бесцветный газ или бесцветная легколетучая жидкость
Молярная масса
27,0253 г/моль
Плотность
0,687 г/см³
Динамическая вязкость (ст. усл.)
0,201 Па·с (при 20 °C)
Термические свойства
Температура плавления
−13,4 °C
Температура кипения
26,7 °C
Температура вспышки
−17,8 °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)
(средняя для газа и жидкости) 1,97 Дж/(моль·К)
Химические свойства
pKa
9,21
Растворимость в воде
в любых пропорциях г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления
1,2675
Структура
Дипольный момент
2,98 Д
Классификация
Рег. номер CAS
74-90-8
SMILES
C#N
Номер ООН
1051 (безводная)
Регистрационный номер EC
200-821-6
RTECS
MW6825000
Безопасность
ЛД50
мыши (перорально) 3.7 мг/кг
Токсичность
Синильная кислота содержится в некоторых растениях, коксовом газе, табачном дыме, выделяется при термическом разложении нейлона, полиуретанов. Смешивается во всех отношениях с водой, этанолом, диэтиловым эфиром.
Содержание
Свойства
Химические
Молекула HCN сильно полярна (μ = 0,96·10 −29 Кл·м).
Безводный цианистый водород является сильно ионизирующим растворителем, растворенные в нем электролиты хорошо диссоциируют на ионы. Его относительная диэлектрическая проницаемость при 25 °C равна 107 (выше, чем у воды). Это обусловлено линейной ассоциацией полярных молекул HCN за счет образования водородных связей.
Очень слабая одноосновная кислота К = 1,32·10 −9 (18 °C). Образует с металлами соли — цианиды. Взаимодействует с оксидами и гидроксидами щелочных и щёлочноземельных металлов.
Пары синильной кислоты горят на воздухе фиолетовым пламенем с образованием Н2О, СО2 и N2. В смеси кислорода со фтором горит с выделением большого количества тепла:
кДж.
Синильная кислота широко применяется в органическом синтезе. Она реагирует с карбонильными соединениями, образуя циангидрины:
С хлором, бромом и иодом прямо образует циангалогениды:
С галогеналканами — нитрилы (реакция Кольбе):
С алкенами и алкинами реагирует, присоединяясь к кратным связям:
Легко полимеризуется в присутствии основания (часто со взрывом). Образует аддукты, например HCN-CuCl.
Физиологические
Синильная кислота является веществом, вызывающим кислородное голодание тканевого типа. При этом наблюдается высокое содержание кислорода как в артериальной, так и в венозной крови и уменьшение таким образом артерио-венозной разницы, резкое понижение потребления кислорода тканями с уменьшением образования в них углекислоты. Синильная кислота и её соли, растворенные в крови, достигают тканей, где вступают во взаимодействие с трехвалентной формой железа цитохромоксидазы. Соединившись с цианидом, цитохромоксидаза утрачивает способность переносить электроны на молекулярный кислород. Вследствие выхода из строя конечного звена окисления блокируется вся дыхательная цепь и развивается тканевая гипоксия. Кислород доставляется к тканям в достаточном количестве с артериальной кровью, но ими не усваивается и переходит в неизмененном виде в венозное русло. Одновременно нарушаются процессы образования макроэргов, необходимых для нормальной деятельности различных органов и систем. Активизируется гликолиз, то есть обмен с аэробного перестраивается на анаэробный. Также подавляется активность и других ферментов — каталазы, пероксидазы, лактатдегидрогеназы.
Действие на нервную систему
В результате тканевой гипоксии, развивающейся под влиянием синильной кислоты, в первую очередь нарушаются функции центральной нервной системы.
Действие на дыхательную систему
В результате острого отравления наблюдается резко выраженное увеличение частоты и глубины дыхания. Развивающуюся одышку следует рассматривать как компенсаторную реакцию организма на гипоксию. Стимулирующее действие синильной кислоты на дыхание обусловлено возбуждением хеморецепторов каротидного синуса и непосредственным действием яда на клетки дыхательного центра. Первоначальное возбуждение дыхания по мере развития интоксикации сменяется его угнетением вплоть до полной остановки. Причинами этих нарушений являются тканевая гипоксия и истощение энергетических ресурсов в клетках каротидного синуса и в центрах продолговатого мозга.
