ЛЕКЦИЯ 15 ГРУППА ВЕЩЕСТВ, НЕ ТРЕБУЮЩИХ ОСОБЫХ МЕТОДОВ ИЗОЛИРОВАНИЯ Общая характеристика соединений. Токсикологическое значение. Особенности методов изолирования. - презентация

1 ЛЕКЦИЯ 15 ГРУППА ВЕЩЕСТВ, НЕ ТРЕБУЮЩИХ ОСОБЫХ МЕТОДОВ ИЗОЛИРОВАНИЯ Общая характеристика соединений. Токсикологическое значение. Особенности методов изолирования. Методы обнаружения и количественного определения. Метгемоглобинемия и метгемоглобинемические яды Основные представители -Оксиды углерода (угарный газ CO, CO 2 ) -Оксиды азота (N 2 O, NO, NO 2, N 2 O 3 ) -Оксиды серы (SO 2, SO 3 ) -Гидриды p-элементов V и VI групп ПСЭ (NH 3, PH 3, AsH 3, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te)

2 Угарный газ Токсикологическое значение - входит в состав светильного газа, выхлопных газов, газообразных продуктов взрыва и взрывчатых смесей (горные разработки, каменоломни) - встречается в промышленных предприятиях (газовые, коксохимические заводы) - образуется при больших пожарах в домах, горнопромышленных предприятиях, в недостаточно вентилируемых печах, при пользовании газовыми колонками в плохо проветриваемых помещениях -CO возникает при даже умеренном нагревании карбонила и некоторых органических веществ. Симптомы отравления. Головная боль, стук в висках, головокружение, сухой кашель, боль в груди, слезотечение, тошнота, рвота. Возможно возбуждение со слуховыми и зрительными галлюцинациями. Гиперемия кожи. Тахикардия, повышение АД. Далее развиваются адинамия, сонливость, двигательные параличи, потеря сознания, кома, судороги, нарушение дыхания, нарушение мозгового кровообращения, отек мозга. Возможно развитие инфаркта миокарда, кохнотрофических расстройств.

3 Угарный газ Качественное определение -Лабораторные и функциональные пробы. -Кровь вишнево- или ярко-красного цвета. -При подогревании крови на кипящей водяной бане и добавлении формалина или 10% NaOH кровь остается красной. (Кровь, не содержащая CO, становится коричневой). Количественное определение -Спектрофотометрически Токсическая доза для человека 0,1 – 0,2 об. % в течение 0,5-1 часа (при ингаляции) или 0,3 – 0,5 об. % в течение нескольких минут приводят к смерти.

4 Углекислый газ Токсикологическое значение - используется в технике для глубокого охлаждения - в медицине для удаления бородавок и т.д. - большое количество CO 2 скапливается на фабриках по производству дрожжей, в прессовых отделениях винодельческих и соковых цехов, в закрытых помещениях, нагруженных фруктами, в силосе из зерна, кормовых культур, сена и т.п. - большая опасность возникает при обработке кислотой карбонатных источников, водопроводов, котлов с целью очистки. Симптомы отравления. В зависимости от продолжительности ингаляции без достаточного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (около 8-10 об. %) - головная боль, шум в ушах, головокружение, повышение АД, тахикардия, цианоз, состояние возбуждения, тошнота. При концентрации CO 2 более 10 об. % развиваются атаксия, эпилептиформные судороги, утрачивается сознание, падает АД. При своевременном начале дыхания свежим воздухом наступает быстрое выздоровление, в противном случае – летальный исход вследствие ухудшения

5 Оксиды азота Нитрозные газы - NO, NO 2, N 2 O 3 Веселящий газ N 2 O Токсикологическое значение Нитрозные газы -образуются при реакции азотной и азотистой кислот с металлами (при травлении, автогенной сварке) и органическими веществами - при сгорании нитроцеллюлозы - при процессах нитрирования в химической промышленности или лабораториях - содержатся в выхлопных газах автомобилей. Веселящий газ - используется как газообразное топливо для форсунок и аэрозольных упаковок - иногда в приготовлении взбитых сливок - при достаточной подаче кислорода является идеальным наркотическим средством без собственного токсического действия. Симптомы отравления. При вдыхании - раздражения в области глаз, носа, глотки, головокружение, головная боль. При воздействии концентраций > 0,05 об. %) – асфиксия, в течение 15 минут – 1 часа раздражение стихает (латентная стадия) до 2 дней. Увеличивается респирация, учащается пульс, повышается количество тромбоцитов. Затем неожиданно - кашель, одышка, чувство удушения, что приводит к цианозу, выделению обильной пенистой коричнево-красной мокроты. Далее - бронхопневмония или асфиктическая стадия с потерей сознания и сердечно-сосудистой недостаточностью.

