Виды антидотов, их применение

16

Лекция.

Применение антидота позволяет воспрепятствовать воздействию яда на организм, нормализовать основные функции организма или затормозить развивающиеся при отравлении функциональные или структурные нарушения.

Антидоты бывают прямого и непрямого действия.

Антидот прямого действия

Прямого действия - осуществляется непосредственное химическое или физико - химическое взаимодействие яда и противоядия.

Основные варианты - сорбентные препараты и химические реагенты.

Сорбентные препараты - защитное действие осуществляется за счет неспецифической фиксации (сорбции) молекул на сорбенте. Результат - снижение концентрации яда, взаимодействующего с биоструктурами, что приводит к ослаблению токсичного эффекта.

Сорбция происходит за счет неспецифических межмолекулярных взаимодействий - водородных и Ван - дер - Ваальсовых связей (не ковалентных!).

Сорбцию возможно осуществлять с кожных покровов, слизистых оболочек, из пищеварительного тракта (энтеросорбция), из крови (гемосорбция, плазмосорбция). Если яд уже проник в ткани, то применение сорбентов не эффективно.

Примеры сорбентов: активированный уголь, каолин (белая глина), окись Zn, ионообменные смолы.

1 грамм активного угля связывает несколько сотен мг стрихнина.

Химические противоядия - в результате реакции между ядом и противоядием образуется нетоскичное или малотоксичное соединение (за счет прочных ковалентных ионных или донорно-акцепторных связей). Могут действовать в любом месте - до проникновения яда в кровь, при циркуляции яда в крови и после фиксации в тканях.

Примеры химических противоядий:

для нейтрализации попавших в организм кислот используют соли и оксиды, дающие в водных растворах щелочную реакцию - K2CO3, NaHCO3, MgO.

при отравлении растворимыми солями серебра (например AgNO3 ) используют NaCl, который образует с солями серебра нерастворимый AgCl.

при отравлении ядами, содержащими мышьяк используют MgO, сульфат железа, которые химически связывают его

при отравлении марганцовокислым калием KMnO4 , который является сильным окислителем, используют восстановитель - перекись водорода H2O2

при отравлении щелочами используют слабые органические кислоты (лимонная, уксусная)

отравления солями плавиковой кислоты (фторидами) применяют сульфат кальция CaSO4, при реакции получается мало растворимый CaF2

при отравлении цианидами (солями синильной кислоты HCN ) применяются глюкоза и тиосульфат натрия, которые связывают HCN. Ниже приведена реакция с глюкозой.

Очень опасна интоксикация тиоловыми ядами (соединениями ртути, мышьяка, кадмия, сурьмы и и др. тяжелых металлов). Тиоловыми такие яды называют по механизму их действия - связыванию с тиоловыми (-SH) группами белков:

Связывание металла с тиоловыми группами белков приводит к разрушению структуры белка, что вызывает прекращение его функций. Результат - нарушение работы всех ферментных систем организма.

Для нейтрализации тиоловых ядов применяются дитиоловые антидоты (доноры SH- групп). Механизм их действия представлен на схеме.

Образовавшийся комплекс яд-антидот выводится из организма, не причиняя ему вреда.

Еще один класс антидотов прямого действия - антидоты - комплексоны (комплексообразователи).

Они образуют прочные комплексные соединения с токсичными катионами Hg, Co, Cd, Pb . Такие комплексные соединения выводятся из организма, не причиняя ему вреда. Среди комплексонов наиболее распространены соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), прежде всего этилендиаминтетраацетат натрия.

Антидот непрямого действия

Антидоты непрямого действия - это вещества, которые сами не реагируют с ядами, но устраняют или предупреждают нарушения в организме, возникающие при интоксикациях (отравлениях).

1) Защита рецепторов от токсичного воздействия.

Отравление мускарином (ядом мухомора) и фосфорорганическими соединениями происходит по механизму блокирования фермента холинэстеразы. Этот фермент отвечает за разрушение ацетилхолина, вещества, принимающего участие в передаче нервного импульса от нерва к мышечным волокнам. Если фермент блокирован, то создается избыток ацетилхолина.