Действие на сердечно-сосудистую систему
Изменения в системе крови
Содержание в крови эритроцитов увеличивается, что находит объяснение в рефлекторном сокращении селезенки в ответ на развивающуюся гипоксию. Цвет венозной крови становится ярко-алым за счет избыточного содержания кислорода, не поглощенного тканями. Артерио-венозная разница по кислороду резко уменьшается. При угнетении тканевого дыхания изменяется как газовый, так и биохимический состав крови. Содержание CO2 в крови снижается вследствие меньшего образования и усиленного её выделения при гипервентиляции. Это приводит в начале развития интоксикации к газовому алкалозу, который меняется метаболическим ацидозом, что является следствием активации процессов гликолиза. В крови накапливаются недоокисленные продукты обмена. Увеличивается содержание молочной кислоты, нарастает содержание ацетоновых тел, отмечается гипергликемия. Нарушением окислительно-восстановительных процессов в тканях объясняется развитие гипотермии. Таким образом, синильная кислота и её соли вызывают явления тканевой гипоксии и связанные с ней нарушения дыхания, кровообращения, обмена веществ, функции центральной нервной системы, выраженность которых зависит от тяжести интоксикации.
Получение
В настоящий момент есть три наиболее распространенных метода получения синильной кислоты в промышленных масштабах:
Применение
В химическом производстве
Является сырьём для получения акрилонитрила, метилметакрилата, адипонитрила и других соединений. Синильная кислота и большое число её производных используются при извлечении благородных металлов из руд, при гальванопластическом золочении и серебрении, в производстве ароматических веществ, химических волокон, пластмасс, каучука, органического стекла, стимуляторов роста растений, гербицидов.
Как отравляющее веществo
Соли синильной кислоты называются цианидами. Цианиды подвержены сильному гидролизу. При хранении водных растворов цианидов при доступе диоксида углерода они разлагаются:
Ион CN − (изоэлектронный молекуле СО) входит как лиганд в большое число комплексных соединений d-элементов. Комплексные цианиды в растворах очень стабильны.
Цианиды тяжёлых металлов термически неустойчивы; в воде, кроме цианида ртути (Hg(CN)2), нерастворимы. При окислении цианиды образуют соли — цианаты:
Многие металлы при действии избытка цианида калия или цианида натрия дают комплексные соединения, что используется, например, для извлечения золота и серебра из руд:
Биологические свойства
При вдыхании синильной кислоты в небольших концентрациях наблюдается царапанье в горле, горький вкус во рту, головная боль, тошнота, рвота, боли за грудиной. При нарастании интоксикации уменьшается частота пульса, усиливается одышка, развиваются судороги, наступает потеря сознания. При этом цианоз отсутствует (содержание кислорода в крови достаточное, нарушена его утилизация в тканях).
Антидоты синильной кислоты
Для лечения отравлений синильной кислотой известно несколько антидотов, которые могут быть разделены на две группы. Лечебное действие одной группы антидотов основано на их взаимодействии с синильной кислотой с образованием нетоксичных продуктов. К таким препаратам относятся, например, коллоидная сера и различные политионаты, переводящие синильную кислоту в малотоксичную роданистоводородную кислоту, а также альдегиды и кетоны (глюкоза, диоксиацетон и др.), которые химически связывают синильную кислоту с образованием циангидринов. К другой группе антидотов относятся препараты, вызывающие образование в крови метгемоглобина: синильная кислота связывается метгемоглобином и не доходит до цитохромоксидазы. В качестве метгемоглобинообразователей применяют метиленовую синь, а также соли и эфиры азотистой кислоты. Одним из антагонистов синильной кислоты является сахар.
Сравнительная оценка антидотных средств: метиленовая синь предохраняет от двух смертельных доз, тиосульфат натрия и тетратиосульфат натрия — от трёх доз, нитрит натрия и этилнитрит — от четырёх доз, метиленовая синь совместно с тетратиосульфатом — от шести доз, амилнитрит совместно с тиосульфатом — от десяти доз, азотистокислый натрий совместно с тиосульфатом — от двадцати смертельных доз синильной кислоты.
Смотреть что такое «СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА» в других словарях:
Синильная кислота — Синильная кислота … Википедия
СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА — СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА, жидкость, tкип 26,7шC. Синильная кислота содержится в некоторых растениях, коксовом газе, табачном дыме, выделяется при термическом разложении нейлона, полиуретанов. Синильную кислоту используют для промышленного получения… … Современная энциклопедия
Синильная кислота — СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА, жидкость, tкип 26,7°C. Синильная кислота содержится в некоторых растениях, коксовом газе, табачном дыме, выделяется при термическом разложении нейлона, полиуретанов. Синильную кислоту используют для промышленного получения… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА — (циановодородная кислота, циановодород) (HCN) очень слабая одноосновная кислота; бесцветная жидкость с запахом горького миндаля, легко испаряется, tкип = 26°С, tпл = 13°С. С. к. вещество непрочное, легко разлагается, пары её легче воздуха. С. к.… … Большая политехническая энциклопедия
СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА — см. ЦИАНИСТАЯ КИСЛОТА. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА — (цианистоводородная кислота, цианистый водород HCN) бесцветная летучая жидкость с запахом горького миндаля. С. к. и ее соли (цианиды) сильнейшие яды. Смеси паров С. к. с воздухом взрывоопасны. Применяют в химической промышленности. См. также… … Российская энциклопедия по охране труда
Синильная кислота — (хим.) см. Цианистоводородная кислота. Синильная кислота (фарм.) представляет интерес как лекарство, но главным образом как вещество, обладающее чрезвычайно сильными ядовитыми свойствами. Чистая С. кислота не имеет врачебного применения,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
История цианидов уверенно прослеживается практически от первых дошедших до нас письменных источников. Древние египтяне, например, использовали косточки персика для получения смертельно опасной эссенции, которая в экспонирующихся в Лувре папирусах называется просто «персиком».
