Синильная кислота

Физико-химические и токсические свойства синильной кислоты

Синильная кислота (HCN) - бесцветная прозрачная легкоподвижная жидкость с запахом горького миндаля (при малых концентрациях). Характерный запах ощущается при концентрации в воздухе 0,0009 мг/л. Температура кипения +26^оС, температура замерзания = - 26^оС, относительная плотность паров по воздуху 0,93, т.е. пары её легче воздуха. Пары синильной кислоты плохо поглощаются активированным углем.

Хорошо растворяется в воде, алкоголе, этиловом эфире, органических растворителях, фосгене, иприте и др.

Синильная кислота является слабой кислотой, так как она может быть вытеснена из своих солей самыми слабыми кислотами (например, угольной). Поэтому соли синильной кислоты хранят в герметически закрытой посуде.

При взаимодействии со щелочами синильная кислота образует соли, которые по токсичности не уступают самой синильной кислоте (цианистый калий, цианистый натрий, которые представляют собой твердые кристаллические вещества). Синильная кислота и ее соли взаимодействуют с коллоидной серой или веществами, ее выделяющими, образуя роданиды - нетоксические продукты.

Взаимодействуя с альдегидами и кетонами, синильная кислота и ее соли образуют малотоксичные циангидрины. Реакции окисления синильной кислоты, взаимодействие ее с серой, альдегидами и кетонами протекают в организме животных и человека. Эти реакции лежат в основе детоксикации яда. Цианиды легко вступают в реакции комплексообразования с солями тяжелых металлов, например, с сульфатами железа и меди, что используется при изготовлении химического поглотителя в фильтрующих противогазах.

При замещении атома водорода галоидами образуются токсичные галоидцианы (хлорциан, бромциан, йодциан).

Основным путем проникновения паров синильной кислоты в организм является ингаляционный. Не исключается проникновение яда через кожу при создании высоких концентраций (7-12 мг/л) паров синильной кислоты в атмосфере. Отравление синильной кислотой и ее солями возможно при проникновении их с зараженной водой или пищей. Синильная кислота в концентрации 0,1 мг/л при 15-минутной экспозиции вызывает 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.

При пероральном поступлении смертельными дозами для человека являются: синильная кислота - 1 мг/кг, цианистый натрий - 2 мг/кг, цианистый калий - 3 мг/кг.

Механизм действия и патогенез интоксикации синильной кислотой

Пары синильной кислоты, поступая в организм с вдыхаемым воздухом, преодолевают легочные мембраны, попадают в кровь и разносятся по органам и тканям. При этом происходит частичная детоксикация яда, главным образом путем образования роданистых соединений (тиоцианатов), которые выводятся из организма с мочой. Детоксикация цианидов путем конъюгации с серой наблюдается как у человека, так и животных. Фермент родоназа, принимающий участие в этой реакции, находится в митохондриях, главным образом, в печени и почках. В процессе обезвреживания цианидов в организме принимают участие углеводы, при этом образуются безвредные циан-гидрины.

Еще в 60-х годах XIX столетия обратили внимание на то, что венозная кровь, оттекающая от тканей и органов, отравленных цианидами животных, приобретает алый, артериальный цвет. В дальнейшем было доказано, что в ней содержится примерно столько же кислорода, сколько в артериальной крови. Следовательно, под воздействием цианидов организм теряет способность усваивать кислород. Почему же это происходит?

Ответ на этот вопрос был получен в Германии в конце 20-х годов в работах Отто Варбурга, который с помощью цианидов установил роль цитохромоксидазы в тканевом дыхании.

