Курсовая работа: Токсические химические элементы. Химизм действия

Отравления таллием в силу их неспецифической симптоматики встречаются чаще, чем о них думают. В последние Годы участились случаи непрофессиональных или бытовых отравлений, что связано с бесконтрольностью применения веществ, содержащих таллий с безответственностью и пренебрежением мерами предосторожности со стороны как ответственных лиц, так и лиц использующих эти вещества. Соли таллия широко применяются в быту в качестве инсектицидов и родентицидов. Иногда таллий обнаруживают в биосредах при химико-токсикологическом исследовании на свинец, и как случайную находку при экспертизе живых лиц или судебно-химическом исследовании. Встречаются все типы отравлений: транскутанные (соли таллия способны проникать трансдермально и даже через резиновые перчатки), ингаляционные, пероральные. Описаны случаи отравлений таллием, купленным вместо кокаина, около 3% таллия зарегистрировано в китайском травяном сборе «Nutrign»

Следует отметить, что до момента развития алопеции отравление таллием не диагностируется.

Токсикокинетика и токсикодинамика

Этот элемент находят во всех растительных продуктах. Особенно высока концентрация таллия в капусте (125 нг/г массы сухой ткани). Содержание его в хлебе и говяжьей печенке составляет соответственно 0,5-1 и 0,3 нг/г массы сухой ткани. В пищевом рационе человека может содержаться около 1,5 мкг/сутки.

Дополнительным источником поступления таллия через желудочно-кишечный тракт и легкие может служить табак, в котором его содержится до 100 нг/г.

В организме взрослого человека содержится около 100 мкг таллия. Поступление с пищей - около 1,5 мкг в сутки. Таллий и его соединения попадают в организм человека через рот, дыхательные пути и кожу, так как адсорбируются неповрежденной кожей.

Минимальная доза таллия, приводящая к смертельному исходу составляет 12- 15 мг/кг, смертельное отравление возникает при приеме более 1,0г внутрь. Сшах около 2 ч после приема внутрь, время полувыведения до 30 дней, за сутки с мочой выводится 55%, Vd 1 — 5 л/кг.

Близкие химические и физические свойства ионов таллия (+1) и калия (+1) отчетливо проявляются в сходстве кинетики поступления этих ионов в организм. После всасывания в кровь из мест введения, а также после внутривенной инъекции ионы таллия (+1) быстро распределяются по тканям.

Распределение яда неравномерное, максимальные концентрации обнаруживают в почках, костях, кишечнике, селезенке, минимальные — в мозге Исследования на животных с радиоактивным 2"4Т1 согласуются в общих чертах с данными для человека. У крыс после однократного введения в желудок наибольшее количество таллия содержат почки, затем содержание снижается в ряду: тестикулы > печень > селезенка, предстательная железа > мозг > волосы. В начале продолжительной экспозиции в костях и головном мозге обнаруживается относительно небольшое количество таллия.

Однако через несколько дней уровень его в этих органах становится выше, чем в печени. Время удержания таллия в тканях невелико. Через 25 дней после перорального приема Т1 в организме человека остается незначительная часть дозы.

Часть таллия аккумулируется в эритроцитах. В крови таллий находится преимущественно в форме свободных ионов таллия (+1), так как не связывается с альбумином и другими белками, проявляет слабую комплексообразовательную способность.

Как показано на крысах, независимо от пути поступления таллий выводится из всех тканей практически по одному и тому же экспоненциальному закону со временем полувыведения 80 часов. Через 3 недели после введения соединений таллия в организме остается около 1% дозы. При длительной экспозиции стационарный уровень таллия в органах достигается примерно через 20 дней. Основной путь выведения таллия из организма - почки (75%) и в меньшей мере - кишечник (25%).

Т1 совершает энтерогепатический, энтероэнтеральный и энтерооральный циклы, выделение Т1 со слюной в 15 раз превышает его экскрецию почками. Значительная часть ионов таллия (+1) может экскретироваться из крови в толстую кишку. Важную роль играет энтерогепатический путь выведения таллия с желчью. Значительная часть его выводится с потом, слезами, молоком, а также через волосяные фолликулы.

Накопление таллия с возрастом в костях, мозге и других тканях указывает на отсутствие эффективного механизма гомеостатического регулирования этого элемента у млекопитающих.