Ацетилхолин соединяется с рецепторами, что подает сигнал к сокращению мышц . При избытке ацетилхолина происходит беспорядочное сокращение мышц - судороги, которые часто приводят к смерти.

Противоядием является атропин. Атропин применяется в медицине для расслабления мышц. Антропин связывается с рецептором, т.е. защищает его от действия ацетилхолина. В присутствии ацетилхолина мышцы не сокращюется, судорог не происходит.

2) Восстановление или замещение поврежденной ядом биоструктуры.

При отравлениях фторидами и HF, при отравлениях щавелевой кислотой H2C2O4 происходит связывание ионов Са2+ в организме. Противоядие - CaCl2.

3) Антиоксиданты.

Отравление четыреххлористым углеродом CCl4 приводит к образованию в организме свободных радикалов. Избыток свободных радикалов очень опасен, он вызывает повреждение липидов и нарушение структуры клеточных мембран. Антидоты - вещества, связывающие свободные радикалы (антиоксиданты), например витамин Е.

4) Конкуренция с ядом за связывание с ферментом.

Отравление метанолом:

При отравлении метанолом в организме образуются очень токсичные соединения - формальдегид и муравьиная кислота. Они более токсичны, чем сам метанол. Это пример летального синтеза.

Летальный синтез - превращение в организме в процессе метаболизма менее токсичных соединений в более токсичные.

Этиловый спирт C2H5OH лучше связывается с ферментом алкогольдегидрогеназой. Это тормозит превращение метанола в формальдегид и муравьиную кислоту. CH3OH выводится в неизменном виде. Поэтому прием этилового спирта сразу вслед за отравлением метанолом значительно снижает тяжесть отравления.

1. Оксид углерода (II) - угарный газ (СО)

1.1 Антропогенные источники поступления

- бытовые источники (неполное сгорание газа в плитах и топлива в печах);

- пожары (опасность отравления СО; 50% гибели при пожарах - отравление СО);

- химическая промышленность (производство аммиака, соды, синтез метанола, производство

синтетических волокн, кокса);

- металлургическая промышленность (производство стали);

- автотранспорт (более половины антропогенного СО).

Содержание СО в выхлопных газах может достигать 12%. Повышение содержания СО в выхлопных газах - на холостом ходу, на малых оборотах, торможении и ускорении. Особенно опасны пробки на дорогах. Летом СО накапливается в зеленых зонах перед дворами, рядом с магистралью на расстояние до 150 метров. Опасно накопление СО в тоннелях и гаражах.

a. Механизм токсичного действия.

СО соединяется с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин нарушается способность крови к переносу кислорода (О2) недостаток кислорода в организме.

b. Острое отравление.

При вдыхании концентрации до 1000 мг/м³ - тяжесть и ощущение сдавливания головы, сильная боль во лбу и висках, головокружение, шум в ушах, покраснение и жжение кожи лица, дрожь, чувство слабости и страха, жажда, учащение пульса, ощущение недостатка воздуха, тошнота, рвота. В дальнейшем при сохранении сознания - оцепенелость, слабость и безучастность, ощущение приятной истомы, затем нарастает сонливость и оцепенение, смутность сознания, человек теряет сознание. Далее - одышка и смерть от остановки дыхания.

При концентрации 5 000 мг/м³ - за 20-30 минут - слабый пульс, замедление и остановка дыхания, смерть.

При концентрации 14 000 мг/м³ - за 1-3 минуты - потеря сознания, рвота, смерть.

c. Хроническое отравление.

Головные боли, головокружение, слабость, тошнота, исхудание, отсутствие аппетита; при длительном контакте - нарушение сердечно-сосудистой системы, одышка, боли в области сердца.

d. Нормативы.

ПДК (мг/м³):

ПДКр.з. (в течение рабочего дня) 20,0

60 минут 50,0

15 минут 200,0

ПДКм.р. 5,0

ПДКс.с 3,0

4-й класс опасности.

2. Циановодород - HCN - синильная кислота

2.1 Антропогенные источники поступления

Химическая и металлургическая промышленность; горение полимеров.

Синильная кислота и ее соли присутствуют в сточных водах рудообогатительных фабрик, рудников, приисков, гальванических цехов, металлургических заводов.

