Нитробензол
Нитробензол (C6H5NO2), молекулярная масса 123,11, температура кипения 210,9 °С, температура плавления 5,7 °С. Плотность 1,2034 при 20°С и 1,23 при 25°С.
Нитробензол - желтоватая маслянистая жидкость с запахом горького миндаля, сладковато-вяжущего вкуса. Плохо растворяется в воде, хорошо - в органических растворителях, спирте, жирах. Нитробензол не растворяется ни в кислотах, ни в щелочах; относится к горючим и взрывоопасным веществам с нижним пределом взрываемости 1,8 объемных %. В промышленных сточных водах способен самовоспламеняться при температуре 496°С. При попадании в воду нитробензол меняет цвет, запах и вкус воды. При концентрации нитробензола 1 мг/л цвет воды не меняется, при концентрации 4 мг/л и выше - вода при стоянии желтеет, а при концентрации 100 мг/л - приобретает с течением времени почти черный цвет с выпадением черного осадка. В воде практически не разрушается. Смесь паров с воздухом взрывоопасна. При авариях нитробензол образует зоны стойкого химического заражения. Нитробензол медленно испаряется при температуре окружающего воздуха более 20° С.
Применяется в различных производствах органического синтеза, однако особенно велика его роль как важнейшего продукта анилинокрасочной промышленности. Около 90% нитробензола используется как сырье для получения анилина, 2% - расходуется на синтез красителей, около 7% - на производство промежуточных продуктов и около 1% - на другие цели.
Рис. 50. Химическая формула и вид молекулы нитробензола.
В парфюмерной промышленности нитробензол используется с давних времен для приготовления мыла в качестве душистого вещества, известного под названием мирбанового масла или мирбановой эссенции.
Острое отравление нитробензолом с летальным исходом у человека может наступить при попадании в желудок 0,5 г или до 10-20 капель, т.е. 8-16 мг/кг. По другим данным, смертельная доза для взрослого равна 2 мл вещества или даже 1 глоток или 2 капли.
Нитробензол в виде пара и аэрозоля способен проникать в организм через органы дыхания и неповрежденную кожу. Высокая температура окружающего воздуха повышает вероятность ингаляционного отравления. Вещество хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте. После поступления в кровь относительно равномерно распределяется между тканями.
Нитросоединения, и в их числе нитробензол, восстанавливаются в организме до аминосоединений при участии ферментов растворимой фракции митохондрий и гладкого эндоплазматического ретикулума печени. Восстановление нитрогруппы протекает через ряд стадий с промежуточным образованием нитрозо- и гидрокисламинпроизводных: В результате одновременно протекающего гидрокислирования ароматического кольца в орто- или пара-положении по отношению к нитрогруппе образуются о- и п-аминофенолы. Последние вступают в реакцию конъюгации с глюкуроновой и серной кислотами и в форме конъюгатов выводятся с мочой из организма.
Механизм токсического действия
Механизм действия нитро- и аминосоединений неразрывно связан с их метаболизмом. По-видимому, образование метгемоглобина является следствием активации свободнорадикальных процессов в эритроцитах, «запускаемых» метаболитами нитро- и аминосоединений, включающимися в клетках-мишенях в окислительно-восстановительный цикл.
Свободные радикалы, образующиеся в процессе восстановления нитрогруппы в гидроксиламиногруппу, могут активировать молекулярный кислород путем одновалентного восстановления последнего до супероксид-аниона (О2). Супероксид при взаимодействии с водой с большой скоростью дисмутирует с образованием перекиси водорода (Н2О2). Действие супероксидного радикала и перекиси водорода на железо гемоглобина приводит к его окислению (метгемоглобинообразование).
Очевидно, что если действие ксенобиотика продолжается в течение достаточно длительного времени, механизмы антирадикальной защиты истощаются и происходит значительное повреждение гемоглобина. Наряду с другими компонентами противорадикалькой защиты в эритроцитах отравленных снижается уровень восстановленного глутатиона. Поскольку этот трипептид выполняет функцию стабилизатора эритроцитарных мембран, истощение его пула сопровождается развитием гемолиза.
Кроме метгемоглобинообразующих свойств метаболиты анилина и нитробензола рассматриваются и как мутагены, тератогены и канцерогены, вызывающие рак мочевого пузыря.
Считается, что бластомогенный и мутагенный эффекты, а также специфические очаговые некрозы печени, развивающиеся под влиянием веществ, обусловлены ковалентным связыванием активных радикалов веществ с молекулами ДНК, белками гепатоцитов, а также элементами микросомальной системы клеток.
Алкоголь значительно усиливает острую токсичность анилина и его производных. Это связывают со способностью этилового спирта индуцировать образование активных метаболитов (преимущественно N-гидроксилирование) в первой фазе биопревращения анилина и угнетать вторую фазу его метаболизма.
