Углерод

Углерод, Carboneum, С, порядковый номер 6, атомный вес 12,01. Углерод является одним из самых распространенных элементов на земной поверхности. Он играет огромную роль в природе, участвуя в образовании основной массы всех растительных и животных ор­ганизмов. Углерод, кроме того, входит в состав многих минера­лов, особенно карбонатов одно- и двухвалентных металлов. Свобод­ный углерод встречается в природе в виде алмаза, графита и по­ристого угля.

По своему виду и своим физическим свойствам эти три вещест­ва не имеют ничего общего; в то же время они являются аллотропическими видоизменениями одного и того же элемента — углерода что доказывается тем, что при сгорании конечным продуктом каж­дого из них является углекислый газ.

Углерод в организме животных и человека

Углерод вместе с кислородом и водородом участвует в образовании всех органических соединений, состоящих из белков, угле­водов и жиров, число которых в настоящее время превышает 1,5 млн. В организм человека углерод поступает с растительной и живот­ной пищей. Переработанная в желудке и кишечнике пища всасывается в кровь и идет частично на построение или обновление тканей и регулирование обмена веществ и частично расходуется на производимую организмом работу и поддержание теплоты те­ла. Сгорание пищевых продуктов в процессе обмена веществ есть одновременно и обмен углерода. Конечными продуктами горения являются CO2 и Н2O. Если сгорание органических соединений совершается не полностью, то в организме появляются недоокисленные продукты, в числе которых — окись углерода СО. Если сго­рание полное, но выделение углекислоты недостаточное, то в ор­ганизме создается избыток СО2.

Токсическое действие соединений углерода

Нетоксичный углерод в свободном состоянии становится резко токсичным в соединениях с кислородом, хлором, азотом, серой. В отношении токсического действия этих углеродистых соединений токсикология располагает многими хорошо проверенными данными, особенно по отравлению окисью углерода.

Окись углерода, иначе угарный газ (СО),бесцветен, не имеет запаха, чрезвычайно ядовит, образуется везде, где происхо­дит неполное сгорание органических веществ. Долгое время счи­талось, что отравление СО обусловлено исключительно кислородным голоданием организма, связанным с вытеснением кислорода из оксигемоглобина и образованием карбоксигемоглобина (СОНв). В настоящее время установлено, что окись углерода, кроме того, действует токсически на центральную нервную систему (Ю. Фро­лов), причем нарушение функции нервных клеток происходит при самых малых концентрациях окиси углерода (Черепанова).

Первая стадия отравления проявляется ощущением тяжести, сдавлением головы, как клещами, сильными болями во лбу и вис­ках, мельканием и «туманом» в глазах, пульсацией в висках, головокружением и шумом в ушах, дрожанием, чувством слабости, учащением пульса, рвотой.

Во второй стадии наблюдается общая оцепенелость, слабость, безучастность, равнодушие, даже ощущение приятной истомы, слабость в ногах, указывающая на распространение действие СО на спинной мозг, нарушение координации движений; люди не мо­гут ходить по прямой линии или писать ровным почерком, постепен­но перестают подчиняться ноги, потом руки, далее следует потеря способности рассуждать, ослабление памяти, в частности зрительной, иногда настолько, что человек перестает узнавать близких. Тя­желые расстройства органа зрения: диплопия, уменьшение поля зре­ния, цветовая слепота, временная потеря зрения, иногда полная слепота; встречается расстройство зрачковой реакции, паралич глазных мышц, в отдельных случаях — нистагм, оптико-вестибуляр­ные расстройства.

В третьей стадии появляются параличи центрального происхождения, чаще правой стороны, паралич кишечника и мочевого пу­зыря, периферические параличи одной стороны лица, одной руки, одной ноги, парестезии, гиперестезии и анестезии. Трофические расстройства выражаются образованием пузырей, отеков, омертвением участков кожи, повышенной потливостью, ломкостью ногтей, выпадением десен, выпадением здоровых зубов. Наблюдается по­ражения как верхних, так и глубоких дыхательных путей: носовые кровотечения, воспаление десен, слизистой глотки, язвенный тонзиллит, кашель с кровянистой мокротой, реже бронхиты, бронхопневмонии, отек легких. Со стороны сердечно-сосудистой систе­мы отмечаются функциональные расстройства сердечной деятель­ности, лабильность, учащение ритма сокращений, экстрасистолы, преходящее расширение сердца, миокардит, кровоизлияния в сердеч­ную мышцу, резкое полнокровие и очаги омертвения. Кроме то­го наблюдается расстройство кровообращения, расширение сосу­дов, застой, нарушение проницаемости сосудов, которое может вызвать кровоизлияние и тромбозы, падение кровянного давления. Описаны изменения в обмене веществ, повышение в крови содер­жания сахара, молочной кислоты, ацетоновых тел.

