Физико-химические свойства

Свинец - металл, свежий срез которого блестящий , серо-голубого цвета, мягкий. При обычной температуре плотный свинец покрывается тонким защитным слоем оксида, после чего окисление прекращается ,пленка стойкая к химическим воздействиям. Температура плавления - 327,4 .

Метаболизм, токсичность

Металлический свинец, идущий на изготовление свинцовых изделий, не вызывает острых отравлений, но при горячей обработке металла есть опасность ингаляции следующих соединений.

Окись свинца применяется для защиты от коррозии металлов, в малярных красках - свинцовом сурике ( киноварь красная ), свинцовом глете ( окись свинца , свинцовый блеск ) .Раньше применялось как абортивное средство, в настоящее время используется как вяжущее средство , в свинцовом пластыре , мази Unguentum diachylon . В чистой форме прием внутрь не вызывает острого отравления.

Карбонат свинца ( свинцовые белила ) , как и свинцовый глет , входит в состав поддельной муки, он несколько менее токсичен, чем ацетат свинца.

Хлорид, йодид, нитрат свинца используются в качестве реактивов, токсичность их аналогична таковой ацетата свинца. Сульфат свинца почти не токсичен. Арсенат свинца применяется для борьбы с вредителями в плодоводстве и виноградарстве, весьма токсичен. Свинцовые хроматы входят в состав так называемых свинцовых красок - кроне желтом или красном.

Ацетат свинца ( Plumbum aceticum , свинцовый сахар ), щелочной ацетат свинца в свинцовом уксусе ( Liquor Plumbi subacetici , в разбавленном виде - свинцовая вода ) - вяжущее , дезинфицирующее и устаревшее абортивное средство. Стеарат, олеат, нафтенат свинца используются для повышения консистенции густых смазок и масел, как стабилизаторы в производстве пластмасс, до 0.2-2% содержатся как сиккативные добавки в красках.

Поглощение, распространение и токсичность свинца и его неорганических соединений отличается некоторыми особенностями по сравнению с его органическими соединениями.

Самородный свинец и его неорганические соединения поглощаются дыхательным, пищеварительным и чрезкожным путями. В промышленной среде поглощение осуществляется в основном дыхательными органами. Степень поглощения легкими зависит от величины частиц, причем частицы меньше 5 миллимикрон поглощаются полностью. Опасно поглощение свинца через дыхательные пути, поскольку он непосредственно поступает в кровообращение и практически его поглощение почти тотальное, независимо от того , металлические это частицы , оксиды, другие соединения или пары свинца. При случайном отравлении основной путь поглощения - пищеварительный тракт. Обычно и желудочно-кишечном тракте абсорбируется 10% проглоченной дозы . Поглощенный желудочно-кишечной системой свинец (считают, что соляная кислота желудочного сока усиливает процесс поглощения свинца слизистой кишечника) поступает в печень, откуда часть переходит в общий кровоток, в то время как другая - в желчь, с которой удаляется фекалиями ( 80 %) . В случае произвольного отравления неорганическими соединениями свинца количество проникаемого в кровь токсического вещества может быть столь велико, что обуславливает смерть. После поглощения свинец переносится в виде коллоидного фосфата , связанного с белками , гаммаглобулином и с эритроцитами. 2% всего свинца, находящегося в организме, содержится в крови, из них 90% связано с эритроцитами. Свинец влияет на мембрану эритроцитов , вызывая повреждение липопротеидов , агрегацию низкомолекулярных белков с образованием высокомолекулярных комплексов , фрагментацию крупных белков и угнетение аденозинтрифосфатазы ( АТФ-азы ). В эритроцитах появляется базофильная зернистость - ранний признак свинцовой интоксикации , связанный с образованием агрегатов рибосом , формирующихся в результате ингибирования пиридин-5-нуклеотид-нуклеозидазы .

Свинец плазмы ( 0.2% общего количества ) состоит из двух фракций: одна связана с белками, другая , растворенная, осуществляет токсическое действие. Нормальные показатели свинца в крови колеблятся от 10 до 40 мкг/100мл. У детей количество 80 мкг/100мл следует рассматривать как основной элемент диагноза отравления свинцом, даже когда симптоматология еще не проявилась.

Исследование распределения свинца в различных органах показало, что процесс слагается из нескольких фаз. На первой токсическое вещество скапливается в печени, почках и гистиоцитарной системе. На второй стадии неудаленный из организма свинец закрепляется в костной ткани, где он накапливается преимущественно в корковом слое костей в виде кристаллов нерастворимого гидроксиапатита и мобилизуется очень медленно , в обычных условиях не представляет опасности для остальных тканей организма. Усиление мобилизации происходит под действием лекарственных факторов, бикарбонатных вод, переломов, длительного постельного режима, инъекций, что может вызвать появления признаков сатурнизма. Чувствительным маркером аккумуляции свинца в организме является содержание его в ткани зубов .

