Яды и антидоты к ним

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЯДЫ И АНТИДОТЫ К НИМ

Попова Анастасия Дмитриевна

Студентка 3 курса института естественнонаучного образования, физической культуры и безопасности жизнедеятельности Волгоградский государственный социально-педагогический университет г. Волгоград, Россия

Научный руководитель: Савин Геннадий Анатольевич,

кандидат химических наук, доцент кафедры теории и методики биолого-химического образования и ландшафтной архитектуры Волгоградский государственный социально-педагогический университет

Аннотация

ядовитый здоровье организм антидот

В данной статье представлены сведения о ядовитых веществах различного происхождения. Указаны особенности строения этих веществ, их действие на организм человека и антидоты к ним.

Ключевые слова: вещество, яд, токсин, токсикология, противоядие, антидот.

Abstract

This article provides information about toxic substances of various origins. The features of the structure of these substances, their effect on the human body and antidotes to them are indicated.

Keywords: substance, poison, toxin, toxicology, antidote.

Яд (от др.-русск. Ядъ, Ъдъ «отрава») - это инородное химическое соединение, которое при воздействии на организм человека даже в микродозах способно нанести значительный урон жизненно важным органам и системам, спровоцировав острую или хроническую интоксикацию и, в конечном итоге, привести к летальному исходу [1].

История ядов тесно сплетена с историей человечества. Ещё в первобытные времена, занимаясь охотой и собирательством, люди узнали о свойствах ядовитых растений и животных. Со временем они научились использовать сок ядовитых растений, обмазывая им орудия для охоты на животных, убийства враждебных племен. Использование яда становилось всё более актуальным с развитием первых цивилизаций. Древние египтяне уже имели понятие о таких веществах, как медь, сурьма, опиум, свинец и сырой мышьяк, а также о множестве ядовитых растений, в том числе мандрагоре. В некоторых литературных источниках упоминается, что они методом дистилляции извлекали яд из абрикосовых косточек, широко известную синильную кислоту, или цианид (HCN).

Существует мнение, что царица Клеопатра погибла, отравившись ядом аспида (семейство одних из самых ядовитых змей в мире), наиболее известного как, Египетская кобра, или Гая (Naja haja). Яд этой змеи включает в себя нейро- и цитотоксин, а также активные ферменты гиалуронидазу, ацетилхолинэстеразу и фосфолипазу (рис.1).

Рис. 1. Серпентотоксин Египетской кобры (Naja haja) 

Древних греков же привлёк цветок аконита (борец) (из рода очень ядовитых травянистых растений). Все части растения чрезвычайно ядовиты и опасны для жизни и здоровья человека, так как в нём содержатся алкалоиды и в первую очередь - аконитин (нейротоксин) (рис. 2). Яды нередко упоминаются и в мифах Древней Греции (богиня призраков и кошмаров, покровительница ведьм и колдунов - Геката считалась знатоком ядов).

Рис. 2. Аконитин

Во времена Великой Римской империи яды всё чаще используют как орудие убийства в битве за престолонаследие и для избавления от политических и экономических противников. В древнем Риме отравление во время трапезы было фактически нормой. Уже в это время было описано более 7000 различных ядов.

В Средние века наряду с нарастанием популярности ядов, развиваются химия и медицина, вследствие чего появляются противоядия от наиболее известных ядов. Однако, параллельно с этим на Ближнем Востоке арабские алхимики открывают белый мышьяк (мышьяковистый ангидрид - AS2O3, «арсеникум»). Как известно, это вещество имеет вид белого порошка без вкуса, цвета и запаха, плохо растворим в холодной, и хорошо растворим в горячей воде. Симптомы отравления порошком оксида мышьяка были схожи с симптомами пищевой интоксикации, холеры, а при длительном воздействии на организм в малой концентрации вообще маскировался под множество различных заболеваний. В связи с этим открытием на территории Азии распространяется «ядовитая эпидемия».

