Отравляющие вещества общеядовитого действия. Вступительная часть.

Отравляющие вещества общеядовитого действия, поступая в кровь, оказывают общее влияние на организм, угнетая ряд ферментативных систем, которые участвуют в окислительных процессах. Главным следствием этого являются нарушения в усвоении кислорода тканями или гемоглобином крови. Наибольшее значение в патогенезе имеет поражение центральной нервной системы, обладающей особой чувствительностью к этим отравляющим веществам. Общеядовитые ОВ - быстродействующие вещества. Главнейшие представители их - синильная кислота, хлорциан, окись углерода, нитриты и цианиды.

Синильная кислота и ее производные

Синильная кислота является родоначальником большой группы химических соединений, объединенной общим названием — цианиды. Открыта в 1782 г профессором Шеелем, впервые в жидком безводном состоянии получена Гейлю-Соком в 1811 г. Ядовитые свойства синильной кислоты были известны давно, уже в 1733 г. было предложено использовать для обработки фруктовых деревьев от насекомых. Однако синильная кислота получила широкое распространение в мирной жизни при борьбе с грызунами. В настоящее время США для нужд дератизации используют 17 тыс. тонн, синильной кислоты в год.

Синильная кислота (цианистый водород, цианистоводородная кислота, синеродистый водород, формонитрил) встречается в воздухе рабочих помещений при получении бензола, толуола, ксилола, цианидов, роданидов, щавелевой кислоты, на коксохимических заводах, в гальванопластике, при золочении и серебрении предметов, в сточных промывных водах при газоочистке, в табачном дыму. Применяется в производстве каучука, синтетического волокна, пластмасс, органического стекла.

В растительном мире она встречается в виде амигдалина. В 1933 г. Джексон впервые описал смертельный случай женщины, съевшей 160 гр. зерен миндаля, в которых содержится 3 гр. амигдалина т.е. составило 0,87 гр. синильной кислоты или 4-х кратную смертельную дозу. Амигдалин содержится в ядрах косточек горького миндаля, персика, абрикосов, черешни, и во многих других косточковых плодах.

Смертельную дозу для человека содержат 40 гр. горького миндаля или 100 очищенных семян абрикосов, что соответствует 1 гр. амигдалина. В организме амигдалин гидролизуется на синильную кислоту, глюкозу и масло горьких миндалей.

Впервые синильную кислоту в качестве ОВ использовали французские войска. 1 июля 1916 г. они обстреляли позиции немецкой армии артиллерийскими снарядами, снаряженными смесью синильной кислоты и треххлористого мышьяка. Всего французы использовали в первой мировой войне 4000 т синильной кислоты и хлорциана, но заметного военного успеха от их применения они не достигли. Несмотря на самую высокую токсичность среди всех 0В, применявшихся в годы первой мировой войны, опасность синильной кислоты в полевых условиях оказалась несущественной из-за низкой устойчивости ее паров в приземных слоях атмосферы.

Позднее, в годы второй мировой войны, немецкие фашисты разработали способы создания эффективных концентраций синильной кислоты. Вблизи концлагеря Мюнстер (земля Северный Рейн-Вестфалия) на полигоне они разместили заключенных в противогазах и осуществили поливку синильной кислотой с бреющего полета самолета.

Печальную известность приобрели газовые камеры концентрационных лагерей в Освенциме, Майданеке и других местах. Узников направляли в помещение, оборудованное как санитарный пропускник. Гитлеровские врачи занимали места снаружи у специальных смотровых окон и вели "научные" наблюдения. По их команде в душе­вые рожки подавалась смесь воды и циклона А (метиловый эфир циан-муравьиной кислоты), при взаимодействии которых образуется синиль­ная кислота.

В 1961-1971 гг. американские интервенты во Вьетнаме использо­вали в военных целях гербицид — цианамид кальция. Он обладает уме­ренной токсичностью, но клиника и механизм развития интоксикации соответствуют поражению синильной кислотой. По данным иностран­--ной печати, в США разработаны способы создания боевых концентра­ций синильной кислоты. При этом на протяжении 10 мин (не менее) поддерживается заражение приземных слоев атмосферы из расчета 1 г на 1 м³.

Трагические события, происшедшие в декабре 1984 г. в столице индийского штата Мадхья-Прадеш г. Бхопале, подтверждают такое опа­сение. В подвалах химического предприятия, принадлежавшего амери­канской фирме "Юнион карбайд", хранилось более 60 т сжиженного газа метил-изоцианата, являющегося производным синильной кислоты. В результате аварии газ был выпушен в атмосферу города с населением почти 1 млн. человек. Свыше 50 000 человек получили тяжелое отравле­ние, более 2500 из которых погибли.

В настоящее время синильная кислота состоит на вооружении стран НАТО под шифром АС, является ограниченно табельным. Совре­менные средства доставки 0В дают возможность создать боевую кон­центрацию хотя бы на короткое время. Сейчас она привлекает к себе специалистов своей дешевизной производства. Таким образом, возмож­ность поражения людей в мирное, и массовое поражение в военное время диктует необходимость изучения данной темы в медицинском вузе.

