, İngiltere, Güney ve Orta Amerika, Kanada gibi.

MTA tarafından yürütülen Tıbbi Jeoloji Projesi kapsamında yapılan araştırma sonucunda, Türkiye’de jeolojik yapıya ve kayaç özelliğine bağlı olarak, doğal arsenik riski altında olan yerler olarak; Kütahya ili Emet, Hisarcık, Doğanlar, İğdeköy, Çalcağıl  ve çevresi, Kırka, Balya çevresi, Doğu Karadeniz kuşağı (özellikle metalojeni kuşağı), Nevşehir-Kızılırmak vadisi, Gölbaşı (Isparta) sayabiliriz.

Doğada elemental, gaz (arsin), organik ve inorganik formlarda bulunur. Gaz formu en toksik formudur. Doğada en çok bulunan formu inorganik arseniklerden arsenik trioksittir. Arsenik ppm'den ppd'ye değişen konsantrasyonlarda toprakta, suda ve canlı organizmalarda bulunur.

Değişen konsantrasyonlarda toprakta, suda ve canlı organizmalarda bulunabilir. Toprakta 0,1-40 ppm miktarı arasında rastlamak olasıdır. Doğal su kaynakları ve denizlerde değişen oranlarda arsenik bulunmaktadır. Bitkilerdeki arsenik oranı bitkinin bulunduğu coğrafi konum, topraktaki arsenik miktarı ve çevresel etmene bağlı olarak farklılık gösterir. Deniz bitkilerindeki arsenik konsantrasyonu daha yüksektir.  Bazı yosun türlerinde bu oran daha da artmaktadır. Deniz ürünlerinde arsenik miktarı istenen oranların çok üzerinde olabilir. Örneðin morina balığının karaciğer yağında, yengeçte ve planktonlarda yüksek oranda arsenik saptanmıştır. 

İnsanlartoksik belriti vermeden arseniği günlük 300 µg alabilirler. Normalde insen vücudunda toplam total arsenik miktarı 14 - 21 mg, karaciğer ve kemikte 0.01 ppm ve trınakta 4 ppm ölçülmüştür. 

Arseniğin özellikle (+5) değerlikli bileşikleri toprakta diğer arsenik türlerine oranla daha fazla bulunur. Topraktaki organik maddelere bağlı olarak da bulunan arsenik, organik maddelerin okside olmasıyla suya ve oradan bitkilere geçer. Doğal su kaynakları ve denizlerde değişen oranlarda arsenik bulunmaktadır. Suyun ısısının arrtığı yerlerde arsenik oranı da artmaktadır. 

Element halinde arseniğin kullanım alanı oldukça kısıtlıdır. Tüfek saçmalarına yuvarlak biçim vermek için kurşuna element halinde katılır. Tunç kaplamacılığında, fişekçilikte ve bazı alaşımların yüksek sıcaklıklara direncini artırmakta, As-72, As-74 ve As-76 gibi radyoaktif izotopları ise tıpta tanı yöntemlerinde kullanılır. Kurşun ve kalsiyum arsenat da özellikle tütün ve pamuk tarımında insektisit olarak kullanılmıştır. Çinko ve krom arsenatlar ahşapların korunmasında kullanılmaktadır. Paris yeşili olarak bilinen bakır asetoarsenit uzun yıllar insektisit olarak kullanılmış. Arsenik bileşikleri özellikle cilde, göze, solunum yollarına irritan etki gösterdiğinden savaş gazı olarak, penisilinin keşfine kadar frengi gibi hastalıklara neden olan etkenlerle savaşmak için ilaçlarda kullanılmıştır. Bunların dışında arsenik kurşunun sert alaşımlarının yapılmasında, cam endüstrisinde kullanılmaktadır.

Arsenik intihar, cinayet yada imsanlık suçlarında bilinçili olarak insanar tarafında alınabilir. Yada mesleki ve çevresel olarak alınabilir.

Böcek ilacı, fare zehiri, tarımsal ilaçlar üreten fabrikaların işçilerinde görülür. Ayrıca bu ilaçların uygulamasını yapan kişilerde de arsenik zehirlenmesine rastlanır.