Изучая процессы тканевого дыхания, О. Варбург сделал предпо-ложение, что цианиды блокируют цитохромовые ферменты. Благодаря этому оксигемоглобин проходит через капиллярное русло транзитом, возникает артериализация венозной крови, которая содержит высокую концентрацию оксигемоглобина. Окисление липидов и углеводов, как известно, завершается в цикле Кребса отщеплением электронов и протонов. Три пары электронов расходуются на синтез трех молекул АТФ. Четвертая пара электронов фиксируется цитохромоксидазой а ₃, что способствует активации молекулярного кислорода, доставленного оксигемоглобином. Активный кислород соединяется с двумя протонами, образуя метаболическую воду.

Цитохромы локализуются в митохондриях, которые получили название «энергетические фабрики» клеток. Из всей цепи дыхательных ферментов лишь цитохромоксидаза а ₃ частично выходит за пределы митохондриальной оболочки. Это облегчает взаимодействие цитохромоксидазы а ₃ с кислородом оксигемоглобина. Но, с другой стороны, цитохромоксидаза а ₃ становится уязвимой для чужеродных токсических веществ. Именно в этом месте циан-ион проникает к атому железа цитохромоксидазы. Из металла с переменной валентностью, способного принимать электроны, железо в молекуле гема становится стабильным трехвалентным элементом, что приводит к блокированию аэробного дыхания на тканевом уровне. Наибольшую чувствительность к тканевой гипоксии проявляет головной мозг. Уже через 3-5 минут после ее возникновения могут появиться судороги и параличи.

Таким образом, цианиды, ингибируя цитохромоксидазу путем взаимодействия с трехвалентным железом гема А₃ препятствуют окислению молекулярным кислородом всех остальных компонентов цепи, нарушая в конечном итоге, генерацию энергии, аккумулированной в АТФ.

Возникает парадоксальное явление: в клетках и тканях имеется избыток кислорода, и усвоить его они не могут, так как он химически неактивен. Вследствие этого в организме быстро формируется патологическое состояние, известное под названием тканевой или гистотоксической гипоксии. Цианиды относятся к числу обратимых ингибиторов цитохромоксидазы. При увеличении напряжения кислорода в тканях их токсический эффект ослабевает. На этом основано использование гипербарической оксигенации при отравлениях цианистыми соединениями. С другой же стороны, если организм адаптирован к низкому уровню кислородного обмена, то его чувствительность к цианидам резко снижается. В настоящее время известно, что механизм токсического действия синильной кислоты не ограничивается ферментами цитохромной системы. Имеются сообщения о подавлении цианидами активности около 20 различных ферментов, в том числе декарбоксилазы. Последнее существенно осложняет терапию отравлений синильной кислотой, но практика показывает, что блокада цитохромоксидазы играет ведущую роль в пусковом звене механизма действия цианидов.

Ряд авторов указывает на то, что при так называемых молниеносных поражениях цианидами реализуются патологические изменения, связанные с рефлекторным угнетающим действием на дыхательный центр, которое действует опосредованно через перевозбуждение хеморецепторов синокаротидной и аортальной зон. Это наблюдается при одномоментном поступлении в организм больших количеств цианидов, чаще всего, ингаляционным путем.

Клиника поражений синильной кислотой

Характеризуется двумя основными формами. При действии цианидов в высоких концентрациях или больших дозах развивается молниеносная форма отравления. Пострадавший теряет сознание. Развиваются судороги, АД падает. Через несколько минут останавливается дыхание, а затем наступает остановка сердечной деятельности (протекает 3-5 минут).

При относительно невысоких концентрациях яда развивается замедленная форма течения интоксикации, при которой прослеживается определенная периодичность (протекает 20-30 минут).

Период начальных явлений характеризуется легким раздражением слизистых оболочек верхних дыхательных путей и конъюнктивы глаз, неприятным жгуче-горьким вкусом и жжением во рту. Ощущается запах горького миндаля. Появляются слюнотечение, тошнота, головная боль, учащение дыхания, слабость, сильное чувство страха. Начальная стадия характеризуется наличием ярко-розовой окраски слизистых, а затем и кожных покровов. Типичны ротовые симптомы: царапающая боль в горле, металлический привкус, онемение языка, сокращение жевательной мышцы. Не менее характерны и глазные симптомы: покраснение конъюнктивы, расширение зрачков сочетаются с симптомом ныряющего глазного яблока: происходит чередование экзофтальма и анофтальма. Эти признаки являются показанием к немедленному применению антидота первой помощи.