Летально-персиковый синтез
Персик, как и еще две с половиной сотни растений, среди которых миндаль, вишня, черешня, слива, относится к роду сливы. В косточках плодов этих растений содержится вещество амигдалин — гликозид, прекрасно иллюстрирующий понятие «летальный синтез». Этот термин не совсем корректен, более правильно было бы назвать явление «летальным метаболизмом»: в его ходе безобидное (а иногда даже полезное) соединение под действием ферментов и других веществ расщепляется до сильнодействующего яда. В желудке амигдалин подвергается гидролизу, и от его молекулы отщепляется одна молекула глюкозы — образуется пруназин (некоторое его количество содержится в косточках ягод и фруктов изначально). Далее в работу включаются ферментные системы (пруназин-β-глюкозидаза), которые «откусывают» последнюю оставшуюся глюкозу, после чего от исходной молекулы остается соединение манделонитрил.
В медицинской литературе нет ни одного подтвержденного случая смерти после поедания персиковых или абрикосовых косточек, хотя и описаны случаи отравления, требовавшие госпитализации. И этому есть достаточно простое объяснение: для образования яда нужны только сырые косточки, а их много не съешь. Почему сырые? Чтобы амигдалин превратился в синильную кислоту, необходимы ферменты, а под действием высокой температуры (солнечные лучи, кипячение, жарка) они денатурируются. Так что компоты, варенье и «каленые» косточки совершенно безопасны. Чисто теоретически возможно отравление настойкой на свежей вишне или абрикосах, поскольку денатурирующих факторов в этом случае нет. Но там в действие вступает другой механизм обезвреживания образующейся синильной кислоты, описанный в конце статьи.
Военное прошлое
Эффективность цианидов для точечного устранения противника во все времена манила военных. Но масштабные эксперименты стали возможными только в начале XX века, когда были разработаны методы производства цианидов в промышленных количествах.
1 июля 1916 года французы в боях у реки Соммы впервые применили цианистый водород против немецких войск. Однако атака провалилась: пары HCN легче воздуха и быстро улетучивались при высокой температуре, так что «хлорный» фокус со стелющимся по земле зловещим облаком повторить не удалось. Попытки утяжелить циановодород треххлористым мышьяком, хлорным оловом и хлороформом не увенчались успехом, так что о применении цианидов пришлось забыть. Точнее, отложить — до Второй мировой.
Немецкая химическая школа и химическая промышленность в начале XX века не знали себе равных. На благо страны работали выдающиеся ученые, в том числе нобелевский лауреат 1918 года Фриц Габер. Под его руководством группа исследователей свежесозданного «Немецкого общества борьбы с вредителями» (Degesch) модифицировала синильную кислоту, которая с конца XIX века использовалась в качестве фумиганта. Чтобы снизить летучесть соединения, немецкие химики использовали адсорбент. Перед применением гранулы следовало погрузить в воду, чтобы высвободить накопленный в них инсектицид. Продукт получил название «Циклон». В 1922 году Degesch перешла в единоличное владение компании Degussa. В 1926 году на группу разработчиков был зарегистрирован патент на вторую, весьма успешную версию инсектицида — «Циклон Б», отличавшийся более мощным сорбентом, наличием стабилизатора, а также ирританта, вызывавшего раздражение глаз — чтобы избежать случайного отравления.
Модус операнди
При меньших дозах можно даже отследить несколько периодов отравления. Сначала горький привкус и жжение во рту, слюнотечение, тошнота, головная боль, учащение дыхания, нарушение координации движений, нарастающая слабость. Позже присоединяется мучительная одышка, кислорода тканям не хватает, так что мозг дает команду на учащение и углубление дыхания (это очень характерный симптом). Постепенно дыхание угнетается, появляется еще один характерный симптом — короткий вдох и очень длинный выдох. Пульс становится более редким, давление падает, зрачки расширяются, кожа и слизистые розовеют, а не синеют или бледнеют, как в других случаях гипоксии. Если доза несмертельная, этим все и ограничивается, через несколько часов симптомы исчезают. В противном случае наступает черед потери сознания и судорог, а затем возникает аритмия, возможна остановка сердца. Иногда развивается паралич и длительная (до нескольких суток) кома.