Механизм токсического действия

Таллий - высокотоксичный примесный элемент. Соединения таллия (3+) менее токсичны, чем соединения таллия (+1). Одним из наиболее достоверных механизмов токсичного действия таллия (+1) можно считать нарушение ионного баланса главных катионов организма Na' , К , Са2+. Несмотря на сходство ряда свойств ионов таллия (+1) и калия (+1), между ними имеются важные различия. Особенно существенна более высокая способность таллия (+) по сравнению с ионами щелочных металлов проникать через плазматическую мембрану, как внутрь клеток, так и из клетки. Измерение транспорта ионов через мембрану эритроцитов показывает, что скорость трансмембранного переноса таллия (+1) по крайней мере на 2 порядка (100 раз) выше, чем для ионов лития, натрия, калия, рубидия.

Таллий нарушает функционирование различных ферментных систем, разобщает окислительное фосфорилирование, нарушает синтез белков, ингибирует щелочную фосфатазу и сукцинат дегидрогеназу.

При избыточном поступлении таллия патологические изменения в скелете напоминают рахит, вызываемый такими элементами, как алюминий и бериллий.

Таллий в значительной мере накапливается в волосяных луковицах и волосяных сосочках. В результате нарушения образования кератина в волосяных луковицах происходит выпадение волос. Поэтому таллий нашел применение в медицине как депилирующее средство. Избыток цистеина в пищевом рационе позволяет частично устранить этот вредный эффект таллия.

Считают, что таллий конкурирует с ионом калия в биохимических процессах, протекающих с его участием. Таллий накапливается в митохондриях и оказывает общеклеточное токсическое действие. Это приводит к нарушению деятельности многих органов и систем, клинические проявления этих нарушений зависят от дозы яда, типа экспозиции (острое, хроническое воздействие) и пути поступления таллия.

Клинические проявления интоксикаиии

Отравления соединениями таллия не всегда диагностируются вследствие неспецифичности их клинических проявлений и нехарактерной пагологоанатомической картины. Многие авторы обращают внимание на то, что симптомы отравлений напоминают признаки отравления мышьяком или пищевую токсикоинфекцию - ботулизм. Отсутствие изменений в периферической крови и температурной реакции организма, диспептических расстройств дают основание сомневаться в возникшем отравлении. Однако прогрессирующее развитие полиневрита с резким болевым синдромом, утяжеление общего состояния больного, психопатологические проявления, нарушения функции почек и, наконец, обильное выпадение волос вплоть до облысения позволяют предполагать интоксикацию таллием.

Различают острое, подострое и хроническое клиническое течение интоксикации. Латентный период длится от нескольких часов до нескольких дней.

Даже при приеме высоких доз существует скрытый период длительностью до 12-14 ч. Наиболее выраженная клиническая картина приходится на 2-3 неделю от момента отравления.

Вначале наступают диспептические явления - анорекс, гастроэнтериты с поносом (иногда с кровью), тошнота, рвота, пароксизмальные боли в животе. Затем в течение 8-40 часов первых симптомов наступают расстройство нервной системы - резкая слабость, беспокойство, парестезии, расстройство походки (атаксия), дрожание, иногда судороги, мышечные боли, нарушается ритм сна (днем отмечается сонливость, ночью больные бодрствуют).

По мере кумуляции со 2-4 дня развивается умеренная гипертензия, тахикардия, перебои в сердце; присоединяются характерные сенсорные нарушения в виде парестезии, онемения рук, губ, сопутствующие парестезиям мигрирующие боли — специфичный признак интоксикации. Чем тяжелее интоксикация, тем быстрее и в большей степени формируются болезненные парестезии, боли сильнее выражены в животе и грудной клетке. Весьма специфичной (в совокупности с другими признаками) является немотивированная тревога. Поражения печени незначительны (табл 1).

Могут проявляться психические расстройства, отмечается лихорадка. Наступающие нарушения дыхания и кровообращения нарастают и заканчиваются комой и смертью на 7-10 день после начала отравления. В случае выживания в течение 7-10 дней наблюдаются выраженные неврологические расстройства в виде головных болей, атаксии, тремора, парастезии, полиневритов, мышечной атрофии. Отмечаются невриты, параличи лицевого нерва, снижается масса тела, тахикардия, различные психические нарушения, кожные проявления в виде шелушения, трещины в углах рта коричневой пигментации, гиперкератоза ладо- ний и подошв. Отмечено появление белых поперечных полос на ногтях (полосы Месса), продвигающихся по мере роста ногтей.