С течением времени ядовитые вещества не утратили своей актуальности. «Арсеникум» оставался королём ядов в Европе вплоть до 40-х годов XIX века, до тех пор, пока в 1830 году английским химиком Дж. Маршем не был разработан метод идентификации мышьяка - проба Марша.

Проба Марша - это качественная реакция на мышьяк, основанная на возможности восстановления соединений As+³ до арсенида водорода, или арсина (ASH3) под воздействием сильных восстановителей (например, водорода). Данный эксперимент проводится в приборе Марша (рис. 3).

Рис. 3. Прибор Марша

Исследуемый биологический материал помещают в реакционную колбу (1) с «купрированным» цинком, в капельную воронку (2) наливают 10% раствор серной (или соляной) кислоты, которую порциями приливают к цинку. В процессе реакции As+³ восстанавливается до As^-3.

Затем восстановительную трубку (3) в широкой ее части нагревают и наблюдают за образованием на стенках трубки буро-серого налета, или зеркала металлического мышьяка.

Благодаря данному методу знаменитым испанским врачом, химиком и токсикологом Матьё Орфила в 1840 году впервые была выявлена летальная доза мышьяка в теле эксгумированного Шарля Лафаржа, вследствие чего его супруга стала первой обвиняемой по делу об отравлении мышьяком и получила пожизненное заключение. С того времени токсикология была признана точной наукой и стала методом судебно-медицинской экспертизы.

Токсикология (от греч. toxikon - яд и logos - учение) - это наука, которая изучает ядовитые вещества биологического, химического и минерального происхождения, их свойства и влияние как на организм человека и животных, так и на экосистему в целом.

Существует множество различных классификаций ядов, одна из которых основана на их происхождении. Согласно данной классификации все яды делятся на естественные и синтетические [2].

Естественные токсиканты.

Растительные яды.

1. Растительные алкалоиды - это азотсодержащие органические основания, например: аконитин, атропин, мускарин, стрихнин, псилоцибин.

Атропин содержится в ягодах растений рода Пасленовых (рис. 4). Летальная доза - 221,5 мг/кг. Антидота против атропина не существует [3]. Лечение осуществляется путем купирования симптомов.

Рис. 4. Атропин

Мускарин содержится в грибах рода Amanita, а именно в Мухоморе красном (Amanita Muscaria), а также в грибах вида Inocybe и Clitocybe (рис. 5). Кроме токсического действия, обладает галлюциногенным и наркотическим эффектом. Летальная доза - 0,2 мг/кг. Антидотом служат вещества м- холиноблокаторы (атропин). 

Стрихнин содержится в семенах некоторых растениях семейства Loganiaceae (рис. 6). Главный алкалоид, содержащийся в семенах чилибухи (Рвотный орех). Является производным индола. Смертельная концентрация вещества в организме человека - 0,12 мг/кг. Однако, отравления стрихнином довольно редки, так как горький вкус семян вызывают рвотный рефлекс. В качестве антидота применяют миорелаксанты периферического действия.

Рис. 6. Стрихнин

Псилоцибин представляет собой органическое вещество, в составе которого имеется индольное кольцо, соединенное с этиламиновым заместителем. Летальные случаи при употреблении данных токсикантов относительно редки, однако, смертельная концентрация псилоцибина в организме человека - 6 мг/кг. Специфического антидота не существует. Лечение осуществляется путём дезинтоксикации, при психомоторном возбуждении применяют транквилизаторы бензодиазепиновой группы.

Рис. 7. Псилоцибин

2. Микотоксины - яды, вырабатываемые рядом одноклеточных плесневых грибов. В основном поражают сельскохозяйственные культуры, что приводит к потере большей части урожая, интоксикации и гибели скота. Выделяют несколько групп микотоксинов: агаритин, афлатоксин, охратоксин, цитринин. Они обладают нефротоксическим, гепатотоксическим и тератогенным действием. Вследствие воздействия микотоксинов на организм человека возникают микотоксикозы. Смертельная концентрация микотоксинов в организме человека - 50 -100 мг/кг. Специфического антидота не существует. Лечение осуществляется путем дезинтоксикации, как при пищевом отравлении.