Отравленного — отрави
Нитриты окисляют гемоглобин очень быстро, так что один из самых эффективных антидотов (противоядий) — амилнитрит, изоамиловый эфир азотистой кислоты — достаточно просто вдохнуть с ватки, как нашатырный спирт. Позже выяснилось, что метгемоглобин не только связывает циркулирующие в крови цианид-ионы, но и разблокирует «закрытые» ими дыхательные ферменты. В группу метгемоглобинообразователей, правда, уже более медленных, входит и краситель метиленовый синий (известный как «синька»).
Есть и обратная сторона медали: при внутривенном введении нитриты и сами становятся ядами. Так что насыщать кровь метгемоглобином можно лишь при строгом контроле его содержания, не более 25−30% от общей массы гемоглобина. Есть и еще один нюанс: реакция связывания обратима, то есть через некоторое время образовавшийся комплекс распадется и цианид-ионы устремятся внутрь клеток к своим традиционным мишеням. Так что нужна еще одна линия обороны, в качестве которой применяют, например, соединения кобальта (кобальтовая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, гидроксикобаламин — один из витаминов В12), а также антикоагулянт гепарин, бета-оксиэтилметиленамин, гидрохинон, тиосульфат натрия.
Казус Распутина
Но самый интересный антидот намного проще и доступнее. Химики еще в конце XIX века заметили, что цианиды превращаются в нетоксичные соединения при взаимодействии с сахаром (особенно эффективно это происходит в растворе). Механизм этого явления в 1915 году объяснили немецкие ученые Рупп и Гольце: цианиды, реагируя с веществами, содержащими альдегидную группу, образуют циангидрины. Такие группы есть в глюкозе, и амигдалин, упомянутый в начале статьи, по сути представляет собой нейтрализованный глюкозой цианид.
Если бы об этом было известно князю Юсупову или кому-то из примкнувших к нему заговорщиков — Пуришкевичу или великому князю Дмитрию Павловичу, они не стали бы начинять пирожные (где сахароза уже гидролизовалась до глюкозы) и вино (где глюкоза тоже имеется), предназначенные для угощения Григория Распутина, цианистым калием. Впрочем, есть мнение, что его и не травили вовсе, а рассказ о яде появился для запутывания следствия. Яда в желудке «царского друга» не обнаружили, но это ровным счетом ничего не значит — циангидрины там никто не искал.
Автор статьи — врач-токсиколог, научный редактор журнала «Российские аптеки»
Синильная кислота. Механизм действия, патогенез и клиника.
Синильная кислота и ее производные
Синильная кислота является родоначальником большой группы химических соединений, объединенной общим названием — цианиды. Открыта в 1782 г. профессором Шеелем, впервые в жидком безводном состоянии получена Гейлю-Саком в 1811 г. Ядовитые свойства синильной кислоты были известны давно, уже в 1733 г. было предложено использовать для обработки фруктовых деревьев от насекомых. Однако синильная кислота получила широкое распространение в мирной жизни при борьбе с грызунами. В настоящее время США для нужд дератизации используют 17 тыс. тонн в год.
Синильная кислота /цианистый водород, цианистоводородная кислота, синеродистый водород, формонитрил/ встречается в воздухе рабочих помещений при получении бензола, толуола, ксилола, цианидов, роданидов, щавелевой кислоты, на коксохимических заводах, в гальванопластике, при золочении и серебрении предметов, в сточных промывных водах при газоочистке, в табачном дыму. Применяется в производстве каучука, синтетического волокна, пластмасс, органического стекла.
Смертельную дозу для человека содержат 40 гр. горького миндаля или 100 очищенных семян абрикосов, что соответствует 1 гр. амигдалина. В организме амигдалин гидролизуется на синильную кислоту, глюкозу и масло горьких миндалей.
Учитывая большую токсичность синильной кислоты были попытки использовать ее в военных целях.
Впервые синильную кислоту в качестве ОВ использовали французские войска. 1 июля 1916 г. они обстреляли позиции немецкой армии артиллерийскими снарядами, снаряженными смесью синильной кислоты и треххлористого мышьяка. Всего французы использовали в первой мировой войне 4000 т синильной кислоты и хлорциана, но заметного военного успеха от их применения они не достигли. Несмотря на самую высокую токсичность среди всех ОВ, применявшихся в годы первой мировой войны, опасность синильной кислоты в полевых условиях оказалась несущественной из-за низкой устойчивости ее паров в приземных слоях атмосферы.