1940’lı yıllarda bazı şarap firmalarının çekirge mücadelesinde, arsenikle ilaçladıkları üzümlerden yaptıkları şaraplardan dolayı zehirlenme vakaları görülmüştür.

Arsenikli endüstriyel atıklar suya, havaya ve toprağa geçer. Bu suların kullanımı ya da toprakta yetişen besinlerin kullanımı ve havanın solunması sonucu arsenik vücudumuza girer.

Arsine, hidrade arseniktir (AsH3) ve gaz halinde bulunur. Arseniğin en toksik formudur. Solunum yolu ile alındığında hızla kan hücrelerini parçalar-hemolizis. Sıklıkla mesleki nedenlerle maruz kalınmaktadır. Elektrnik sanayisinde semikondüktörlerde kullanılmakta. 

Arseniğin inorganik formu olan (arsenik trioksid; arsenous asitin tuz fromu) vücutta sülfidril guruparar bağlanmata ve purivat oksidi inghibe ederek kansere neden olmakta. Deri, solunum ve sindirim sistemi, ile sisnir sisteminde. 

Arseniğin vücutta metabolizması

Kokusuz ve renksiz olan arsenik sisndirim sistemi, solunum sistemi ve parenteral yollardan vücuda alınır. İnorganik arseniğin sindirim sisteminden emilim hızı çok yüksektir. En fazla absorbsiyon ince bağırsaklarda olur. Sütteki kazein bu emlimi azaltır.  Solunum yoluyla alınan arsenik %80 sistemik absorbsiyonla sonuçlanır. Arseniğn cilt tarafıdan sistemik absorbsiyonu çok fazla değldir.

Arsenik vücuda girdiğinde en fazla dağılımı karaciğer ve böbrekte olur, daha sonra beyindedir.

Absorbe olan organik ve inorganik arseniğin kandaki yarılanma ömrü çok kısadır. Bu nedenle kan değerleri ölçüleri arseniğin değerlendirilmesinde uygun bir yöntem değildir.

Arsenik başlıca idrarla atılır. idrardaki total arsenik konsantrasyonu genellikle yakın zamanda arseniğe maruziyetin bir göstergesidir. İnorganik arseniğin insanlardaki yarı ömrü dört gündür. Kaliforniya ve Nevada da arsenik içeren suların tüketildiği bölgelerde yapılan araştırmalarda alınan arsenik konsantrasyonlarının yaklaşık ¾'ünün idrarla atıldığı saptanmıştır. 

Arsenik sistein içeren proteinlerce zengin olan saç, tırnak ve ciltte birikir. Saç ve tırnak vücudun diğer dokularıyla kıyaslandığında arsenik konsantrasyonunun en yüksek olduğu bölgelerdir. Bunun nedeni bu bölgelerin trivalan arsenikle kolayca bağlanabilen sülfidril (SH) grupları içeren keratince zengin olmasıdır. Saç daha çok inorganik arsenik maruziyetinin ölçülmesinde kullanılır. Saçın biyolojik materyal olarak kullanılmasının dezavantaj olduğu durumlar saçın hava, su, sabun ve şampuanlardan etkilenerek arsenik konsantrasyonlarının değişmesidir. Tırnaklar günde yaklaşık 0,12 mm büyüdüğünden tek doz arseniğe maruziyetten 100 gün sonra bile tırnakta arsenik bulunabilir. 

Kronik birikme akciğerde olur. Bu akciğer kanseri gelişme riskini arttırmaktadır. 

Plasentayı kolayca geçerek fetusta birikebilir. Arseniğin anne sütüne geçerek bebek üzerinde ciddi toksik etki yapabileceği belirtilmektedir.

Arseniğin zararsız hale gelmesindeki en önemli işlem metilasyodur. Metilasyon ile oluşan form inorganik arsenikten çok daha zararsızdır. Bu dönüşüm algler, mayalar, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar tarafından gerçekleştirilebilir.