Клиника отравления
Клиническая симптоматика отравления нитробензолом зависит от количества вещества, поступившего в организм. При сравнительно легком случае отравления нитробензолом на производстве в результате попадания последнего на кожные покровы и одежду отмечены акроцианоз, головная боль и некоторое учащение дыхания; в крови до 13% метгемоглобина, уменьшение содержания кислорода в артериальной крови до 12,3 об.%, снижение артериально-венозной разницы содержания кислорода до 4,8 об.%, падение коэффициента утилизации кислорода до 0,36. При пероральном отравлении нитробензолом пострадавшие жалуются на головную боль, головокружение, шум в ушах, слабость, тошноту. Отмечается рвота, судороги конечностей, серовато-синяя окраска наружных покровов губ, десен, носа, ушей, пальцев, учащенное, поверхностное, прерывистое дыхание, тахикардия, резкое сниженние АД. Характерным признаком является запах горького миндаля изо рта и от рвотных масс. Возможно развитие кишечных колик и поноса (иногда с кровью). Кровь имеет коричневый оттенок, моча - с шоколадно-бурым цветом с осадком. Развивается анемия с падением уровня гемоглобина, числа эритроцитов. Может наблюдаться гемолиз. Для тяжелой формы отравления закономерно развитие почечно-печеночной недостаточности. Сознание угнетено до комы.
Лабораторно-функциональный контроль
Особое внимание обращается на уровень в крови метгемоглобина и свободного гемоглобина. Важен контроль КЩС крови и функционального состояния печени, почек и степени анемии. Радиоизотопное исследование печени и почек. R-скопия органов грудной клетки. Клинический анализ крови в динамике и определение количества ретикулоцитов.
Морфология отравлений
Наиболее специфичный признак при наружном исследовании - желтовато-коричневый цвет кожных покровов и волос вследствие ксантопротеиновой реакции в случаях длительного контакта с нитробензолом. Другие признаки отравления нитробензолом не отличаются от таковых при отравлении анилином (белковая и жировая дистрофия клеток печени с очагами некроза в центральной части долек, белковая дистрофия эпителия извитых канальцев почек, метгемоглобиновые цилиндры в канальцах). Часто венозный застой в органах, мелкие кровоизлияния в слизистую пищевода, желудка и кишок; полнокровие мозга и его оболочек; внутренности пахнут горьким миндалем. Гемоглобинурийный нефроз, пигментный цирроз печени, желтушное прокрашивание сосудов. Часто венозный застой в органах, мелкие кровоизлияния в слизистую пищевода, желудка и кишок; полнокровие мозга и его оболочек; от полостей долго сохраняющийся запах горького миндаля (в отличие от отравления синильной кислотой, запах которой быстро улетучивается после вскрытия полостей). Гемоглобинурийный нефроз, пигментный цирроз печени, желтушное прокрашивание сосудов.
Вследствие метгемоглобинообразования слизистые оболочки конъюнктив, губ, языка, десен также могут принимать бледно-желтую, бледно-серую или синевато-черную окраску (в зависимости от степени метгемоглобинообразования). Отмечается резко выраженное и стойкое трупное окоченение. Иногда наблюдаются точечные кровоизлияния в кожу, мелкоочаговая экзема, реже единичные язвы. Мышцы на разрезе коричневатого цвета, кровь - темно-коричневого, почти черного цвета. Коричневый цвет приобретают многие паренхиматозные органы. В органах - точечные кровоизлияния, то же - в серозных покровах. Ткань мозга окрашена в серовато-коричневатый цвет; встречаются множественные точечные кровоизлияния, особенно в мозолистом теле и мозжечке; микроскопически стенки сосудов набухшие, пропитаны фибрином и эритроцитами. Наибольшие изменения в печени - жировая дистрофия, иногда картина острой желтой атрофии с множественными некрозами гепатоцитов.
Почки - картина острого пигментного нефроза, эпителий извитых канальцев содержит гемосидерин, часто в состоянии жировой, белковой, гидропической дистрофии. Селезенка увеличена вследствие повышенного фагоцитоза эритроцитов и их распада, отложения железосодержащего пигмента, выявляемого с помощью реакции Перлса. При заглатывании нитробензола он может обнаруживаться в желудке в виде капель или в виде жидкости, напоминающей молоко.
Неотложная помощь
1. Активная детоксикация. В случаях острого отравления нитробензолом первостепенное значение до непосредственного принятия лечебных мер приобретает оказание первой помощи, направленной в первую очередь на немедленное прекращение контакта с ядом. Так, при попадании нитробензола на кожу необходимо тщательно вымыть загрязненные участки теплой (но не горячей) водой с мылом или перманганатом калия (1:1000), сменить белье и одежду. О важности такого подхода свидетельствует факт развития отравления нитробензолом при попадании нитробензола на кожу лица и спецодежду даже после мытья лица и смены спецодежды.
При ингаляционном отравлении требуется немедленно вывести больного на свежий воздух и провести (в случае необходимости) искусственное дыхание. При попадании нитробензола внутрь - обязательно промыть желудок, дать внутрь 50 г активированного угля; вазелиновое масло в количестве 150 мл. Касторовое масло, жиры и молоко категорически запрещается в этот период. Применение хлоралгидрата противопоказано!