3. Белковые токсиканты растительного генеза (фитотоксины). К ним относится а-аманитин и рицин. Это чрезвычайно опасные для человеческого организма органические соединения, обладающие высокой токсичностью.

а-Аманитин содержится в грибе бледной поганке (Amanita phalloides) (рис. 9). Попадая в организм человека, токсикант блокирует транскрипцию ДНК в мРНК, тем самым нарушая механизм синтеза белков в клетке, что приводит к ее разрушению. Смертельная концентрация а-аманитина для организма человека составляет 0,1 мг/кг. Антидотом выступают антибиотики пенициллинового ряда.

Рис. 9. б-Аманитин

Рицин входит в состав бобов клещевины (Ricinus communis) (рис.10). По воздействию на организм сравним с зарином - химическим отравляющим веществом. Рицин в 6 раз токсичнее цианида (HCN). Летальная концентрация в организме человека - 0,3 мг/кг. Это очень опасный яд, действующего антидота против которого не существует. Лечение сводится к купированию симптомов, введению электролитов внутривенно и уменьшению интоксикации.

Рис. 10. Рицин

Животные яды.

Буфотенин - яд животного происхождения, по молекулярной структуре схож с молекулой серотонина. Это опасное вещество выделяют паратоидные железы кожи некоторых видов земноводных, например колорадская и тростниковая жабы рода Bufo.

Батрахотоксин - яд животного происхождения, небелковой природы, принадлежащий группе стероидных веществ (рис. 11). Содержится в коже тропических видов земноводных, в частности лягушек-древолазов рода Phyllobates. Батрахотоксин является сильнейшим нейро- и кардиотоксичным ядом. Смертельная концентрация вещества в организме человека- 40-80 мг/кг. Эффективного антидота против батрахотоксина не существует. Лечение осуществляется путем введения сыворотки на основе подобных батрахотоксинов - аконитина, вератридина и граянотоксина.

Рис. 11. Батрахотоксин

а-Конотоксин - органическое соединение, принадлежащее к группе нейротоксичных пептидов. Конототоксин входит в состав яда, выделяемого морскими улитками рода Conidae. Этот токсикант представляет собой чрезвычайно сложную смесь пептидов, в состав которых входит 10-30 аминокислотных остатков, имеющих одну или несколько дисульфидных связей. Летальная концентрация контекстная в организме человека - 0,1 мкг/кг. Специфического антидота не существует. Лечение симптоматическое.

Титьютоксин - нейротоксин, входит в состав яда жёлтого толстохвостого скорпиона (Androctonus australis). Смертельно опасен, замедляет механизм инактивации быстрых натриевых каналов электровозбудимых мембран нейронов, тем самым приводит к развитию стойкой деполяризации. Летальная концентрация титьютоксина в организме человека - 0, 009 мг/кг. Универсальный антидот - антитоксическая сыворотка «Антискорпион».

Змеиный яд. Серпентотоксины по принципу воздействия на организм бывают нейротоксические и гемовазотоксические. Выделяют три основные группы токсикантов: яд морских змей, аспидов и гадюк.

Яд оливковой морской змеи содержит коктейль из токсинов разнообразных видов. В его состав входят нейротоксин, миотоксин и нефротоксин. Этот микс из токсинов за считанные минуты выводит из строя организм. Нейротоксин разрушает нервную систему, миотоксин приводит к серьёзным мышечным некрозам, а нефротоксин поражает почки. Смертельная концентрация яда в организме человека - 0,1125 мг/кг. Специфический антидот - сыворотка против яда морских змей совместно с гормонами кортикостероидами.