Organoarsenik (metillenmiş arsenik) deniz mahsullerinde yaygın olarak bulunur fakat tüketilmeleri herhangi bir zehirlenmeye yol açmaz.

İnorganik arsenik metabolizma ile MMA'ya buda DMA'ya dönmekte. Bu reaksiyon S-adenozil metiyonin enzimi tarafından yürütülür.S-adenozil metiyonin: Metiyonin türevidir. Metiyonin, yapısında sülfür atomu içeren nadir aminoasitlerdendir (diğeri sistein). Bu enzim enzimatik reaksiyonlarda metil grubu verir.

İnorganik arseniğe maruz kalındığında belli bir eşik değerinden sonra metilasyon kapasitesi düşer.

Bu dönüşümler karaciğerde gerçekleşir ve idrar yolu ile dışarı atılır. İnorganik arseniğe maruz kalınması sonucunda sürekli metil tüketimi yüzünden DNA’da hipometilasyon görülür. Hipometilasyon olması gerekenden farklı genetik kodlara sebep olur ve genlerde kalıcı hasar meydana gelir.

Arsenik her zaman elementel halde bulunmayabilir. AsO2 (arsenit) ve arsenit bileşikleri enzimleri dolayısıyla metiltransferaz enzimini inhibe ederek arsenik metabolizmasını olumsuz yönde etkiler. Arsenik pro-oxidant etkisi olduğundan lipit, protein, enzim ve DNA’nın oksidasyonuna sebep olur. Aynı zamanda reaktif oksijen bileşiklerinin oluşumu ile DNA zincirlerinin kırılmasına neden olur.Bu durum da DNA replikasyonunu inhibe eder.

Arsenik zehirlenmesi;

Kronik Zehirlenme : İştahsızlık, hafif bulantı, saç dökülmesi, el ve ayak tabanlarında hiperkeratoz, tırnakların kırılganlaşması, kaşıntılar, ağrılı şişlikler görülebilir.

Kronik arsenik zehirlenmesi yavaş ve öldürücü olmayan dozlarla alınarak oluşan bir zehirlenmedir. Yavaş yavaş güçten düşme, ishal ya da kabızlık, ciltte tümör gelişimi gösterebilen pullanma ve renk değişikliği, felç ve bilinç bulanıklığıyla ortaya çıkan sinir sistemi bozukluğu, yağ dokusunda bozulma, kansızlık ve tırnaklarda tipik çizgiler belirmesiyle,  kolik, nefeste sarımsak kokusu ile tanınabilir.

Kronik arsenil zehirlenmesinde deride siyah çizgi dermatit hiperkeratozis :derinin kornea tabakasının aşırı derece büyümesi şiddetli deri döküntüsü, el ve ayak tırnaklarında açık lekeler olmakta.

Kronik arsenisizmde oluşan premalin ve malin deri lezyonları vücutta yaygın dağılımları ve çok sayıda olmalarıyla karakterizedir. Bowen hastalığı diper maliniteler daha çok gövde ağırlıklı yerleşirken, arsenik keratozları el içi ve ayak tabanında bulunurlar. 

Keratozlar için ilk papül 6 ay gibi erken bir zamanda ortaya çıkabileceği gibi bu süre 10-30 yıla kadar uzayabilir. Benzer şekilde arsenikle ilk temastan sonra bowen ve cilt kanserleri gelişimi için gereken süre sırasıyla 10-40 yıl ve 20-43 yıl geniş aralıklarda bulunmuştur. 

Arsenik keratozları, el içi ve ayak tabanında simetrik olarak yerleşen çok sayıda, sarımsı, sert punktat keratozik papüllerdir. Zamanla el ve ayak sırtlarına, hatta gövde ve ekstremiteler gibi çok daha geniş vücut yüzeylerine dağılabilirler. Bu keratozlar prekanseröz olup üzerlerinden sıklıkla diğer kanserler gelişebilmektedir.

Bowen hastalığı özellikle gövde ve bacaklar gibi güneş görmeyen alanlarda soluk kırmızı ya da neredeyse deri renginde ufak bir papül olarak başlar. Bazen hafif hiperpigmente olabilir.