Независимо от пути проникновения нитробензола в организм и тяжести отравления с первых же минут должна осуществляться оксигенотерапия. В тяжелых случаях, угрожающих летальным исходом (уровень метгемоглобинемии 30-80% от общего гемоглобина) в первые часы, а также в случае рецидивов метгемоглобинемии показано обменное переливание крови или ее заменителей, с предварительным кровопусканием (если артериальное давление не понижено) и последующим вливанием крови, раствора глюкозы, физиологического раствора или любого кровезаменителя. Показан гемодиализ, гемосорбция. Вслед за этим рекомендуется форсированный диурез с ощелачиванием плазмы и перитонеальный диализ. Рекомендуется проведение бужирования и катетеризации пупочной вены с последующей трансумбикальной инфузией ежедневно в течение 5 суток по 700-1200 мл жидкости (5% раствора глюкозы, реополиглюкина, донорской оксигенированной крови с витаминами и кокарбоксилазой) в случае тяжелого отравления нитробензолом при приеме его внутрь.
2. Антидотное лечение. Для борьбы с метгемоглобинемией в качестве средств патогенетической терапии рекомендуются повторные внутривенные вливания 1-2 мл /кг 1% раствора метиленового синего или 5-10 мл хромосмона (1% раствор метиленовой сини в 25% растворе глюкозы); показано внутривенное вливание 30% тиосульфата натрия в количестве 50-100 мл. С целью коррекции нарушенного гомеостаза необходимо введение витаминов ударными дозами; в частности, ежедневно аскорбиновая кислота (по 60 мл, 5% раствор) внутривенно, витамин B 12 (600 мг/кг) внутримышечно.
3. Симптоматическое лечение. Гипербарическая оксигенация при уровне метгемоглобина 40-50% и выше, ИВЛ при показаниях, гепатозащитная терапия (липоевая кислота, эссенциале, витамины группы В), лечение экзотоксического шока, гепатопатии. Мероприятия медицинской защиты от поражающнго действия метгемоглобинобразователей.
Специальные санитарно-гигиенические мероприятия:
использование индивидуальных технических средств защиты (средства защиты кожи; средства защиты органов дыхания) в зоне химического заражения;
участие медицинской службы в проведении химической разведки в районе расположения войск; проведение экспертизы воды и продовольствия на зараженность ОВТВ;
запрет на использование воды и продовольствия из непроверенных источников;
обучение личного состава правилам поведения на зараженной местности.
Специальные профилактические медицинские мероприятия:
проведение санитарной обработки пораженных на передовых этапах медицинской эвакуации.
Специальные лечебные мероприятия:
своевременное выявление пораженных;
применение антидотов и средств патогенетической и симптоматической терапии состояний, угрожающих жизни, здоровью, дееспособности, в ходе оказания первой (само- и взаимопо мощь), доврачебной и первой врачебной (элементы) помощи пострадавшим;
подготовка и проведение эвакуации.
Медицинские средства защиты:
Антидотом метгемоглобинообразователей является метиленовый синий Препарат назначают лицам с уровнем метгемоглобинемии более 30%. В случае сопутствующей анемии, показатель может быть значительно ниже. Метиленовый синий играет роль дополнительного кофактора, передающего электрон от НАДФН на метгемоглобин, восстанавливая последний, в течение 1—2 ч, до гемоглобина. При введение необоснованно высокой дозы препарата может произойти дополнительное метгемоглобинообразование. Метиленовый синий вводят внутривенно в количестве 0,1—0,2 мл/кг 1% раствора (1—2 мг/кг). Если симптомы интоксикации не устраняются, через час следует повторить введение. Рекомендуется перед повторным введением определить уровень метгемоглобина в крови. Наиболее частой причиной резистентности патологии к препарату является дефицит Г-6Ф-ДГ, НАДФН-метгемоглобинредуктазы, а также сульфметгемоглобинемия. У леченых больных в течение некоторого времени после исчезновения симптоматики может сохраняться цианоз, что обусловлено способностью препарата окрашивать кожу.
Токсичными дозами метиленовой сини являются 7—15 мг/кг. Как уже указывалось, причина токсического действия состоит в способности окисленной формы вещества окислять гемоглобин (выступать в качестве метгемоглобинообразователя). Побочные эффекты, иногда развивающиеся при использовании метиленового синего, включают беспокойство, головную боль, спутанность сознания, тошноту, рвоту, абдоминальные боли, тремор, учащение сердцебиения. Непосредственно взаимодействовать с токсикантом и окислителями в эритроцитах способна аскорбиновая кислота. Пострадавшим ее вводят внутрь в количестве 1—2 г или внутривенно — 50 мл 5% раствора. Однако скорость процесса «нейтрализации» ксенобиотиков низка, и в этой связи эффективность препарата невелика.