Позднее, в годы второй мировой войны, немецкие фашисты разработали способы создания эффективных концентраций синильной кислоты. Вблизи концлагеря Мюнстер (земля Северный Рейн-Вестфалия) на полигоне они разместили заключенных в противогазах и осуществили поливку синильной кислотой с бреющего полета самолета. Высокие концентрации синильной кислоты пробивали коробки фильтрующих противогазов.
Печальную известность приобрели газовые камеры концентрационных лагерей в Освенциме, Майданеке и других местах. Узников направляли в помещение, оборудованное как санитарный пропускник. Гитлеровские врачи занимали места снаружи у специальных смотровых окон и вели «научные» наблюдения. По их команде в душевые рожки подавалась смесь воды и циклона А (метиловый эфир цианмуравьиной кислоты), при взаимодействии которых образуется синильная кислота:
В 1961-1971 гг. американские интервенты во Вьетнаме использовали в военных целях гербицид — цианамид кальция. Он обладает умеренной токсичностью, но клиника и механизм развития интоксикации соответствуют поражению синильной кислотой. По данным иностранной печати, в США разработаны способы создания боевых концентраций синильной кислоты. При этом на протяжении 10 мин (не менее) поддерживается заражение приземных слоев атмосферы из расчета 1 г на 1 м3.
Трагические события, происшедшие в декабре 1984 г, в столице индийского штата Мадхья-Прадеш г. Бхопале, подтверждают такое опасение. В подвалах химического предприятия, принадлежавшего американской фирме
«Юнион карбайд», хранилось более 60 т сжиженного газа метилизоцианата, являющегося производным синильной кислоты. В результате аварии газ был выпушен в атмосферу города с населением почти 1 млн. человек. Свыше 50 000 человек получили тяжелое отравление, более 2500 из которых погибли.
В настоящее время синильная кислота состоит на вооружении стран НАТО под шифром АС, является ограниченно табельным. Современные средства доставки ОВ дают возможность создать боевую концентрацию хотя бы на короткое время. Сейчас она привлекает к себе специалистов своей дешевизной производства. Таким образом, возможность поражения людей в мирное, и массовое поражение в военное время диктует необходимость изучения данной темы в медицинском вузе.
Токсичность синильной кислоты
Синильная кислота относится к числу высокотоксичных соединений. Поражения этой кислотой возможны при вдыхании ее газов, приеме внутрь, а также при воздействии паров или растворов на незащищенные кожные покровы. В боевых условиях основным путем поступления отравляющего вещества в организм является ингаляционный.
Механизм действия синильной кислоты
В настоящее время механизм биологического действия синильной кислоты считается достаточно хорошо изученным. После исследований О. Варбурга (1928-1930) стало общепризнанным, что синильная кислота взаимодействует с окисленной формой фермента цитохромоксидазы. подавляя, таким образом, процессы тканевого дыхания. Все это позволило отнести синильную кислоту к типичным ферментным ядам с высокоизбирательным механизмом действия. На основании существующих представлений была разработана система терапевтических вмешательств, позволяющая спасать жизнь пораженным даже при самых тяжелых отравлениях.
Биологическое окисление, или иначе говоря, процесс тканевого дыхания, может быть условно разбит на два этапа: комплекс реакций дегидрирования с последующим переносом водорода на группу флавопротеиновых ферментов и комплекс реакций, связанных с активацией кислорода, что в конечном счете приводит к образованию воды. Принципиальный процесс конечного звена тканевого дыхания представлен на схеме
Принципиальное изображение биологического окисления:
Как видно из приведенной схемы, окисление любого субстрата начинается с реакции дегидрирования, в процессе которой НАД переходит из окисленной формы в восстановленную НАД*H2 передает водороды на систему флавопротеиновых ферментов, которые в свою очередь адресуют водород по направлению к цитохрому «б». При переходе от флавопротеиновой системы к цитохромной атом водорода теряет электрон и, приобретая заряд, из электронейтрального становится электроположительным, а следовательно, реакционноспособным. Активированный водород (протон) в дальнейшем способен соединяться с активированным кислородом, присоединившим отданный водородом электрон, с образованием воды.
Полученный цитохромной системой электрон окисляет атом железа, входящий в состав цитохрома «б», затем последовательно цитохромов «с» и «а». Переносчики электронов соединены в дыхательной цепи так, что их нормальные редокспотенциалы возрастают от отрицательных значений до величин, близких потенциалу нормального кислородного электрода. Так, например, редоксотенциал реакции Флавопротеин*Н 2 « флавопротеин +2Н++2е составляет 0,07, в то время как редокспотенциал конечной реакции Н2О « 1/2 O2+2Н++2е составляет величину +0,815. В точках наибольших перепадов редокспотенциалов в цепи передачи водородов и электронов (при передаче водорода с НАД*Н2 на систему флавопротеинов, при передаче электронов с цитохрома «б» на цитохром «с» и в области цитохромоксидазы) происходят реакции сопряженного окислительного фосфорилирования в процессе которых образуется АТФ, аккумулирующая энергию, необходимую для жизнедеятельности организма.