Klinikte arsenik keratozları yıllarca fazla değişiklik göstermeden kalırken, bowe progresif olarak genişleme eğilimindedir.  

Tırnaklarda Mee çizgileri görülmekte.

Kronik arsenik zehirlenmesinde görülen hiperpigmentasyon öncelikle gövdede ortaya çıkar, kıvrım bölgelerinde, bası ve sürtünme yerlerinde daha belirgin olabilir. Yaygın koyu gri bir pigmentasyon ile bunun üzerine yağmur damlalarına benzer şekilde serpilmiş hipopigmente lekeler ile karakterizedir. Ağız mukozada pigmentasyon görülmez.

Bowen ve palmar keratozlar kronik arsenik zehirlenmelerinin tümünde saptamış iken, plantar keratozlar %82, çok sayıda bowen %6 ve deri kanseleri %41 oranında bildirmiştir. Çalışmalarda hipopigmentasyon %65 oranında tespit etmiş ancak belirgin bir hiperpigmentasyonu hiçbir hastada gözlemeyebilir.

Arsenik keratozlarında iritasyon ve travmanın etkisiyle malin transformasyon riski artmakta, gelişen kanserler bölgesel lenf nodları ve viseral metastazlarla daha invaziv ve fatal seyredebilmektedir.

Kronik arsenik maruziyeti ile cilt kanseri arasında bağlantı olduğu görülmüştür. Altı ile 26 yıl arası fowler solüsyonu verilerek tedavi edilen 262 hastanın %40'ında keratoz (derideki kornea tabakasının aşırı derece büyümesi) ve %8'inde cilt kanseri oluştuğu saptanmıştır.

İçme suyunda yüksek oranda arsenik bulunan Arjantin'in Girdaba Bölgesi’nde yapılan araştırmada herkeste keratodermo(deri hastalığı) bulunmuştur. Ayrıca hastaların büyük bir kısmında hiperhidrozis(aşırı terleme) ve pigment anormallikleri görülmüştür. Özellikle güneş almayan gövde üzerinde 1-10 mm çaplı ve birbiriyle birleşme eğilimli siyah lekeler görülmüştür. Gövdede pigment irregülasyonu ve keratoz kronik arsenik maruziyetinin en önemli göstergesidir.

Çalıştığı dönemde yıllarca arseniğe maruz kalmış 16 endüstri işçisinde yapılan araştırmada 9 psodermal lökomelanodermi, 7 cilt kanseri ya da intraepidermal karsinom, 8 akciğer kanseri olduğu görülmüştür.

200 mg/L konsantransyonunda As içeren içme suyunun; Prostat kanseri, Hipertansiyon ve kalp hastalalıkları, Nefroz (Böbrek tubuluslarının dejenerasyonu ile karakterlenmiş böbrek hastalığı), Nefrit (böbrek ilhitabı) risklerini arttırdığını söylemektedir.

Uzun süre arseniğe maruz kalmış (long-term exposure) kanser vakalarında görülebilecek ilk bulgular pigment değişikliği ve hiperkeratozdur . Kanseri oluşturacak değişikler yıllar hatta on yıllarca sürebilir. Örneğin, Japonya’da yapılan bir araştırma arsenik zehirlenmesine 10 yıl maruz kalındığında Bowen hastalığını, 20 yıl sonra skuamoz hücreli karsinomu ve 30 yıl sonra akciğer kanseri oluşturduğunu belirtmiştir. Cilt kanseri dönemi 3-40 yıl, ortalama 18 yıl olarak belirtilmiştir.

Akut Zehirlenme : Belirtiler arseniğin miktarı, alım zamanı ve hastanın yaşı gibi bir çok etmene bağlı etkilenir.

200-300 mg kadar arsenik alımı akut arsenik zehirlenmesi oluşturmak için yeterlidir.

