2. Основні закономірності поведінки в організмі

Закономірності поведінки сполук металів в організмі. Вивчення цього питання необхідне для правильного вибору методу ізолювання, об'єктів дослідження, для оцінки часу зберігання «отрут» в об'єкті дослідження. Надходження в організм «металевих» отрут:

1) ШКТ (через рот),

2) Органи дихання (характерно для летких сполук: сурм'янистий гідроген, сульфід сурми, меркурію і його сполуки, дрібнодисперсного стану речовин),

3) Через шкіру (препарати меркурію, талію, кадмію),

4) Через плаценту і слизові (миш'як)

Всмоктування іонів металів в основному відбувається у верхньому відділенні тонкого кишковика. Деякі сполуки металів не всмоктуються в травному тракті в зв'язку з їх малою розчинністю, наприклад, барію сульфат. Метали можуть бути в крові в іонному виді (тоді відбувається активний транспорт) або у вигляді комплексів (можливо неактивне всмоктування).

В процесі метаболічних перетворень «металеві» отрути в організмі піддаються процесам окислювання, відновлення, кон'югації, гідролізу.

Розподіляються метали в шлунку, кишковику, печінці і нирках. Для більшості металів характерне нагромадження в м'яких тканинах, особливо в тих, котрі багаті сульфгідрильними угрупуваннями (печінка, нирки); крім того, аргентум накопичується в шкірі; плюмбум, барій, кадмій, миш'як - в плоских кістках.

Має значення характер отруєнь, так миш'як, меркурій при гострих отруєннях виявляються в нирках, печінці, при хронічних - у нігтях, волоссі, кістках.

Виділяються з організму метали в основному нирками (із сечею), ШКТ (через кишковик), деякі метали (миш'як, меркурій) - потовими і молочними залозами.

Токсична дія обумовлена тим, що катіони металів зв'язуються з амінокислотами, пептидами і білками організму, утворюючи при цьому міцні комплекси за рахунок реакційноздатних функціональних груп (-SН.-NН₂ -СООН, -ОН).

Токсична дія окремих «металевих» отрут:

Манган - протоплазматична отрута, поражає ЦНС, нирки, легені, органи кровообігу,

Хром - нефротоксична, припікаюча дія, блокує ряд ферментів,

Аргентум - припікаюча дія, поражає ряд капілярів,

Купрум - нейро-, гемо-, нефротоксична, місцева припікаюча дія,

Цинк -ентеротоксична дія,

Бісмут - метгемоглобіноутворююча, нейро-, гепотсксична дія,

Меркурій - нейро-, нефротоксична дія,

Арсен - підвищує проникність і викликає параліч капілярів, викликає гемоліз, блокує тіолові ферменти,

Талій - протоплазматична отрута, нейротоксична дія,

Барій - підвищує проникність клітинних мембран і капілярів (смерть від серцево-судинної недостатності),

Плюмбум - нефротоксична дія, блокує ряд ферментів.

3. Сучасні методи мінералізації

Вибір об'єкту хіміко-токсикологічного аналізу на «металеві» отрути залежить від їхнього розподілу і депонування в органах і тканинах. При ненаправленому аналізі на всі «металеві» отрути беруть шлунок з вмістом, тонку і товсту кишку з вмістом, печінку, нирки, сечу, селезінку. При направленому аналізі на деякі «металеві» отрути додатково до вищевказаних об'єктів досліджують :

• Пряму кишку, волосся (сполуки меркурію),

• Плоскі кістки (сполуки плюмбуму),

• Плоскі кістки і волосся (сполуки талію),

• Волосся, нігті, плоскі кістки (сполуки арсену);

• Мозок, легені (тетраетилсвинець)

Підготовка об'єкту до мінералізації:

Обрані об'єкти подрібнюють роздільно і піддають дослідженню. Рідкі об'єкти, наприклад сечу, вимірюють. Якщо об'єкт консервований етиловим спиртом (застосування в цих цілях формальдегіду або фенолу не допускається), його слабко підлужнюють карбонатом натрію (для розкладання летких хлоридів арсену і меркурію), поміщають у порцелянову чашку і спирт відганяють на водяній бані при температурі не вище 50° С.

Наважка об'єкту залежить від загальної ваги об'єкту дослідження, обставин справи й інших факторів Наприклад, якщо відомо, що померлий жив після отруєння порівняно довгий час, протягом якого відбувалося виділення прийнятої речовини, або маються дані на малу дозу прийнятої речовини, необхідно брати якможна більшу кількість об'єкту. Коли такі вказівки відсутні, в більшості випадків беруть 100 г органів .

При малих кількостях об'єктів буває необхідність у використанні для мінералізації також залишків після дистиляції з водяною парою, надлишок води видаляють обережним випаровуванням на водяній бані.

Паралельно з проведенням мінералізації досліджуваного об'єкта іноді виникає необхідність у сліпому досвіді для контролю чистоти реактивів.

Необхідність мінералізації об'єктів дослідження при ізолюванні «металевих» отрут викликається тим, що катіони металів мають здатність вступати в сполуки з білками, амінокислотами, пептидами й утворювати з ними досить міцні комплекси. Метали в таких комплексах знаходяться в зв'язаному стані і не можуть бути виявлені без попередньої мінералізації біологічного матеріалу.

Мінералізація являє собою окислювання (спалювання) органічної речовини, що складає об'єкт дослідження, з метою руйнування комплексів металів з білками, після чого «металеві» отрути переходять у розчин в іонному виді.

Існують методи «сухої» і «мокрої» мінералізації. До методів «мокрої» мінералізації відноситься рідиннофазне окислювання сумішами кислот (сірчаною й азотною; сірчаною, азотною і хлорною), до «сухої» мінералізації відносять спалювання, сплавлення із поташем та селітрою.

Методи мінералізації можна розділити на загальні і окремі До загальних методів звичайно відноситься мінералізація за допомогою кислот. Методи «сухої» мінералізації застосовуються головним чином як окремі методи. До окремих методів відноситься також деструктивна мінералізація, яка використовується для ізолювання неорганічних сполук меркурію.

Найбільш широке застосування в даний час одержав метод мінералізації сумішшю сірчаної й азотної кислот, за кордоном також широко використовується метод мінералізації сумішшю сірчаної, азотної і хлорної кислот. Обидва методи характеризуються відносною швидкістю, повнотою руйнування органічних речовин, дозволяють одержати досить малі об’єми мінералізату. Недоліком методів є значні втрати меркурію за рахунок летючості її сполук. Крім того, метод з використанням суміші сірчаної, азотної і хлорної кислот, будучи найбільш швидким, вибухонебезпечний.

Методи «сухої» мінералізації використовують як окремі при дослідженні на деякі «металеві» отрути (аргентум, плюмбум, марганець, цинк) у невеликих наважках об'єктів (волосся, шкіра, пігулки і т.д.). Недоліком методів є втрата сполук меркурію.