6 Оксиды серы SO 2 и SO 3 Токсикологическое значение -SO 2 применяют в сжатой форме в холодильных установках -содержится в стальных баллонах -используется в резиновой, целлюлозной, пищевой промышленности как дезинфицирующее, дезинсекционное и консервирующее средство -входит в состав обесцвечивателей, отбеливающих средств -может свободно выделяться (с серной или сернистой кислотами) из свечей против вредителей. Порог раздражания при 0,0002 об. %. Симптомы отравления. Поражает слизистые оболочки (влажные) (относительно быстрое, начиная с 0,001 – 0,01 об. %, воздействие 0,04 – 0,05 об. % в течение нескольких минут создает угрозу для жизни). Развивается сопровождающийся болями конъюнктивит. Воздействие сжиженного газа вызывает хемоз и помутнение роговицы, отморожение кожи и слизистых оболочек. После ингаляции симптоматика и течение отравления, как при интоксикации газообразным хлором.

7 Гидриды p-элементов V и VI групп ПСЭ Аммиак (Рассматривался в разделе соединений, изолируемых настаиванием биологического материала с водой) Фосфин Токсикологическое значение -используется в виде фосфидов при взаимодействии с водой (фосфиды кальция, цинка, алюминия) -применяют как носитель фосфористого водорода для борьбы с грызунами и долгоносиком амбарным Симптомы отравления. После ингаляции - головная боль, головокружение, рвота, понос. Снижается АД, утрачивается сознание, развивается диспноэ. Иногда наблюдают судороги. В ранние сроки может наступить летальный исход в результате сердечно-сосудистой недостаточности или отека легких. В остальных случаях после 1-2 дней латентного периода характерны последствия нарушений функций печени и почек. Токсичность. Минимальная предостерегающая концентрация – 0,00014 – 0,00028 об.%. ЛД – 0,1 – 0,2 об. % в течение 10 минут.

8 Гидриды p-элементов V и VI групп ПСЭ Арсин Токсикологическое значение -серная кислота, получаемая камерным способом, содержит мышьяк и образует при контакте с металлами мышьяковистый водород -арсин используется в БОВ, например, в форме арсенида цинка или алюминия Симптомы отравления. После вдыхания - гастроинтестинальные осложнения, последствия распространенного гемолиза, такие как гемоглобинурия (моча цвета портвейна), олигурия, переходящая в анурию и уремию. Развиваются метгемоглобинемия, анемия, гипоксемия, сопровождаемые диспноэ, удушьем (возможен паралич дыхания). Увеличиваются печень, селезенка, появляются желтуха, гиперкалиемия, сопровождающиеся подъемом температуры, ощущением холода. Летальный исход возможен через несколько дней в результате острой сердечно-сосудистой недостаточности. Токсичность. Доза 0,001 об.%. в течение 1 мин. токсична, 0,025 об.% - в течение 0,5 часа, ЛД – 1,55 об. % мгновенно.

9 Гидриды p-элементов V и VI групп ПСЭ Сероводород Токсикологическое значение -образуется при гниении продуктов растительного и животного происхождении -токсичные концентрации (наряду с другими газами, образующимися при гниении) возникают в водосточных канавах, угольных шахтах, ямах для навозной жижи, в дубильных чанах, в помойных ямах, в серных рудниках, в сточных водах -может быть побочным промышленным продуктом (например, в доменных печах, при получении вискозы и целлюлозы, при рафинировании нефти). Симптомы отравления. Ингаляция с 0,01 об. % - незначительное раздражение слизистых оболочек. В тяжелых случаях - конъюнктивит, слезотечение, фотофобия, блефароспазм, ринит. Возможен бронхит со слизистой, иногда кровянистой мокротой. При воздействии более высоких концентраций (0,05 % при экспозиции 0,5 часа заканчивается смертью) - головная боль, головокружение, атаксия, диспноэ (отек легких), тахикардия, снижение АД, судороги. Утрачивается сознание, прекращается дыхание (ранее остановки сердца). После массивной ингаляции (примерно с 1 об. %) - апоплектиформное течение: на несколько минут или секунд прекращается дыхание. В тяжелых случаях - легочные, сердечные осложнения, нарушения со стороны ЦНС, а также поздние расстройства (как при отравлении CO) вплоть до слепоты. Токсичность. Токсическое действие - при содержании его в воздухе в количестве 0,06 %. При больших концентрациях (1,2 – 1,8 мг в 1 л воздуха), могут наступать смертельные отравления.