2.2 Токсичность солей синильной кислоты

Токсичность солей HCN - за счет образования HCN при их гидролизе. Циановодород вызывает быстрое ухудшение состояния из-за блокирования дыхательных ферментов в клетках (блокирование цитохромоксидазы в митохондриях). Клетки не могут потреблять кислород и поэтому гибнут.

2.3 Острое отравление

1 мг/м³- запах.

При высоких концентрациях (более 10 000 мг/м³) - почти мгновенная потеря сознания, паралич дыхания и сердца.

При меньших концентрациях происходит несколько стадий отравления:

1) Начальная стадия: царапанье в горле, жгуче-горький вкус во рту, слюнотечение, онемение рта, мышечная слабость, головокружение, острая головная боль, тошнота, рвота.

2) Вторая стадия: постепенно усиливается общая слабость, боли и чувство стеснения в области сердца, замедление пульса, сильная одышка, тошнота, рвота (стадия одышки).

3) Стадия судорог: чувство тоски, усиливающаяся одышка, потеря сознания, сильные судороги.

4) Стадия паралича: полная потеря чувствительности и рефлексов, непроизвольное мочеиспускание и дефекация, остановка дыхания, смерть.

2.4 Хроническое отравление

Головная боль, слабость, быстрая утомляемость, повышение общего недомогания, нарушение координации движений, потливость, повышенная раздражительность, тошнота, боли в подложечной области, боли в сердце.

2.5 ПДК для HCN и его солей (в пересчете на циановодород)

ПДКр.з. 0,3 мг/м³

ПДКс.с. 0,01 мг/м³

ПДКв. ( в воде водоисточников) 0,1 мг/л

1-й класс опасности.

3. Оксиды азота (NO и NO2)

3.1 Антропогенные источники поступления

- сгорание ископаемого топлива;

- транспорт;

- производство азотной и серной кислот;

- бактериальное разложение силоса.

3.2 Токсическое действие

NO - кровяной яд, препятствует переносу кислорода гемоглобином.

NO2 - выраженное раздражающее и прижигающее действие на дыхательные пути, приводит к развитию отека легких; тиоловый яд, блокирует SH-группы белков.

3.3 Острое отравление

NO - общая слабость, головокружение, онемение ног. При более сильном отравлении - тошнота, рвота, усиление слабости и голокружения, снижение кровяного давления. При тяжелом отравлении - синюшность губ, слабый пульс, легкий озноб. Через несколько часов - улучшение состояния, через 1-3 дня - резкая слабость, сильная головная боль, онемение рук и ног, сонливость, головокружение.

NO2

При 8 мг/м3 - запах и небольшое раздражение.

При 14 мг/м3 - раздражение глаз и носа.

Вдыхание в течение 5 минут 510-760 мг/м³ - пневмония.

950 мг/м3 - отек легких в течение 5 минут.

Для острого отравления характерны две фазы:

Сначала - отек, затем - бронхит и его последствия.

3.4 Хроническое отравление

NO: нарушение функций органов дыхания и кровообращения;

NO2: воспаление слизистой оболочки десен, хронический бронхит.

3.5 Нормативы

NO: NO2:

ПДКм.р. 0,4 мг/м³ ПДКмр. 0,085 мг/м³

ПДКс.с. 0,06 мг/м³ ПДКс.с. 0,04 мг/м³

3-й класс опасности 2-й класс опасности

4. Оксид серы (IV) - сернистый газ SO2

4.1 Антропогенные источники поступления

Сжигание угля и нефтепродуктов:

80% - в промышленности и быту;

19% - металлургия;

1% - транспорт.

Min S - природный газ, max S - уголь, нефть (зависит от сорта).

В металлургии - при выплавке меди, цинка, свинца, никеля; из сульфидных руд (колчеданов)

4.2 Механизм действия

Оказывает многостороннее общетоксическое действие. Нарушает углеводный и белковый обмен, ингибирует ферменты. Обладает раздражающим действием. Нарушает функцию печени, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, почек.

4.3 Острое отравление

В лекгих случаях (концентрация ~ 0,001 % по объему) - раздражение верхних дыхательных путей и глаз. Слезотечение, чихание, першение в горле, кашель, осиплость голоса. При поражение средней тяжести: общая слабость, сухой кашель, боль в носу и горле, тошнота, боли в подложечной области, носовые кровотечения. В тяжелых случаях - острое удушье, мучительный кашель, отек легких, смерть.

