Обсуждена на заседании кафедры

ЛЕКЦИЯ

ТЕМА: ТОКСИЧНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ОБЩЕЯДОВИТОГО ДЕЙСТВИЯ.

Обсуждена на заседании кафедры

«___» ______________2016 года

Протокол № _________

г. Омск – 2016 г.

УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ:

1. Ознакомить студентов с классификацией токсичных химических веществ общеядовитого действия.

2. Рассказать физико-химические свойства, клинику отравления, объяснить механизм токсического действия токсичных химических веществ общеядовитого действия.

3. Ознакомить студентов профилактикой поражений, оказанием медицинской помощи в очаге и на этапах медицинской эвакуации.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Введение. Перечень и классификация веществ, нарушающих биоэнергетические процессы в организме.

2. Физико-химические и токсические свойства синильной кислоты; механизм токсического действия, патогенез интоксикации, клиника поражений, антидотная и симптоматическая терапия.

3. Физико-химические и токсические свойства оксида углерода; механизм токсического действия, патогенез интоксикации, клиника поражений, антидотная и симптоматическая терапия.

ЛИТЕРАТУРА:

Основная:

1. Софронов Г.А., Александров М.В., Головко А.И. и др. Экстремальная токсикология : учебник / под ред. Г.А. Софронова, М.В. Александрова. – СПб: ЭЛБИ-СПб. 2012. – 256 с.

Дополнительная:

1. Бадюгин И.С., Каратай Ш.С., Константинова Т.К. Экстремальная токсикология : руководство для врачей / под ред. Е.А. Лужникова. – ГЭОТАР-Медиа. 2006. – 416 с.

2. Военная токсикология, радиобиология и медицинская защита : учебник / под ред. С.А. Куценко. – СПб: ООО «Издательство Фолиант», 2004. – 528 с.

3. Линг Луис Дж. Секреты токсикологии / Луис Дж. Линг, Ричард Ф. Кларк, Тимоти Б. Эриксон, Джон Х. Трестрейл. – М. – СПб.: «Изд-во БИНОМ» – «Изд-во «Диалект»». 2006. – 376 с.

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

1. Мультимедийное сопровождение к лекции.

1. ВВЕДЕНИЕ. ПЕРЕЧЕНЬ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕЩЕСТВ, НАРУШАЮЩИХ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОРГАНИЗМЕ.

Общеядовитым называется действие химических веществ на организм, сопровождающееся повреждением биологических механизмов энергетического обеспечения процессов жизнедеятельности.

Практически любой токсикант, вызывая тяжёлую, острую интоксикацию, в той или иной степени нарушает энергетический обмен, то есть оказывает общеядовитое действие. Однако в большинстве случаев нарушение биоэнергетики является лишь звеном в патогенезе токсического процесса, инициированного за счёт иных механизмов.

Токсиканты, основным (первичным) механизмом повреждающего действия которых на организм является нарушение биоэнергетики, могут быть объединены в группу веществ общеядовитого действия.

Из курса биохимии и нормальной физиологии известно, что основным содержанием биоэнергетических процессов в организме является непрерывное поддержание на постоянном уровне кон­центрации аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), связи которой богаты энергией (макроэргические связи). Источником энергии в организме является процесс биологического окисления субстратов, образующихся в ходе метаболизма питательных веществ. Для обес­печения этих процессов нужна доставка кислорода к тканям и по­ставка субстрата.

В целом процесс энергетического обмена называется «дыхание». Условно дыхание делится на внешнее дыхание, которое включает собственно внешнее дыхание – транспорт газов через аэрогематический барьер и газотранспортную функцию крови, обеспечиваю­щей транспорт кислорода к тканям; и тканевое дыхание: биологическое окисление субстрата и окислительное фосфорилирование в митохондриях. Вещества, способные первично нарушать разные звенья (этапы) дыхания, т. е. вещества общеядовитого действия, так и делятся: на «яды» крови и тканевые «яды». Учитывая особую значимость и обособленность механизма действия, вещества, нарушающие функцию аэрогематического барьера, выделяются в отдельную группу пульмонотоксикантов.

Дальнейшая классификация (деление на группы) зависит от действия веществ на «структуры-мишени».

Классифицировать ОВТВ рассматриваемой группы можно в соответствии с особенностями механизма их токсического действия:

1. ОВТВ, нарушающие кислородтранспортные функции крови:

1.1.Нарушающие функции гемоглобина:

1.1.1. Образующие карбоксигемоглобин (монооксид углерода, карбонилы металлов).

1.1.2. Образующие метгемоглобин (оксиды азота, ароматические нитро- и аминосоединения, нитриты и др.).

1.2. Разрушающие эритроциты (мышьяковистый водород).

2. ОВТВ, нарушающие тканевые процессы биоэнергетики:

2.1. Ингибиторы ферментов цикла Кребса (производные фторкарбоновых кислот).

2.2. Ингибиторы цепи дыхательных ферментов (синильная кислота и её соединения).

2.3. Разобщители тканевого дыхания и фосфорилирования (динитроортокрезол, динитрофенол).

3. Вещества, нарушающие функции гемоглобина.

Одна из важнейших функций крови – транспорт кислорода от лёгких к тканям. Транспорт кислорода осуществляется двумя способами:

– гемоглобином – в форме соединения;

– плазмой – в форме раствора.

В растворённом состоянии плазмой крови переносится около 0,2 мл О₂ на 100 мл крови. В связанной с гемоглобином форме эритроциты переносят в 100 раз больше кислорода (20 мл на 100 мл крови). 1 г гемоглобина способен обратимо связать около 1,5 мл О₂, а в 100 мл крови содержится около 14-16 г гемоглобина. В результате взаимодействия кислорода с гемоглобином образуется нестойкое соединение оксигемоглобин (HbO).