При отравлении синильной кислотой последняя легко вступает во взаимодействие с окисленной формой железа цигохромоксидазы, лишая, таким образом, железо способности переходить в восстановленную форму. В результате блокируется процесс активации кислорода и соответственно соединение его с электроположительными атомами водорода. Блокирование цитохромоксидазы приводит к накоплению в митохондриях клеток протонов и свободных электронов, что приводит к торможению всей системы биологического окисления во всех органах и тканях животного организма. Следствием этого является прекращение образования макроэргических фосфорных соединений (АТФ) в цепи биологического окисления, что сопровождается быстрым истощением энергетических ресурсов.
Выше уже говорилось, что цианиды реагируют в основном с цитохромом «а3» и лишь частично с цитохромом «а». Последнее может служить объяснением известному факту, что в условиях отравления синильной кислотой не наблюдается тотального угнетения тканевого дыхания. Сохранившуюся окислительную активность принято обозначать как цианрезистентное дыхание. При стремительно развивающейся интоксикации цианрезистентное дыхание не может обеспечить выживаемость животного организма, однако при замедленном развитии отравления значение цианрезистентного дыхания может значительно возрастать.
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 (Блашко, 1942). Последнее, естествен но, усложняет терапию отравлений синильной кислотой, однако практика показывает, что блокада цитохромоксидазы играет ведущую роль в механизме действия цианидов.
Таким образом, при отравлении синильной кислотой развивается состояние, когда, артериальная кровь, предельно насыщенная кислородом, проходя через ткани в венозную систему почти не отдает кислород тканям, лишенным способности его утилизировать. Развивается состояние тяжелого кислородного голодания, несмотря на то, что клетки тканей находятся в условиях оптимального кислородного снабжения. При стремительно развивающемся отравлении компенсаторные гликолитические механизмы генерирования энергии не успевают получить необходимое развитие и пострадавший погибает в результате выведения ядом из строя основного пути образования энергии тканевого дыхания.
Патогенез отравления синильной кислотой
Приведенные выше представления о биохимическом механизме действия цианистых соединений отражают основную характеристику токсического эффекта и не касаются избирательности поражения, той или иной физиологической системы. Последнее, однако, имеет большое значение и во многом определяет клиническую картину отравления.
Поскольку цианистые соединения парализуют процесс тканевого дыхания, то естественно, наиболее тяжело поражаются ткани, в которых энергетическое обеспечение происходит главным образом за счет окислительного фосфорилирования в терминальном звене биологического окисления. В этом отношении особое место занимает центральная нервная система, отличающаяся исключительной напряженностью окислительных процессов и незначительными запасами гликогена — вещества, позволяющего в условиях кислородного голодания обеспечивать ресинтез макроэргических фосфорных соединений.
В настоящее время не вызывает сомнений значение поражений центральной нервной системы в картине отравления и исходе интоксикации синильной кислотой. Согласно исследованиям О.Ф. Квасенко (1963), угроза летального исхода становится реальной, если угнетение окислительных реакций в центральной нервной системе достигает 65%. Введение цианидов в позвоночную артерию резко повышает токсичность препаратов по сравнению с инъекцией в бедренную вену. Характеризуя высокую чувствительность нервной системы к действию цианистых соединений, О.Ф. Квасенко отмечает, что подавление окислительных реакций в других тканях выражено значительно меньше и не может быть причиной смертельного исхода. Так, например, при угнетении окислительных процессов в головном мозге на 65-74% в печени отмечается угнетение только на 15-21%, в почках— на 16-33%, а в сердечной мышце — лишь на 8-10%. Причиной столь существенного различия в степени угнетения окислительных процессов в головном мозге по сравнению с другими органами может быть, с одной стороны, большая напряженность окислительных процессов, а с другой — интенсивность кровоснабжения мозга и соответственно большее поступление поступление отравляющего вещества в центральную нервную систему.
Тяжесть поражения головного мозга подтверждается также патологоанатомическими данными, которые приведены в соответствующем разделе. Глубокие морфологические изменения структур ткани мозга могут оказать решающее влияние на развитие и исход интоксикации, а также явиться причиной функциональной неполноценности центральной нервной системы у людей, перенесших острую интоксикацию или длительное время подвоздействием яда. В отдельных случаях возможно развитие тяжелых психотических состояний.