Второй период (диспноэтический) характеризуется развитием мучительной одышки. Дыхание становится неправильным с коротким вдохом и длительным выдохом. В период одышки возникают запрокидывание головы, тризм жевательной мускулатуры, повышается тонус мышц-разгибателей. Сознание резко угнетено. Наблюдаются выраженная брадикардия, расширение зрачков, экзофтальм, рвота. Кожные покровы и слизистые оболочки приобретают розовую окраску. В легких случаях отравление синильной кислотой и ее солями этими симптомами и ограничивается. Через несколько часов все проявления интоксикации исчезают.

Диспноэтический период сменяется периодом развития судорог. Судороги носят клоникотонический характер с преобладанием тонического компонента (могут перейти в опистотонус), что может проявляться развитием выраженного тризма, сознание утрачивается. Дыхание редкое, затрудненное (короткий вдох и длинный выдох), но признаков цианоза нет. Кожные покровы и слизистые оболочки равномерной розовой окраски. Пульс замедлен, аритмичен. Корнеальный, зрачковый и другие рефлексы снижены.

Вслед за коротким судорожным периодом развивается паралитический период. Он характеризуется полной потерей чувствительности, исчезновением рефлексов, расслаблением мышц, непроизвольной дефекацией и мочеиспусканием. Дыхание становится редким и поверхностным. АД падает. Пульс частый, слабого наполнения, аритмичный. Затем наступает остановка дыхания, а через 4-6 мин останавливается сердце. Окраска кожи и слизистых оболочек остается прежней (розовой).

Продолжительность течения всего отравления, как и отдельных периодов интоксикации, колеблется в значительных пределах (от нескольких минут до нескольких часов). Это зависит от количества яда, попавшего в организм, предшествующего состояния организма и других причин.

Антидотная и симптоматическая терапия
при отравлении синильной кислотой

Известные в настоящее время антидоты цианидов либо обладают химическим антагонизмом к токсикантам, либо ускоряют их метаболизм.

Химически связывать ион СN^- способны вещества, содержащие альдегидную группу в молекуле (глюкоза), а также препараты кобальта (гидроксикобаламин, Со-ЭДТА и т.д.). Метгемоглобинообразователи, окисляющие железо гемоглобина до трехвалентного состояния, также являются антагонистами цианидов в действии на организм, поскольку циан-ион связывается образующимся при метгемоглобинемии трехвалентным железом пигмента крови. Усиление элиминации цианидов достигается путем назначения веществ, ускоряющих их превращение в роданистые соединения (натрия тиосульфат).

Антидотный эффект глюкозы связывают со способностью веществ, содержащих альдегидную группу в молекуле, образовывать с синильной кислотой стойкие малотоксичные соединения – циангидрины. Вещество вводят внутривенно в количестве 20-25 мл 25-40% раствора. Помимо способности связывать токсикант, глюкоза оказывает благоприятное действие на дыхание, функцию сердца и увеличивает диурез.

Препараты, содержащие кобальт. Кобальт образует прочные связи с циан-ионом. Однако неорганические соединения кобальта обладают высокой токсичностью и малой терапевтической широтой, что делает сомнительной целесообразность их применения в клинической практике. В опытах на животных была показана эффективность гидроксикобаламина (витамина В₁₂) для лечения отравлений цианистым калием. Препарат весьма эффективен и малотоксичен. В некоторых странах в клинической практике используется кобальтовая соль этилендиаминтетраацетата (ЭДТА). В нашей стране препараты кобальта в качестве антидотов не применяются.