Удаление свинца из организма осуществляется через почки, пищеварительный тракт( с фекалиями, желчью, слюной), а в малом количестве посредством роговых образований ( волосы, ногти ).Удаление через почки происходит посредством клубочковой фильтрации, возможно и канальцевой секрецией растворенной фракции. В норме показатель свинца в моче - 10-80 мкг/л.

Токсичность свинца обусловлена связыванием его с дисульфидными группами ферментов . Предполагают, что в малой концентрации свинец угнетает ряд ферментов на нескольких стадиях синтеза гема , использования железа и синтеза глобина в эритроцитах. Ингибирование активности дельта -аминолевуленатдегидрогеназы ( АЛДГ ) и гемсинтетазы происходит в результате блокирования сульфгидрильных групп этих ферментов , что приводит к накоплению субстратов этих ферментов ( дельта-аминолевулиновая кислота ( ДАЛК ) и протопорфирина ( ПП ) ), что и характерно для свинцового отравления человека . Повышение выделение копропорфирина ( КП ) с мочой также является характерным признаком отравления свинцом.

В результате перечисленного влияния свинца наблюдаются : сокращение количества гемоглобина, а вместе с ним и эритроцитов (свинцовая анемия ) , появление базофильной зернистости в эритроцитах , увеличение количества ДАЛК в сыворотке, порфирина в эритроцитах и КП в моче; рост сывороточного железа ( известно , что негемовое железо ( в составе ферритина и железосодержащих мицелл ) накапливается в красных кровяных клетках с поврежденными митохондриями и другими клеточными фрагментами, отсутствующими в нормальных зрелых эритроцитах ) . Свинец, находящийся в кровотоке, повреждает оболочку эритроцитов , в связи с чем увеличивается ломкость эритроцитов и сокращается средняя продолжительность их жизни, а также усиливается внутрисосудистый гемолиз и рост ретикулоцитов.

Подобные нарушения могут быть также существенными и для многих других, зависимых от гема ферментативных реакций, необходимых для нормального функционирования организма. Так цитохромы , цитохромоксидазы и пероксидазы представляют собой части систем переноса электронов , для функционирования которых необходим гем, и повреждение их вносит элемент нарушения тканевого дыхания в комплекс нарушений, связанных со свинцовой интоксикацией : активируется анаэробный гликолиз , усиливается агрегация тромбоцитов , ухудшается микроциркуляция в тканях.

В высоких концентрациях свинец повреждает третичную структуру и внутриклеточных белков , денатурируя их и вызывая гибель клеток и в конечном итоге воспаление тканей.

Токсическое влияние свинца на центральную нервную систему проявляется так называемой свинцовой энцефалопатией. Болезнь может развится после массивного воздействия свинца - порядка нескольких мг/м.Влияние свинца на метаболизм нервной ткани осуществляется посредством воздействия на синтез белка , рецепторный аппарат клеток, через нейроэндокринную систему, понижения скорости аксонального транспорта белков нейрофиламентов и тубулиновой системы , нарушения функции дофаминэргической , холинэргической и глютаматэргической нейротрансмиттерных систем. Свинец влияет также на нейропередачу путем блокады пресинаптических потенциалозависимых кальциевых каналов. Возможность вмешиваться в обменные процессы , идущие с участием кальция , связаны , в частности , с тем , что свинец и кальций имеют близкие атомарные радиусы.

Влияет свинец и на работу нейрональных калиевых каналов, способен взаимодействовать с мембранной Na,K-АТФазой , отвечающей за работу натриевого насоса в микросомах мозга , влияет на процесс адгезии нервных клеток.

Действие свинца на нервную ткань характеризуется также и влиянием на гипоталамо-гипофизарную систему. При концентрации более 2 мкмоль/л в крови понижается концентрация лютеинизирующего , фолликулостимулирующего гормонов .

Токсическое влияние свинца на нервную систему может осуществляться опосредовано через формирование кардио- и гепатоцеребральных синдромов, так как свинец оказывает кардио- и гепатотоксическое действие.

Свинец, закрепленный в черепно-мозговых тканях , действует на кровеносные сосуды : спазм, повышение проницаемости сосудов , отек мозговой ткани. Эндотелиальные клетки капилляров обычно набухшие, часто имеют место экстравазация эритроцитов и периваскулярные геморрагии. Сосудистые изменения в свою очередь обуславливают развитие дегенеративных изменений в мозговой ткани : нормальные извилины мозговых полушарий часто облитерированы, утрачена равномерная нейрональная структура, обнаруживается серозный экссудат, пролиферация глии и отдельные области демиелинизации. Стойкие осложнения более обычны у детей раннего возраста. Наиболее тяжелые осложнения - атрофия коры головного мозга , гидроцефалия, судорожные припадки, идиотия. Токсическое действие свинца распространяется также на периферические нервы. В основном вызывая воспаление двигательных нервов , при этом морфологический субстрат неврита составляет перерождение структурного миелина аксонов. При этом обнаруживают снижение скорости проведения возбуждения в медленных волокнах, а электромиографические изменения включали уменьшение числа двигательных единиц, приходящихся на максимальное сокращение и фибрилляции.