Физико-химические и токсические свойства.

Синильная кислота (HCN) – бесцветная летучая жидкость с запахом горького миндаля. Температура кипения 26⁰С, поэтому она быстро испаряется и относится к типичным нестойким ОВ (стойкость на местности в летнее время 20-30 мин). температура замерзания – 14⁰С. плотность паров 0,93, то есть легче воздуха. Синильная кислота хорошо растворяется в воде и органических растворителях, фосгене, иприте и других ОВ.

Синильная кислота, как и другие кислоты, со щелочами образует соли, цианиды. Цианиды – это твердые кристаллические вещества, очень ядовитые (смертельная доза при приеме внутрь около 150 мг). С солями железа, кобальта и др. тяжелых металлов синильная кислота образует стойкие комплексные соли, которые в обычных условиях не ядовиты. Синильная кислота и цианиды могут вступать в реакцию с активными соединениями серы с образованием малотоксичных роданидов.

Хлорциан (CLCN) – бесцветная жидкость с резким раздражающим запахом. Температура кипения 13,4⁰С; обладает высокой летучестью и поэтому еще меньшей стойкостью. Пары его в два раза тяжелее воздуха. Остальные свойства аналогичны синильной кислоте.

Токсичность. Синильная кислота и хлорциан вызывают главным образом ингаляционные поражения. Опасными для человека являются пары синильной кислоты в концентрации 0,1-0,12 мг/л, которые при экспозиции 15-20 мин вызывают тяжелое поражение. Смертельными считаются концентрации 0,2-0,3 мг/л при экспозиции 5-10 мин; 0,4-0,8 мг/л при экспозиции 2-5 мин вызывают быструю смерть.

Пары хлорциана несколько менее токсичны: 0,4-0,8 мг/л вызывают смертельное поражение при экспозиции 5 мин.

Механизм действия и патогенез поражения.

Было отмечено, что при отравлении цианидами венозная кровь приобретает ярко-алую окраску и содержит много кислорода, как и артериальная. Исследованиями Гоппе—Зейлера, Гепнера и Варбурга было установлено, что это происходит вследствие при­соединения циангруппы к тканевым окислительным ферментам, в частности к цитохромоксидазе (цитохрому а₃). Происходит инактивация цитохромоксидазы, поэтому она теряет способность переносить кислород из крови в ткани и развивается тканевая гипоксия. Тканевое дыхание угнетается почти на 90—95%, хотя содержание кислорода в крови повышено.

Как известно, тканевое дыхание, то есть ферментативное окисление углеводов и других веществ, происходит путем отщеп­ления водорода от окисляющихся субстратов с помощью фермен­тов дегидрогеназ, активными группами в которых являются НАД (никотин-амид-аденин-нуклеотид) и НАДФ (никотин-амид-аденин-нуклеотид-фосфат). Отщепившийся водород и электроны прохо­дят через флавиновые ферменты (флавопротеиды), в которых активными группами являются ФМН (флавин-моно-нуклеотид) и ФАД (флавин-аденин-динуклеотид), после этого передаются на кофермент Ко, Q (убихинон). Затем электроны передаются на цитохромную систему—цитохромы в₁, с₁, с, а и а₃. Цитохром а₃ называется также цитохромоксидазой, Цитохромоксидаза представляет собой сложный белковый фермент, по своему строению близкий к гемоглобину, состоит из белковой части и геминовой группы, в состав которой входит железо. В начальной восстанов­ленной форме железо двухвалентно. Цитохромоксидаза способна воспринимать и активировать кислород из крови: она переносит один электрон железа на кислород, при этом железо становится трехвалентным, а кислород активируется и легко соединяется с водородом, переданным флавиновыми ферментами, с образованием воды и выделением энергии, которая кумулируется в АТФ.

Циангруппа обладает свойством легко соединяться с трехвалентным железом окисленной формы цитохромоксидазы (цитохрома а₃) вместо электрона, перенесенного на кислород, что и приводит к угнетению тканевого дыхания, ткани теряют способность получать кислород из крови.

Характерными признаками тканевой (гистотоксичной) гипоксии являются артериализация венозной крови, когда венозная кровь насыщена оксигемоглобином также как и артериальная, чем обусловлена розовая или ярко-красная окраска кожи, слизистых оболочек и внутренних органов.

Синильная кислота в организме может обезвреживаться путем реакции с глюкозой и серусодержащими соединениями. Поэ­тому в малых дозах она не вызывает отравления, а при пораже­ниях легкой степени симптомы отравления довольно быстро исчезают.

При отравлении цианистыми соединениями на первый план выступают клинические симптомы поражения нервной системы. Даже в малых дозах, когда не обнаруживается никаких видимых симптомов они вызывают нарушение условных рефлексов (Ю. П. Фролов, 1944). В токсических дозах цианиды вызывают возбуждение центральной нервной системы, судороги, затем угнетение и смерть от паралича центров продолговатого мозга. По-видимому, это объясняется тем, что нервная система наиболее чувствительна к кислородному голоданию. Кроме этого, отмечено повышенное накопление синильной кислоты в ткани мозга, богатой липидами.