Характерное влияние цианистых соединений на гемопоэз обусловлено, как рефлексами с каротидных хеморецепторов, так и прямым действием яда на кроветворную ткань. Вполне понятно, что бурный процесс образования форменных элементов крови требует высокого энергетического обеспечения, которое возможно только в условиях интенсивного тканевого дыхания. Исследованиями М.Л. Беленького и Ю.Н. Стройкова (1950) показано, что возбуждение хеморецепторов каротидного клубочка при введении синильной кислоты не ограничивается стимуляцией дыхания, а ведет к сокращению селезенки и выбросу дополнительного количества эритроцитов в ток крови. В определенных условиях возможно также рефлекторное усиление гемопоэза. Рефлекторный механизм, по-видимому, сочетается с прямым влиянием цианидов на костный мозг, так как известно, что небольшие количества синильной кислоты способны стимулировать тканевые окислительные реакции. В первые месяцы хронической интоксикации отмечается эритроцитоз, возможно появление ретикулоцитов. В дальнейшем по мере углубления отравления реакция начинает носить менее выраженный характер или сменяется угнетением кроветворения.
Наиболее сложны для понимания изменения со стороны сердечно-сосудистой системы. Отмечалось, что при отравлении цианидами симптомы, напоминающие коронарную недостаточность, обычно сопровождают как острое, так и хроническое отравление синильной кислотой. Наряду с этим угнетение окислительных реакций в сердечной мышце значительно меньше, чем в центральной нервной системе, печени или почках. Наконец, известно, что при тяжелых отравлениях цианидами деятельность сердца сохраняется еще некоторое время после паралича дыхательного центра. Исходя из этого, можно было бы предполагать, что сердечно-сосудистая система относительно устойчива к действию яда и должна мало страдать даже при тяжелых формах отравления. В пользу такого предположения говорит также то, что нарушения функции сердца возникают лишь при крайне тяжелом кислородном голодании, что можно рассматривать в качестве одного из защитных механизмов, развивавшихся в процессе эволюции.
По всей видимости, в основе явлений типа коронарной недостаточности лежит сложный патогенетический механизм и эти явления обусловлены как гистотоксической гипоксией, так и угнетением активности других ферментных систем, которые подвержены ингибирующему действию синильной кислоты. Не исключено, что известное значение имеет вызываемое цианидами снижение чувствительности сердечно-сосудистой системы к ацетилхолину и адреналину, что затрудняет осуществление трофических влияний со стороны вегетативного отдела нервной системы на сердце. Сложность механизма токсического действия синильной кислоты на сердце, очевидно, является основной причиной длительного сохранения функциональной неполноценности сердечно-сосудистой системы у лиц, перенесших отравление цианидами.
Таким, образом, при отравлении синильной кислотой на первый план выступают явления кислородной недостаточности, которые могут осложняться нарушениями тканевого обмена, обусловленными влиянием цианидов на активность ряда ферментных систем, непосредственно не связанных с процессами тканевого дыхания.
Клиника и патоморфология поражений цианидами
Принято различать острую и хроническую формы отравления синильной кислотой. Острая форма отравления синильной кислотой имеет либо молниеносное, либо замедленное течение. Молниеносная форма возникает тогда, когда в организме человека за короткое время поступает большое количество ОВ.
При однократном вдохе воздуха, содержащего более 1 мг/л паров синильной кислоты, человек непроизвольно вскрикивает вследствие ларингоспазма падает, изгибаясь дугой (опистотонус) и умирает. Так протекает апоплексическая, или молниеносная форма.
Замедленная форма развития отравлений характерна для случаев нахождения в зараженной атмосфере с относительно небольшими концентрациями ОВ, в случае поражении через кожу или желудочно-кишечный тракт. В течение замедленной формы различают начальную /продромальную/, диспноэтическую, судорожную и паралитическую стадии.
Начальная стадия характеризуется наличием ярко-розовой окраски слизистых, а затем и кожных покровов. Типичны для поражения синильной кислотой 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: чередование экзофтальма и энофтальма. Отмечается сильное возбуждение дыхания и учащение ритма сердечной деятельности. Довольно характерным является возникновение болей в области сердца. Если поступление яда в организм прекращается, описанные явления быстро проходят. В последующие двое-трое суток возможны жалобы на головную боль и общую слабость после чего наступает полное клиническое выздоровление.