Ağızda yanma ve metalik tat hissini izleyen kısa bir şiddetli karın ağrısı, boğazda sıkışma hissi, kanlı-sulu ishal, bulantı, kusma görülür. Bacaklarda kasılma, zayıf ve düzensiz nabız, solgun yüz, gözerde çökme, soğuk-ıslak cilt, konvüzyonlar, felç, kollaps, koma ve ölümle sonuçlanır. Cilt reaksiyonları nadiridir. Arsenik alımı izleyen ilk saatlerden itibaren saç ve tırnakların keratin lamelleri arasında arsenik birikir.

İnorganik arseniğin 70-180 mg’ı öldürücü.

Asenik kostik özelliğinden dolayı kanserli hastalarda kullanılmıştır. Arsenik içeren tozların solunması arseniğin burun mukoza membranlarını etkileyerek nazal septumu delmesiyle sonuçlanır. Bu etki maruziyetin ilk ya da ikinci haftasında görülür. Topikal maruziyet lokal inflamasyon ve vezikülasyon ile sonuçlanmaktadır. Hassas olan kişilerde kostik olmayan konsantrasyonda bile vezikülasyon ya da folikülitise neden olur.

Arsenk Zehirlenmesinde Laboratuar Çalışmaları

Vücuda giren arsenik, ürin porfirin, eritrosit porfirin enzim aktivitelerini, heme oksijenaz indüklemesi, çeşitli dokulardaki proteinkinaz C gibi enzimlerin çalışmasını etkiler. Bu enzimler üzerinde yapılan testler araştırma laboratuvarında sınırlı kalmıştır. Ama klinik faydalarının da olacağı kanıtlanmıştır.

Arsenik kandan çok hızlı bir şekilde temizlenir. Oral dozun alımından 10 saat sonra çok az miktar kanda kalır. Bu nedenle kan düzeyleri insan arsenik zehirlenmesi değerlendirmesinde çok düşük değere sahiptir. Ama böbrek fonksiyon bozukluğu olan hastaların akut zehirlenmelerinde bu yöntemden faydalanılabilir.

Arsenik hızlı bir şekilde idrara geçer. Büyük çoğunluğu metil türündedir. Bu nedenle idrarda arsenik, vücuda alımından 1-3 gün içinde aranabilir. Ancak mazuriyetin bitiminden 96 saat sonra, ağır ve uzun süreli arsenik alımı dışında-bunlarda daha uzun sürebilir-, idrarda çok az görülür.
Alınan inorganik arsenik türlerini ayırt etmek için idrardaki arsenik türlerini belirlemek gerekir. Bu türler : arsenite(As+3), arsenate(As+5), monometilarsonik asit, dimetilarsinik asit gibi..
Ya da balık tüketiminden gelen, arsenobetone, arsenocholine olabilir.
Bu ikinci tür toksik olmamasına karşın atılımında idrarda kolayca yükselir ve toksik inorganik arsenik oldğunu düşündürebilir.
Deniz yosunu ve midyelerin tüketimiyle de idrarda dimetilarsinik asit yükselir. Bu da bu arsenik türünün denizürünlerinden mi yoksa inorganik arsenik ten mi geldiğini yoksa herikisinden de mi geldiğini düşündürmelidir.

Adli davalarda, özellikle kronik arsenik zehilenmelerinde saçta ölçüm çok kullanışlı bir yöntem olabilirdi ancak dış kirlenmeyi göze almassak.
Arsenik için tırnaklar da benzer özellik gösterir. Aynı şekilde arseniği absorblayabilir ve in vitro olarak çözebilir. Bu nedenle saç gibi tırnaklar da dış kirlenmeye maruz kalabilir ve verdikleri bilgi yetersiz kalır.

Bireysel saç teli incelendiğinde herbir saç telinin adsorpladığı arsenik değeri farklı olur.Bu da saçın bazı yerlerinde zehirin daha çok olduğunun göstergesidir.

Saçta arsenik bulma yönteminde çok yaklaşık değerlerde bulunabilir, çok yanıltıcı değerlerde.

Kirlenmiş sudaki arseniğe maruz kalan insanlar üzerinde yapılan araştırmada 92 kişiden sadece 2 kişide arsenik zehirlenmesi vakası görülmüştür. Bunlar deri lezyonları,klinik nöropati ve sinir sistemi hastalıklarına neden olmuştur.