10 Гидриды p-элементов V и VI групп ПСЭ Селеноводород Токсикологическое значение -может образовываться при металлургических процессах (выплавка меди, свинца и цинка), -при обжиге серного колчедана -в производстве резины, керамики и цемента -производные (селеналканы) могут являться специальными добавками к бензину -выделяется при добавлении кислот к селенидам (встречающимися в минералах, в полупроводниках). Симптомы отравления. Ингаляция селенистого водорода (начиная с 0,0001 об. %) - местное раздражение дыхательных путей (уже после одного вдоха возможен удерживающийся в течение дня «селеновый насморк»). В тяжелых случаях после 4 –5 часов латентного периода появляются симптомы токсического отека легких, иногда гемолиз (его последствия). У перенесших отравление возникает угроза развития бронхопневмонии, поражений печени, селезенки и почек, а также вторичной анемии и порфирии.

11 Гидриды p-элементов V и VI групп ПСЭ Теллуроводород H 2 Te подобен селенистому водороду Симптомы отравления. После приема внутрь или парентерального введения - сухость и привкус металла во рту. Иногда в выдыхаемом воздухе, поте и моче в течение месяца сохраняется запах чеснока. В крайних случаях возможны желудочно-кишечные расстройства, цианоз, утрата сознания, сосудистый коллапс, как при отравлении селеном. Смотря по обстоятельствам, возникает опасность поражения печени и почек (канальцев). Фекалии принимают синюю и серую окраску.

12 Гемоглобин Гемоглобин - основной дыхательный пигмент и главный компонент эритроцита, выполняющий важные функции в организме человека: - перенос кислорода из легких в ткани и углекислого газа из тканей в легкие - участвует в поддержании кислотно-основного равновесия крови (буферная система, создаваемая гемоглобином, способствует сохранению рН крови в определенных пределах) Растворы гемоглобина окрашены в темно-красный цвет и имеют характерные спектры поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Изоэлектрическая точка гемоглобина ~ 7. В крови гемоглобин существует, в четырех формах: оксигемоглобин, дезоксигемоглобин, карбоксигемоглобин, метгемоглобин. Клиническое значение - Снижение концентрации гемоглобина: анемии. ­ Повышение концентрации гемоглобина: полицитемия, гемоконцентрация при дегитратации, ожогах, кишечной непроходимости, рвоте; пребывание на больших высотах, чрезмерная физическая нагрузка или возбуждение; сердечно-сосудистая патология, приводящая к значительному венозному сбросу; заболевания легких, приводящие к снижению легочной перфузии, плохой аэрации легких, легочной артериальной фистуле; хроническое химическое воздействие нитритов, сульфонамидов, вызывающих образование мет- и сульфогемоглобина. Нормальные величины: у мужчин г/л; у женщин; г/л.

13 Гематотоксичность Гематотоксичность - это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путём, избирательно нарушать функции клеток крови или её клеточный состав (как в сторону уменьшения, так и увеличения числа форменных элементов) Проявления гематотоксичности: нарушение свойств гемоглобина (метгемоглобинемия, карбоксигемоглобинемия), анемии (в том числе гемолитические), тромбоцитопении, лейкопении, лейкемии. Образование оксигемоглобина вещества, взаимодействующие с гемоглобином и изменяющие его свойства, будут существенно нарушать кислородтранспортные свойства крови, вызывая развитие гипоксии гемического типа

14 Метгемоглобинообразование Гемоглобин, железо которого трёхвалентно, называется метгемоглобином. Физиологический уровень метгемоглобина в крови - менее 1%. Высокое содержание метгемоглобина, развивающееся в результате действия некоторых токсикантов, приводит к нарушению кислородтранспортной функции крови, а спустя некоторое время и гемолизу, что сопровождается снижением парциального давления кислорода в тканях, развитию тяжёлой гипоксии. Причины метгемоглобинообразования Метгемоглобинемией называется состояние, при котором в крови определяется более 1% метгемоглобина. Приобретенная метгемоглобинемия развивается в результате действия на организм некоторых лекарств, промышленных и экотоксикантов, которые либо непосредственно окисляют железо, входящее в структуру гемоглобина, либо метаболизируют в организме с образованием реактивных продуктов, обладающих этим свойством.