Таблица 1 Системы органов Клинические проявления ЦНС: снижение настроения, вялость, слабость, парестезии, миалгии, ощущение жжения в конечностях и выраженные боли в них, головная боль, бессонница, парезы (параличи) черепно-мозговых нервов, атаксия, хереоатетоз, острый интоксикационный психоз, судорожный синдром, кома. Сердечнососудистая система: умеренная гипертензия, тахикардия, боли в сердце, перебои. Дыхательн ая система: одышка, кашель (при ингаляционном поступлении), затрудненное дыхание,

	тяжесть в груди, интенсивные боли в грудной клетке, некардиогенный отек легких, РДС.
Желудочно -кишечный тракт:	анорексия, саливация, стоматит, диарея, гастроэнтероколит, боли в животе (по типу кишечной колики), непроходимость кишечника, тошнота, рвота, кровотечения.
Мочевая система:	олигурия, протеинурия, азотемия, цилиндроурия.
Кровь:	Анемия ,гемолиз

У некоторых больных наблюдается нарушение углеводного обмена, поражение почек и суставов («таллиевый псевдоревматизм»). Собственное токсическое действие таллия усугубляется обезвоживанием и быстро приводит к тяжелым осложнениям: судорогам, интоксикационным психозам, коме, смерти.

Нарушение углеводного обмена проявляется в виде гак называемого диабета, глюкозурии, поражения почек, гемотурией, уробилинурией, появление в моче цилиндров, ацетоновых тел; в крови - сгу щение с изменением гемакрита, анемия. Могут наблюдаться нарушения зрения.

Алопеция развивается на 3-4 неделе от момента отравления и более характерна для подострого или хронического течения интоксикации. Развивается облысение, исчезновение подмышечной и лобковой растительности, медиальной или латеральной трети бровей (это считается наиболее характерной симптоматикой, часто позволяющей установить окончательный диагноз), т.к. алопеция является весьма частым, сопутствующим различным заболеваниям признаком.

Токсикологическая диагностика

Химико-токсикологическую диагностику осуществляют измерением уровня таллия в моче за 24 ч (яд медленно выводится). Считают, что выведение за сутки 5-10 мг соответствует тяжелой интоксикации. Выделение таллия с мочой может продолжаться в течение 3-5 месяцев после отравления.

Диагностические уровни в слюне не верифицированы. Измерение таллия в волосах и ногтях проводят при судебно-химическом исследовании, наиболее четкие результаты дает метод атомно-адсорбционной спектрофотометрии; пигментацию волос оценивают под микроскопом.

Патоморфологически - воспаление слизистой оболочки кишечника, экхимозы и отек в миокарде, атрофические изменения в паренхиматозных органах, дегенерация двигательных и чувствительных периферических нервных волокон.

В головном мозге отек, множественные кровоизлияния, хроматолиз нейронов моторной зоны коры. В легких - метаплазия эпителия бронхов, в миокарде - межуточный продуктивный миокардит. В выпавших волосах гистологически обнаруживается веретенообразное вздутие корневой части с обильным отложением в ней черного пигмента.

Детоксикаиия

При попадании внутрь проводят промывание желудка со взвесью активированного угля, дают солевое слабительное, затем прием активированного угля внутрь в течение 2-3 недель по 2-3 г 3-4 раза в день и хлорид калия 3-5 г. Внутривенно вводят тиосульфат натрия 10 мл 20-30% раствора и глюкозу. При наОрушении дыхания вводят лобелии, кислород, по показаниям сердечные средства, дибазол и витамины.

Специфическим, хотя и оспариваемым многими авторами средством является ферроцианид железа. Считают, что его назначение в дозе до 250 мг на кг/сутки (разделенной на 4 приема) через назогастральный зонд способствует «иммобилизации» внутриклеточного таллия с последующим его перераспределением в просвет желудочно-кишечного тракта, при этом почечная экскреция яда снижается, этот антагонист назначают до тех пор, пока количество таллия, выводимое за сутки, не будет менее 0,5 мкг. Во время терапии ферроцианидом железа назначение солей калия прекращается.

Вторым по значимости антагонистом является калия хлорид, назначение которого способствует экскреции таллия почками. Рекомендуют по 500.0 мг калия хлорида внутрь каждые 4 ч на протяжении 6 дней. Однако у больных с неврологической симптоматикой существует опасность ее временного обострения. Мнения относительно лечения Д-пеницилламином противоречивы. Считают, что препарат способен провоцировать перераспределение таллия в мозг из других тканей и увеличивать летальность в эксперименте на животных (100% при лечении, 87% в контроле), однако вместе с ферроцианидом железа летальность составила 25% (ферроцианид+Д-пеницилламин), а при введении одного ферроцианида — 56%.

Эффективность унитиола в отношении таллия не подтверждена.