4.4 Хроническое отравление

Нарушение дыхательной, сердечно-сосудистой систем и желудочно-кишечного тракта. Одна из форм поражения - бронхиты: кашель, боли в груди, одышка, слабость, утомляемость, потливость. Поражение печени - токсический гепатит - тяжесть и боль в правой подреберной области, тошнота, горечь во рту. Поражение желудка - боль натощяк или после еды, изжога, тошнота, снижение аппетита, язва желудка и двенадцатиперстной кишки.

4.5 Нормативы

ПДКр.з. 10 мг/м³

ПДКм.р. 0,5 мг/м³

ПДКс.с. 0,05 мг/м³

2-й класс опасности.

5. Мышьяк (As)

5.1.Антропогенные источники загрязнения

- металлургия (мышьяк - примесь во многих рудах): производство Pb, Zn, Ni, Cu, Sn, Mo, W;

- производство серной кислоты и суперфосфата;

- сжигание каменного угля, нефти, торфа;

- производство мышьяка и As-содержащих ядохимикатов;

- кожевенные заводы.

Выбросы в воздух с дымом и со сточными водами.

5.2 Токсическое действие

Тиоловый яд широкий спектр действия:

- нарушение обмена веществ;

- повышение проницаемости стенок сосудов разрушение эритроцитов (гемолиз);

- разрушение тканей в месте их прямого контакта с мышьяком;

- канцерогенное действие;

- эмбриотоксический и тератогенный эффект.

5.3 Острое отравление

В легких случаях - общее недомогание, головная боль, тошнота; затем - боли в правом подреберье и пояснице, тошнота, рвота.

Тяжелые отравления:

При поступлении через рот - металлический привкус, жжение и сухость во рту, боли при глотании через несколько часов после отравления.

При поступлении через органы дыхания - раздражение верхних дыхательных путей и глаз - слезы, чихание, кашель, кровохарканье, боль в груди, отек лица и век.

Затем - сильная слабость, головокружение, головная боль, тошнота, рвота, боли в животе, онемение пальцев рук и ног. Затем - неукротимая рвота с кровью, судороги, носовые кровотечения, кровоизлияния в различных частях тела.

Через 8-15 дней - резкие боли в конечностях, резкая слабость, сонливость, сильные головные боли, судороги, паралич, смерть от паралича дыхания.

5.4 Хроническое отравление

Повышенная утомляемость, исхудание, тошнота, головокружение, боли в конечностях, желудке, кишечнике, груди, горле, кашель, отек лица и век. Выпадение волос и ногтей, кровоизлияние, потемнение кожи. Раздражительность, рвота, неустойчивый стул, отсутствие аппетита.

5.5 Нормативы

Мышьяк и его неорганические соединения (в пересчете на мышьяк):

ПДКс.с. 0,003 мг/м³

ПДКв. (воды) 0,05 мг/л

2-й класс опасности.

6. Ртуть (Hg)

6.1 Антропогенные источники поступления

- получение ртути и ртутьсодержащих веществ;

- сжигание органического топлива;

- цветная металлургия;

- коксование угля;

- производство хлора и соды;

- сжигание мусора.

Поступление: в виде паров, водорастворимость солей и органических соединений.

6.2. Токсическое действие

Тиоловый яд широкий спектр действия.

Проявление токсического эффекта зависит от формы, в которой ртуть поступила в организм.

Особенность паров ртути - нейтротоксичноть, действие на высшую нервную деятельность.

6.3. Острое отравление

Пары ртути:

Симптомы появляются через 8-24 часа после отравления.

Общая слабость, головная боль, боль при глотании, повышение температуры, кровоточивость, воспаление в полости рта, боли в животе, поражение желудка (тошнота, рвота, жидкий стул), поражение почек.

6.4 Хроническое отравление

В основном - действие на центральную нервную систему.

Снижение работоспособности, быстрая утомляемость, повышенная возбудимость. Ослабление памяти, беспокойство, неуверенность в себе, раздражительность, головные боли.