Тайпоксин (тайпотоксин) является компонентом яда чрезвычайно опасных змей семейства Аспидов - Тайпанов. Тайпоксин оказывает нейротоксическое и коагулопатическое действие на организм человека, что приводит к тяжелым последствиям. Смертельная концентрация тайпотоксина в организме человека - 0, 002 мг/кг. Специфический антидот - антитоксическая тайпановая сыворотка.

Яд гюрзы. Обладает некротическим, геморрагическим и сильно выраженным гемолитическим воздействием. Смертельная концентрация яда в организме человека составляет 0,46 мг/кг.

а-Латротоксин - нейротоксин, входит в состав яда пауков рода Latrodectus. а-Латроксин поражает нервную систему, оказывает пресинаптическое действие для высвобождения нейромедиаторов. Смертельная концентрация в организме человека - 0, 045 мг/кг.

Специфический антидот - противокаракуртовая сыворотка.

Бактериальные токсины.

Эндогенные токсины (эндотоксины) представляют собой соединения, входящие в состав определённых бактерий, которые выделяются в результате разрушения бактериальной клетки. Примером эндотоксинов могут служить липополисахариды грамм-отрицательных бактерий.

Экзогенные токсины (экзотоксины) являются термолабильными белковыми соединениями, которые бактерии выделяют в окружающую среду. Они являются наиболее токсичными по сравнению с эндотоксинами. К экзотоксинам относятся ботулотоксин, столбнячный, дифтерийный, стафилококковый и другие токсины.

Небиологические токсиканты.

Неорганическими ядами являются металлы (ртуть, свинец, кадмий, барий и др.), неметаллы (белый фосфор, галогены, мышьяк) и их соединения.

Органические токсиканты - это органические вещества: спирты, фенолы и др.

Синтетические токсиканты.

Синтетические алкалоиды. К этой группе токсических веществ относятся фармакологические препараты анальгетического действия. Кроме анальгезирующего действия, зачастую такие вещества обладают наркотическим эффектом и способны вызвать серьёзную зависимость. В большинстве случаев передозировка синтетическими алкалоидами приводит к смерти. Примером таких препаратов может служить морфин (рис. 12).

Рис.12 Морфин

1. Смертельная концентрация морфина в организме человека составляет 0,1 - 0,5 г. Лечение - дезинтоксикационная терапия.

2. Боевые отравляющие вещества (химическое оружие) - специальные токсиканты, разработанные в ходе военных операций, целью которых является поражение противника.

Одним из таких веществ является зарин. Это чрезвычайно опасный яд, обладающий нервно-паралитическим действием. Самым страшным является то, что этот токсикант может попасть в организм человека различным путём: перорально, через кожу, слизистые оболочки и органы дыхания; это вещество не имеет никакого вкуса, цвета и запаха и прекрасно растворяется в воде и органических растворителях. Зарин - это изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфоновой кислоты (рис. 13). Смертельная концентрация вещества в организме человека - 0,075 мг/кг. Антидотами являются атропин, пралидоксим, диазепам и проведение дезинтоксикации.

Рис. 13. Зарин

Всё вышеизложенное в данной статье говорит об успешном развитии таких наук, как химия, фармакология и токсикология, благодаря чему стала возможной идентификация смертельных ядов, что в свою очередь позволило разработать эффективные антидоты против большинства известных видов опасных токсинов и тем самым спасти жизнь человека. В настоящее время интоксикация ядовитыми веществами в большинстве своём сводится к несчастным случаям. Однако стоит обратить внимание на то, что зачастую важную роль играет концентрация токсиканта.

Литературные источники

1. Демехина А.Д. Взгляд на яд // FORCIPE. - 2019. - № s1. - С. 582582.

2. Жебентяев А.И. Токсикологическая химия: учебное пособие. - Витебск: ВГМУ, 2015. - 415 с.

3. Оксенгендлер Г.И. Яды и противоядия. - Л.: Наука, 1982. - 192 с.

Размещено на Allbest.ru