При тяжелых острых отравлениях положительный эффект оказывают ге- мосорбция на ранних этапах интоксикации и гемодиализ при наличии признаков поражения почек. Назначение салуретиков в больших дозах не способствует усилению экскреции таллия. Лечение осложнений проводят по общепринятым методам.

Мышьяк и его соединения. Мышьяк относится к микроэлементам, принимающим активное участие в биохимических процессах живого организма. Он оказывает положительное влияние на процессы кроветворения, участвуя в синтезе гемоглобина.

Содержание мышьяка в организме человека зависит от количества его в пищевых продуктах. В большинство пищевых продуктов мышьяк входит в качестве естественной составной части. С дневным рационом в организм человека поступает до 1 мг мышьяка. В норме в сырых овощах и фруктах мышьяк содержится в количестве 0,007 мг/кг, в сухих овощах и фруктах 0,03 мг/кг, в мясе 0,01 мг/кг. Много мышьяка в морских организмах, особенно ракообразных и моллюсках — до 40 мг/кг. Богатейшим источником мышьяка в пищевом рационе является морская и речная рыба (0,13 мг/кг). В странах, где рацион питания основан на морской рыбе и морепродуктах, обнаруживают увеличение количества мышьяка в крови и тканях людей.

В табаке содержится до 40 мг/кг мышьяка; в зависимости от сорта табака при курении ингалируется до 100 мкг мышьяка в сутки.

В организме содержится около 18 мг мышьяка. Он содержится в основном в белках тканей и участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Основное количество мышьяка содержится в эритроцитах (в 6,4 раз больше, чем в плазме), где он связан с гемоглобином. При этом с глобином он связывается больше, чем с гемом. Мышьяк накапливается в печени, почках, легких. В волосах и костях он задерживается на годы, что имеет значение для судебной медицины.

Основная масса мышьяка выводится с мочой, выведение с калом не превышает 10% введенной дозы. За сутки с мочой выводится около 55% введенной дозы. Он выводится в основном в неорганической форме: 85%-90% в форме арсената, остальные 10-15% в виде арсенита.

Применение

К соединениям мышьяка с древнейших времен существовал двоякий подход. Их рассматривали как сильнейшие яды, но и как вещества, обладающие целебными тонизирующими свойствами. Так, еще 200 лет назад в медицинскую практику введен 1% раствор арсенита натрия (раствор Фаулера) как общеукрепляющее и тонизирующее средство.

В медицине, стоматологии, используется As203. Na3As04 и Na3As03 используются как эритропоэтическое средство при неврозах, анемии, лейкозах.

Оксид мышьяка (III) является исходным материалом для получения мышьяка и его производных; служит для обесцвечивания стекол, консервирования кож, мехов, как лекарственный препарат в медицине и ветеринарии, реагент в аналитической химии; применяется в производстве пестицидов. Оксид мышьяка (V) используется для получения арсенатов; в качестве окислителя при проведении некоторых реакций; как дефолиант и антисептик.

Арсин - газ с запахом чеснока, горюч, обладает резорбтивным действием. Используется как боевое отравляющее вещество .Селенид мышьяка применяется в инфракрасной оптике, электронике, электрофотографии.

Хлорид мышьяка (III) используется в производстве фармацевтических препаратов и других синтезах; для уничтожения личинок комаров.

Арсенид галлия применяется в полупроводниковой технике.

Арсенопирит—минерал мышьяка, используемый для получения металлического мышьяка.

Токсичность соединений мышьяка

Добыча и переработка мышьяксодержащих руд и минералов; пирометаллургия и получение серной кислоты, суперфосфата; сжигание каменного угля, нефти, торфа, сланцев; синтез и использование мышьяксодержащих ядохимикатов, препаратов, антисептиков и реагентов играют существенную роль в загрязнении мышьяком объектов природы, атмосферы и воздуха рабочей зоны. В атмосферном воздухе в окрестностях индустриальных районов обнаруживали 0,125-69 мкг/м мышьяка. Колебания обусловлены расстоянием от источника выделения, направлением ветра, мощностью предприятия и др.

Соединения мышьяка, попадающие в атмосферу с выбросами, оседают на поверхности почвы, водоемов и на растениях. Постоянный выпуск сточных вод, содержащих мышьяка, приводит к загрязнению водоемов. Концентрация мышьяка в воде ниже спуска сточных вод мышьяковых и медных заводов достигает 0,6-6 мг/л, в то время как выше спуска она не превышает фоновых значений. Большое количество мышьяка найдено в донных отложениях водоемов, откуда он может при определенных условиях мигрировать в жидкую фазу.

Страницы: 1, 2, 3, 4