15 Метгемоглобинообразование Проявления метгемоглобинемии Цианоз кожных покровов и видимых слизистых (цвет цианотичных участков кожи от синеватого до шоколадного; слизистые более коричневого, чем синего цвета). Таблица. Проявления метгемоглобинемии различной степени выраженности Содержание метгемоглобина (%) Проявления Отсутствуют "шоколадная кровь", цианоз Возбужденность, одышка при физической нагрузке, слабость, утомляемость, беспокойство, оглушенность, головная боль, тахикардия Угнетение сознания Ступор, судороги, кома, брадикардия, аритмии > 70Сердечная недостаточность, смерть 70Сердечная недостаточность, смерть">

16 Лабораторная диагностика метгемоглобина в крови 1. Если пигмента в крови более 15% - капля крови окрашивает фильтровальную бумажку в "шоколадный" цвет, хорошо выявляемый при сравнении с цветом нормальной крови. 2. Пропускание кислорода через венозную кровь изменяет её вишневый цвет на алый. Кровь, содержащая метгемоглобин, не меняет при этом окраску. 3. Добавление к разведённой в 100 раз крови, содержащей метгемоглобин, кристаллика цианистого калия приводит её к окрашиванию в розовый цвет вследствие образования цианметгемоглобина. 4. Диагностическими признаками массивного метгемоглобинообразования является коричнево-черное окрашивание мочи, а также появления в ней белка.

17 Образование карбоксигемоглобина Карбоксигемоглобин образуется при действии на организм угарного газа, а также при отравлении карбонилами металлов, прежде всего никеля и железа (Ni(CO) 4 ; Fe(CO) 5 ). Клинические проявления Т ошнота, рвота, головная боль, беспокойство, спутанность сознания, а в тяжелых случаях - кома. Вследствие гипоксии развивается отек мозга, гипертензия, сменяющаяся гипотонией. Нередко отмечаются деструктивные процессы в ткани мозга, приводящие к формированию стойких нарушений функций ЦНС. И зменение окраски кожных покровов (розовая), тахикардия, аритмии, ишемия и инфаркт миокарда; умеренный отек легких, буллезные высыпания на коже, рабдомиолиз с последующей острой почечной недостаточностью.

18 Фотооксигемометрия В зависимости от того, с чем связаны молекулы гемоглобина различают: 1. Восстановленный гемоглобин HbR 2. Оксигемоглобин HbO 2 3. Карбоксигемоглобин HbCO 4. Метгемоглобин MetHb – нейтрализованная форма гемоглобина не способная связываться с кислородом. Кислородная емкость – способность данного объема крови связывать определенный объем кислорода. Кислородная емкость определяется концентрацией Hb в крови (1г гемоглобина способен связать 1,355см 3 О 2 ). Степень насыщения (сатурации) крови кислородом (SpO 2 ) определяется по формуле: или

19 Фотооксигемометрия Коэффициен т поглощения Длина волны, нм λ=660нм: отношение коэффициентов поглощения оксигемоглобина и HbR - 1:10 λ= 960нм: отношение коэффициентов поглощения оксигемоглобина и HbR - ~2:1. На некоторых волнах поглощение обеими формами Hb одинаково. Например, при 810 нм. где А и В опытные константы Спектры поглощения различных форм гемоглобина: оксигемоглобина и восстановленного гемоглобина Точное определение SpO 2 таким способом возможно только в случае инвазивной методики

20 Оценка содержания О 2 в крови с помощью пульсометров Для измерения используется пульсовая волна. Сигнал с выхода датчика: пропорционален абсорбции света, проходящего через ткани, и включает две составляющие: пульсирующую, обусловленную изменением объема артериальной крови при сердечном выбросе крови, и постоянную базовую составляющую, определяемую оптическими свойствами кожи, венозной и капиллярной крови и других тканей исследуемого участка. Измерение проводят на двух длинах волн 660 – красный и 940 – инфракрасный (ИК). Производят измерение в момент максимума амплитуды сигнала, и измеряется постоянная составляющая в момент диастолы. основная задача пульсового оксиметра – измерить с возможно большей точностью величину R и ей в соответствие величину SpO2 по градуировочной характеристике, заложенной в память прибора в виде функции или таблицы. Пульсометры используются при монеторировании состояния пациента: · при операциях с наркозом; · при транспортировке больных; · кислородной терапии и респираторной поддержке; · в палатах интенсивной терапии

21 Оценка содержания О 2 в крови с помощью пульсометров Изменение оптических свойств (поглощение) при пропускании света через биоткань с кровеносными сосудами A и A= – пульсовые и постоянные (медленно меняющиеся) составляющие поглощения по красному и инфракрасному каналу. Величина R эмпирически связана со значением сатурации калибровочной зависимость, которую получают из экспериментальных данных (близка к линейной). Величина R определяется только оптическими свойствами артериальной крови и не зависит от оптических свойств кожи и подлежащих тканей, что определяет достаточно высокую точность измерений.