Действие свинца на почки изучается довольно давно. При остром отравлении свинцом основные гистологические сдвиги наблюдаются в проксимальном извитом канальце, где появляются характерные внутриклеточные включения, вырождение митохондрий , межканальцевая соединительнотканная гиперплазия. Молекулярной основой этих поражений является угнетение дегидрогеназы митохондрий и нарушение утилизации пировиноградной кислоты, характеризуется сниженной реабсорбцией глюкозы и аминокислот в почечных канальцах, что проявляется генерализованной аминоацидурией, гипофосфатемией с относительной гиперфосфатурией, глюкозурией. При хронической свинцовой интоксикации патология почки проявляется диффузной интерстициальный и перитубулярный фиброз. Характеризуется сморщиванием почки с атеросклеротическими изменениями, интерстициальным фиброзом, атрофией мозговых клубочков и гиалиновой дегенерацией сосудов. Длительное воздействие свинцовых солей обуславливает развитие почечной артериальной гипертензии , нередко в сопровождении вторичной подагры. Хотя выделение мочевой кислоты в большой степени зависит от секреции почечными канальцами, нет никаких данных о подавлении этой секреции. Считают, что наблюдающееся снижение клиренса мочевой кислоты зависит от повышенной реабсорбции в почечных канальцах. В финале свинцового повреждения почек развивается хроническая почечная недостаточность.

Желудочно-кишечные поражения обусловлены прижигающим действием соединений свинца и выделением слизистыми оболочками полости рта и толстого кишечника( выделительный стоматит и колит). Причиной этих поражений является коагуляция поверхностных белков клеток желудка и кишки (местное, прижигающее действие) , массивное отравлением свинцом вызывает интенсивную дструкцию эпителия и воспалительные реакции, блокирование сульфгидрильных групп белков-ферментов эпителиальных клеток кишечника ,нарушающих их биологическую активность (резорбтивное действие) . Поражение сосудов, парез капилляров , повышение проницаемости их стенок и транссудация большого количества жидкости в просвет кишечника вызывают обильную рвоту и болевой синдром ( свинцовая колика).По-видимому, аналогичные механизмы участвуют в гепатотоксичном действии соединений свинца - интерстициальный склероз, поражение сосудов . Определяются диффузные центрилобулярные некрозы, билиарный стаз, при гемолизе - пигментный гепатоз с последующим очаговым некрозом. В крови определяется повышенный уровень аспартатаминотрансферазы.

Развивается печеночно-клеточная недостаточность. Печеночные проявления развиваются всегда в сочетании со свинцовой нефропатией.

В действии на сердечно-сосудистую систему отмечается более интенсивное развитие атеросклеротического поражения сосудов вследствие непосредственного повреждения эндотелия и повышения проницаемости сосудистой стенки, что ведет к усиленному отложению холестерина в сосудистой стенке. Повышение проницаемости капилляров, особенно в мозговой ткани , может проявляться геморрагическим диатезом.

Есть убедительные доказательства того, что клинические признаки отравления свинцом часто включают и симптомы токсического действия на сердце такие случаи были описаны для детей и взрослых. Конечно, есть вероятность совпадения свинцового отравления и миокардита, но во многих случаях электрокардиологические отклонения исчезали при проведении терапии хелирующими соединениями, поэтому можно предположить , что свинец мог быть первоначальным этиологическим фактором миокардита. При изучении 5 случаев смерти детей раннего возраста в результате отравления свинцом острая сердечная недостаточность была признана непосредственной причиной смерти в двух случаях. Была также обнаружена корреляция между выделением свинца с мочой , длительностью систолы ( удлинение) и величиной изометрического напряжения (уменьшение).

Данные о действии соединений свинца на репродуктивную систему человека свидетельствуют о более высокой частоте случаев овуляторной дисфункции, проявляющейся главным образом в отсутствии овуляторных циклов или в нарушении функционирования желтого тела, а также случаев мертворождении и потери плода у женщин , работающих на свинцовых производствах.

Исследование репродуктивной системы у мужчин, подвергавщихся воздействию высоких концентраций свинца , показало снижение фертильности из-за высокой частоты случаев астеноспермии, гипоспермии и тератоспермии.

Известно также, что интоксикации свинцом изменяют иммунный ответ , утяжеляют течение вирусных инфекций.

Данные о канцерогенности соединений свинца , а также о патологических состояния вследствие индуцирования ими хромосомных аберраций являются статистически недостоверными, хотя сообщения об этом в литературе имеются.