Далее - слабость, сонливость, апатия, эмоциональная неустойчивость, дрожание рук, языка, век (в тяжелых случаях всего тела). Повышенная психическая возбудимость, пугливость, общая подавленность, упрямость и раздражительность, ослабление памяти, невралгия.

6.5. Нормативы

Металлическая ртуть (пары):

ПДКр.з. 0,01 мг/м³

ПДКс.с. 0,0003 мг/м³

1-й класс опасности.

7. Свинец (Pb)

7.1 Антропогенные источники поступления

- свинцовые и свинцово-цинковые заводы (цветная металлургия);

- выхлопные газы автомобилей (тетраэтил свинец добавляют для повышения октанового числа);

- сточные воды следующих производств: металлообрабатывающего, машиностроительного,

нефтехимического, спичечного, фотоматериалов;

- сжигание каменного угля и бытового мусора.

7.2 Токсическое действие

Тиоловый яд, но менее токсичен, чем ртуть и мышьяк.

Поражает ЦНС, периферическую нервную систему, костный мозг, кровь, сосуды, генетический аппарат, клетки.

7.3 Острое отравление

Острые (отравление солями свинца): схваткообразные боли в животе, запор, общая слабость, головокружение, боли в конечностях и пояснице.

7.4 Хроническое отравление

Внешне: свинцовая (черная) кайма по краю десен, землисто-серая окраска кожи.

Изменение нервной системы.: головная боль, головокружение, утомляемость, раздражительность, нарушение сна, ухудшение памяти, эпилептические припадки.

Двигательные расстройства: параличи отдельных мышц, дрожания рук, век и языка; боли в конечностях, изменения системы крови - свинцовая анемия, обменные и эндокринные нарушения, нарушения желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы.

7.5 Нормативы

Pb металл. ПДКр.з. 0,01 мг/м³ , соли Pb ПДКс.с. 0,0003 мг/м³ ,

ПДКс.с. 0,003мг/м³.

2-й класс опасности.

8. Хром (Cr)

8.1 Антропогенные источники поступления

Выбросы предприятий, где добывают, получают, перерабатывают и применяют хром (в том числе гальванические и кожевенные производства).

8.2 Токсическое действие

Токсичность зависит от валентности:

Cr (VI) > Cr (III) > Cr (II)

Поражает почки, печень, поджелудочную железу, обладает канцерогенным эффектом. Раздражающее действие, Cr (VI) - аллерген.

8.3 Острое отравление

Аэрозольные соединения Cr (VI), хроматы, бихроматы - насморк, чихание, носовые кровотечения, раздражение верхних дыхательных путей; в тяжелых случаях - острая почечная недостаточность.

8.4 Хроническое отравление

Поражение верхних дыхательных путей и развитие бронхитов и бронхиальной астмы; поражение печени (нарушение функций, развитие цирроза), аллергические заболевания кожи - дерматиты, язвы, «хромовые экземы».

Хроматы - главная причина производственных контактных дерматитов на кистях рук, предплечьях, лице, веках.

При длительном контакте с соединениями хрома возрастает вероятность раковых заболеваний.

8.5 Нормативы

Cr+6 в пересчете на CrO3 (хроматы, бихроматы):

ПДКм.р. 0,0015 мг/м³

ПДКс.с. 0,0015 мг/м³

1-й класс опасности.

9. Медь (Cu)

9.1 Антропогенные источники поступления

- предприятия цветной металлургии;

- медь-содержащие пестициды;

- гальванические производства;

- сжигание угля и нефти.

9.2 Токсическое действие

Тиоловый яд

9.3 Острое отравление

CuSO4

При попадании в желудок - тошнота, рвота с кровью, боль в животе, понос, нарушение координации движений, смерть от почечной недостаточности.

При вдыхании аэрозоля - приступы кашля, боли в животе, носовое кровотечение. Повышение температуры.

9.4 Хроническое отравление

Расстройства нервной системы, печени почек, разрушение носовой перегородки.

9.5 Нормативы

CuSO4 ПДКр.з. 0,5 мг/м³

ПДКм.р. 0,003 мг/м³

ПДКс.с. 0,001 мг/м³

2-й класс опасности.