При длительном воздействии малых концентраций СО наблю­даются следующие явления: шум в голове и головные боли, особен­но во время работы и по утрам, головокружение, нистагм при по­воротах головы и вращении тела, расстройства кожной чувствитель­ности, зрения, слуха, хроническое воспаление среднего уха, вос­паление слухового нерва, дрожание конечностей, невралгические боли, бессоница ночью, сонливость днем, боли в области сердца, изменение психики, ослабление памяти, иногда апоплектиформные и эпилептиформные припадки. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются более тяжелые проявления, чем при острых отравлениях; приводятся случаи инфаркта миокарда, тромбоза ко­ронарных сосудов, посинения конечностей. В крови — увеличение количества гемоглобина и эритроцитов, а у некоторых, наоборот, анемия. Отмечены психические расстройства, раздражительность, апатия, навязчивый страх («Вредные вещества в промышлен­ности»).

Двуокись углерода, углекислый газ (C02)—бесцветный газ со слегка кислым запахом и вкусом. Под давлением 56 атм. сгу­щается в жидкость. При сильном охлаждении застывает в белую снегообразную массу. Всегда содержится в небольших количест­вах в атмосферном воздухе (0,03—0,10 объема). Выдыхаемый воздух содержит около 4% СО2, поэтому в закрытых помещениях концентрация углекислоты постепенно увеличивается. В производственных условиях, в шахтах, в бродильных отделениях пивоварен­ных заводов, в подвалах, в местах хранения квашеных овощей, при работе с сухим льдом и т. п. концентрация СО2 в воздухе может сильно возрастать—до 9—13%. Если в воздухе содержит­ся 4—5% этого газа, у человека появляются симптомы интокси­кации: кашель, ощущение тепла в груди, раздражение глаз, ощуще­ние сдавливания головы, головные боли, шум в ушах, повышение кровяного давления, сердцебиение, психическое возбуждение, головокружение, реже рвота. При вдыхании высоких концентраций наступает смерть от остановки дыхания. На вскрытии — незна­чительные изменения, иногда кровоизлияния в головной и спинной мозг и в мягкие мозговые оболочки, отек легких, кровоизлияния в слизистые оболочки, расширение сердца. Трупные пятна синева­того цвета.

Четыреххлористый углерод представляет собой тяжелую бесцветную жидкость со слабым характерным запахом, которая являет­ся прекрасным растворителем различных жиров, масел, красок, смол. Применяется в ветеринарной и медицинской практике для лечения анкилостомидоза. В промышленности ССL- (находит применение в качестве растворителя каучука, резины, масел, жиров, восков, в производстве огнетушителей. Сильно токсическое ве­щество. При приеме внутрь отравление происходит от нескольких миллилитров. При медленном отравлении наблюдается разнообраз­ные симптомы, указывающие на поражение центральной нервной системы: головная боль, головокружение, тошнота, рвота, спутан­ность сознания, приступы буйного состояния; со стороны пищева­рительных органов — икота, боли в животе, понос, кишечные кро­вотечения, желтушность, кровоизлияния (геморрагический диатез). Клиническая картина характеризуется гепаторинальным синдромом с преобладанием симптомов почечной недостаточности. Наблю­даются олигурия и анурия, гематурия, альбуминурия, экламптическая уремия, уремическая кома, в основном токсический неф­рит (Л. А. Зорина).

Поражения зрения проявляются сужением поля зрения, неври­тами зрительного нерва и атрофией зрительного нерва («Вред­ные вещества в промышленности»), часто развивается отек лег­ких, являющийся непосредственной причиной смерти.

При хроническом отравлении четыреххлористым углеродом белых мышей у них развился рак печени, а при введении четыреххло­ристого углерода белым крысам в желудок у 178 животных из 207 развились опухоли печени (Эдварде).

Патоанатомические изменения: острый токсический нефроз, паренхиматозное и жировое перерождение печени, воспаление или отек легких, межуточный миокардит.