Вещества, взаимодействующие с гемоглобином и нарушающие его свойства, будут существенно изменять кислородтранспортные свойства крови, вызывая развитие гипоксии гемического типа.

Карбоксигемоглобин образуется при действии на организм монооксида углерода (СО), так называемого угарного газа, а также при отравлении некоторыми карбонилами металлов.

Соединения металлов с СО называются карбонилами металлов. Их применяют в некоторых областях химической промышленности. Из множества соединений особый интерес представляют пентакарбонил железа и тетракарбонил никеля – вещества, легко разлагающиеся с образованием СО.

Как уже указывалось, железо, входящее в структуру гемоглобина – двухвалентно, независимо от того, связан пигмент крови с кислородом (HbO) или нет (Hb). Более того, только находясь в двухвалентном состоянии Fe⁺² обладает необходимым для осуществления транспортных функций сродством к кислороду.

В нормальных условиях спонтанно и под влиянием различных патогенных факторов, в том числе химической природы, двухвалентное железо гемоглобина окисляется, переходя в трёхвалентную форму. Образуется так называемый метгемоглобин (MetHb). Метгемоглобин не участвует в переносе кислорода от лёгких к тканям, поэтому значительное повышение его содержания в крови представляет опасность. Эволюционно сформировались механизмы обратного превращения метгемоглобина в гемоглобин. Благодаря этим механизмам у здорового человека уровень метгемоглобина в крови не превышает 0,5-2%.

Основной причиной массивного образования метгемоглобина в крови до уровня, порой угрожающего жизни человека, является действие на организм химических веществ, так называемых метгемоглобинообразователей (оксидов азота, органических и неорганических нитро- и аминосоединений, фенолов, хлоратов, сульфонов и т.д.). Наряду с MetHb при интоксикациях подобными веществами в крови нередко появляется и другой продукт повреждения гемоглобина – сульфгемоглобин.

Наиболее токсичные метгемоглобинообразователи относятся к одной из следующих групп:

1. Соли азотистой кислоты (нитрит натрия)

2. Алифатические нитриты (амилнитрит, изопропилнитрит, бутилнитрит)

3. Ароматические амины (анилин, аминофенол)

4. Ароматические нитраты (динитробензол, хлорнитробензол)

5. Производные гидроксиламина (фенилгидроксиламин)

6. Производные гидразина (фенилгидразин).

Попав в организм, метгемоглобинообразователи либо непосредственно активируют процессы, приводящие к окислению железа гемоглобина, либо первоначально метаболизируют с образованием реактивных продуктов, которые обладают этим свойством.

Проявления метгемоглобинемии различной степени выраженности

Ингибиторы цепи дыхательных ферментов (синильная кислота и её соединения).

 К отравляющим веществам (ОВ) общеядовитого действия принято относить большую группу химических соединений, объединенных под общим названием – цианиды. Родоначальницей этой группы является синильная кислота, полученная впервые в чистом виде в 1782 году шведским химиком и фармацевтом Карлом Шееле из "берлинской лазури", вследствие чего кислота и была названа синильной. Счита­ется, что и сам К. Шееле был жертвой своего открытия, поскольку умер при невыясненных обстоятельствах в своей лаборатории.

 С тех пор и до настоящего времени различные свойства цианидов  привлекают к себе пристальное внимание многих специалистов, хотя способностью соединений синильной кислоты вызывать смертельные отравления пользовались еще во времена глубокой древности, когда их химическая природа была неизвестна.

Ядовитые свойства кислоты сразу стали предметом присталь­ного интереса. Большинство криминальных отравлений в XIX в. – отравления синильной кислотой. Этот «ажиотажный спрос» на ве­щество прекратился только с момента открытия способов индика­ции цианидов в биосредах.

Высокая токсичность синильной кислоты побудила Наполеона предпринять попытку наполнять ею артиллерийские снаряды. Бое­вой эффект не был достигнут, поскольку пары синильной кислоты быстро рассеивались в атмосфере (пары легче воздуха).

В качестве отравляющего вещества синильная кислота впервые применена 12 июля 1916 г. на р. Сомме французскими войсками про­тив немецких войск. Выраженный боевой эффект получить опять-таки не удалось. Попытки «утяжелить» пары синильной кислоты путем до­бавления треххлористого мышьяка, хлорного олова и хлороформа так­же не привели к созданию эффективных боевых отравляющих веществ.

Замещение атома водорода в синильной кислоте галоидами ведет к образованию галоидцианов.

Синильная кислота и её производные использовались фашиста­ми в газовых камерах в концентрационных лагерях.

Не исключается вероятность отравления цианидами и в мирное время, поскольку синильная кислота и большое число её производных применяются в различных сферах народного хозяйства практически всех государств, имеющих химическую промышленность. Речь идёт об использовании цианидов в производстве пластмасс, пестицидов, каучука, ароматических веществ, стимуляторов роста. Цианистые соединения необходимы для извлечения благородных металлов при гальванопластическом золочении и серебрении. Иными словами, область промышленного применения цианидов очень обширна. В быту отравления веществами, содержащими циангруппу, встречаются вследствие употребления в пищу большого количества семян миндаля, персика, абрикосов, вишни, сливы и других растений семейства розоцветных или настоек из их плодов. Оказалось, что все они содержат гликозид амигдалин, который в организме под влиянием фермента эмульсина разлагается с образованием синильной кислоты.