В этой стадии отравления наряду с общими явлениями интоксикации наблюдается резкое возбуждение дыхания. Принято считать, что при поступлении синильной кислоты, в кровь последняя возбуждает хеморецепторы каротидного клубочка, вызывая рефлекторную стимуляцию дыхания. Как известно, хеморецепторы каротидных клубочков можно рассматривать в качестве специальных физиологических образований, информирующих центральную нервную систему, в частности дыхательный центр, о напряжении кислорода в артериальной крови. В случае дефицита кислорода окислительные процессы в ткани каротидного клубочка угнетаются, что приводит к истощению энергетических резервов и снижению содержания аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Недостаток АТФ вызывает возбуждение хеморецепторов каротидного клубочка и возникновение серии нервных импульсов, приводящих дыхательный центр в состояние возбуждения. Возникающая одышка способствует быстрому насыщению-крови кислородом, усилению окислительных реакций и ликвидации дефицита АТФ в ткани клубочка (М.Л. Беленький, 1951). Попадание в ток крови даже незначительных количеств синильной кислоты может привести к нарушению течения окислительных процессов и дефициту АТФ, т.е. вызвать картину, близкую кислородному голоданию, несмотря на высокое парциальное давление кислорода в крови. Развитие сильной одышки при достаточно высоком насыщении артериальной крови кислородом весьма характерно для начальной стадии отравления синильной кислотой. При дальнейшем развитии интоксикации это рефлекторное возбуждение дыхательного центра постепенно утрачивает значение, поскольку синильная кислота, поступающая с током крови в центральную нервную систему, начинает подавлять процессы тканевого дыхания в структурах головного мозга, и в том числе в дыхательном центре. При выраженном угнетении дыхательного центра рефлекторные влияния со стороны каротидных клубочков, как правило не приводят к возбуждению дыхания. Вторым довольно постоянным симптомом, свойственным стадии начальных явлений, следует считать появление болей в области сердца. Происхождение белей имеет в своей основе отчетливые коронарные нарушения, развивающиеся уже в первые минуты после поступления отравляющего вещества в ток крови.
Изменения коронарного кровотока могут быть как результатом прямого действия отравляющего вещества, так и следствием нарушения нервно-вегетативных экстракардиальных влияний.
Стадия одышки. Отмечаются глубокие нарушения функции дыхания. Вначале одышка усиливается, затем дыхание замедляется и становится более глубоким.
Обычно одышка носит инспираторный характер. Острое угнетение окислительных процессов в ткани головного мозга может привести к внезапной потере сознания.
Как правило, в этой стадии боли в области сердца усиливаются. напоминая стенокардические приступы. Тахикардия постепенно переходит в брадикардию, пульс становится редким, напряженным. Прогрессирующая брадикардия расценивается как плохой прогностический признак. Помимо явлений острой коронарной недостаточности, возможно появление синусовой аритмии, возникновение атриовентрикулярного ритма, а также явлений интерференции с диссоциацией. Электрокардиографически отмечается снижение интервала S-T, появление низкого и двухфазного зубца Т. Описанные изменения довольно стойки и отмечаются еще длительное время после проведения эффективной терапии отравления.
Несмотря на значительные нарушения функции дыхания и сердечно-сосудистой системы, явления цианоза отсутствуют. Кожа и видимые слизистые оболочки имеют розовую окраску, артериовенозная разница по кислороду приобретает чрезвычайно низкие значения. Артериальная и венозная кровь насыщены оксигемоглобином. Развивается состояние гистотоксической гипоксии, когда ткани испытывают тяжелую кислородную недостаточность из-за потери способности утилизировать кислород.
Судорожная стадия. Особенностью этой стадии является развитие клоникотонических судорог, переходящих затем в тонические. Судороги носят приступообразный характер, причем мышечный тонус все время остается резко повышенным. Дыхание аритмичное, поверхностное, во время судорожных приступов полностью прекращается. Однако, несмотря на выраженные нарушения внешнего дыхания, явления цианоза отсутствуют и насыщение крови кислородом не претерпевает существенных изменений. Последнее отличает интоксикацию синильной кислотой от отравлений другими судорожными ядами, когда в период судорог развивается сильнейший цианоз, ослабляющийся во время последующей компенсаторной одышки.
В этой стадии отравления синильной кислотой отчетливо выявляются нарушения функции сердечно-сосудистой системы. Пульс становится замедленным, аритмичным. Возможно нарушение атриовентрикулярной проводимости с развитием полного блока. В результате токсического действия яда на стенки сосудов возникает сначала парез, а затем и паралич сосудистого русла. Как правило, наблюдается мидриаз и экзофтальм.
Паралитическая стадия. В этой стадии отравления ведущими являются симптомы токсического действия отравляющего вещества на высшие отделы центральной нервной системы, в том числе на жизненно важные центры продолговатого мозга. Дыхание становится замедленным, поверхностным, аритмичным. В результате паралича подкорковых центров блуждающего нерва сердце выходит из-под контроля вагуса, что приводит к учащению пульса. Паралич нервных центров вазомоторов сопровождается резким падением артериального давления. Мышечный тонус снижен. Грозным признаком близкого летального исхода является остановка дыхания. Сердечная деятельность обычно прекращается через несколько минут после паралича дыхательного центра. Описаны случаи прекращения сердечной деятельности даже через 5-8 минут после полной остановки дыхания. Последнее объясняется тем, что обладая собственным автоматизмом, сердце сохраняет способность сокращаться и после паралича центральных нервно-регуляторных механизмов.
кДж.