Метгемоглобинобразователи. Как и прочие метгемоглобинобразователи, антидоты цианидов окисляют двухвалентное железо гемоглобина до трехвалентного состояния. Если отравленному быстро ввести в необходимом количестве метгемоглобинобразователь, то образующийся метгемоглобин (железо трехвалентно) будет вступать в химическое взаимодействие с ядами, связывая их и препятствуя поступлению в ткани.

Образованный комплекс циан-метгемоглобин - соединение непроч-ное. Через 1-1,5 ч этот комплекс начинает постепенно распадаться. Од-нако поскольку процесс диссоциации СNМtНb растянут во времени, медленно высвобождающийся циан-ион успевает элиминироваться. Тем не менее, при тяжелых интоксикациях возможен рецидив интоксикации.

К числу метгемоглобинообразователей - антидотов цианидов, отно-сят: азотистокислый натрий, амилнитрит, 4-метиламинофенол, 4-этиламинофенол (антициан), метиленовый синий. Следует помнить, что метгемоглобин не способен связываться с кислородом, поэтому необходимо применять строго определенные дозы препаратов, изменяющие не более 25-30% гемоглобина крови.

Наиболее доступным метгемоглобинообразователем является нитрит натрия (NаNО₂). Водные растворы препарата готовятся ех tетроrе, так как при хранении они нестойки. При оказании помощи отравленным нитрит натрия вводят внутривенно (медленно) в виде 1-2% раствора в объеме 10-20 мл.

Амилнитрит предназначен для оказания первой медицинской помощи. Ампулу с амилнитритом, которая находится в ватно-марлевой обертке, следует раздавить и заложить под маску противогаза. При необходимости его можно применять повторно. В настоящее время антидотные свойства препарата склонны объяснять не столько его способностью к метгемоглобинообразованию, сколько усилением мозгового кровотока, развивающимся в результате сосудорасширяющего действия вещества.

Антициан (диэтиламинофенол) является еще одним веществом, которое можно использовать в качестве антидота, в состав которого входит метгемоглобинобразователь, серусодержащее вещество и дыхательный аналептик. При отравлении синильной кислотой первое введение антициана в виде 20% раствора производится в объеме 1,0 мл внутримышечно или 0,75 мл внутривенно. При внутривенном введении препарат разводят в 10 мл 25-40% раствора глюкозы или 0,85% раствора NаС1. Скорость введения 3 мл в минуту. При необходимости через 30 мин антидот может быть введен повторно в дозе 1,0 мл, но только внутримышечно. Еще через 30 мин можно провести третье введение в той же дозе, если к тому есть показания.

Частичным метгемоглобинообразующим действием обладает метиленовый синий. Основное же действие этого препарата заключается в его способности активировать тканевое дыхание. Препарат вводят внутривенно в виде 1% раствора в 25% растворе глюкозы (хромосмон) по 50 мл.

Натрия тиосульфат (Nа₂S₂О₃).Одним из путей превращений цианидов в организме является образование роданистых соединений при взаимодействии с эндогенными содержащими серу веществами. Образующиеся роданиды, выделяющиеся из организма с мочой, примерно в 300 раз менее токсичны, чем цианиды.

Истинный механизм образования роданистых соединений до конца не установлен, показано, что при введении натрия тиосульфата скорость процесса возрастает в 15-30 раз, что и является обоснованием целесообразности использования вещества в качестве дополнительного антидота при отравлениях цианидами. Препарат вводят внутривенно в виде 30% раствора по 50 мл. Натрия тиосульфат потенцирует действие других антидотов. Оказание неотложной помощи целесообразно начинать с метгемоглобинообразователей, а затем переходить на введение других препаратов. В процессе оказания помощи отравленным предусматривается применение и других средств патогенетической и симптоматической терапии. Положительный эффект оказывает гипербарическая оксигенация.

Дата добавления: 2014-01-20