ГОУ ВПО «Курский Государственный Медицинский Университет»
Кафедра фармацевтической, токсикологической и аналитической химии
Реферат по токсикологической химии на тему
«Сильнейшие яды XX века»
Выполнил: Ларин Сергей
Проверил: Рымарова
Марина Викторовна
Курск, 2009
План
Введение
1. История ядов
2. Неорганические и простые органические яды
1.1 Диоксины
1.2 Тиофос (НИУИФ-100)
1.3 Синильная кислота и её производные
3. Яды растительного происхождения
3.1 Рицин
3.2 Стрихнин
3.3 Тубокурарин
4. Белковые соединения
4.1 Ботулинический токсин
4.2 Палитоксин
4.3 Батрахотоксин
Заключение
Литература
Введение
Давным-давно нашими далекими предками было подмечено, что есть в природе вещества не просто несъедобные, а смертельно опасные и для животных, и для человека – яды. Сначала их использовали во время военных действий и охоты – ими смазывали наконечники стрел и копий. Позднее у ядов появилась еще одна область применения – дворцовые интриги.
История ядов неразрывно связана с историей развития общества. Яды использовались в качестве «инструмента» и оружия в процессе охоты на диких животных, а также для устранения противников, конкурентов, врагов. По мере развития химической науки и химической технологии и, параллельно с этим, формирования науки о ядах – токсикологии – яды становятся грозным оружием, средством массового уничтожения людей, боевыми отравляющими веществами. Применение боевых отравляющих веществ в империалистическую войну в 1914 г. было первым использованием их на поле боя. Затем – война в Абиссинии (Эфиопии). Следующее массовое применение ядов – газовые камеры фашистских извергов, в которых погибли тысячи и тысячи патриотов и военнопленных из многих стран Европы. Если не считать химическим оружием слезоточивые газы, широко применяемые полицией капиталистических государств для разгона демонстраций трудящихся, то очередным «полигоном» широкомасштабного применения химического оружия был Вьетнам. Именно полигоном. Американская военщина использовала грязную войну во Вьетнаме с целью проверить в «натуральных условиях» действие новых военных ядов. Известную Гаагскую конвенцию о запрещении использования химического оружия США не подписали. Научно-исследовательские центры США и химическая промышленность насыщают свои арсеналы все новыми и новыми химическими средствами. Такова история военных ядов.
Изучение ядов является очень перспективным направлением сегодня – эти вещества по-прежнему пугают умы людей. Мы должны глубже понять структуру каждого яда, и тогда возможно он уже престанет приносить вред человечеству и станет лекарством от какой-нибудь болезни. Именно целю изучить наиболее известные органические и неорганические яды я задался в данном реферате.
1. История ядов
История ядов начинается еще со времен существования Древнего мира. Уже тогда люди обратили взор на особенности некоторых растений, съев которые испытываешь мучительные боли и порой умираешь. Такое влияние на организм человека оказывают и некоторые животные, от укуса которых человек страдает, а следствием является его смерть. В постоянном противостоянии людей, в борьбе за власть и средства к существованию человек использовал все возможные средства. Основным из них был яд. Яд можно было незаметно подмешать в пищу или в напиток. К тому же любая пища, если она не свежая или плохо приготовленная может содержать в себе токсины, смертельно опасные для здоровья человека. Традиционным способом убийства у Древних людей служили змеи, которых подбрасывали в кровати или одежду. Укус пресмыкающихся мог принести быструю смерть. Именно поэтому, как только начали выявляться отравляющие свойства веществ, растений и животных, возникла острая потребность в создании противоядий. Древнегреческие, китайские и индийские ученые ставили многочисленные опыты для того, чтобы найти идеальный антидот от ядов. Предполагалось, что для каждого отравляющего вещества существует и определенный рецепт противоядия. Его разрабатывали на основе природных компонентов. Создавались целые сборники, в которых можно было встретить описание ядов, их воздействие на организм и существующее противоядие. Основывались такие работы на многочисленных разработках и опытах, поставленных учеными над людьми. Зачастую, подопытными становились заключенные или приговоренные к смерти. Правила приема антидотов существовали и много тысячелетий назад. Чтобы оказать наилучшее влияние, надо было принимать их вместе с пищей. Кроме того, в противоядие примешивались средства, вызывающие рвоту или понос для быстрого выведения токсинов из тела человека. Борьба с ядами велась и в Средние века в Новое время. Ученые постепенно открывали новые свойства веществ, позволявших очистить кровь или желудок от вредных токсинов. Многое изменилось с развитием химической промышленности и фармакологии, в частности. Химические препараты стали более универсальным средством в борьбе с ядами. Современным противоядиям предъявляются самые высокие требования. Они должны не только вывести из организма токсины, но и возродить все системы внутренних органов, которые были повреждены.
2. Неорганические или простые органические яды
2.1 Диоксины
Диоксины — это яды, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным действием. Они слабо расщепляются и накапливаются, как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Величина летальной дозы для этих веществ достигает 10−6 г на 1 кг живого веса, что существенно меньше аналогичной величины для некоторых боевых отравляющих веществ, например, для зомана, зарина и табуна (порядка 10−3 г/кг).
Причина исключительной токсичности диоксинов — способность этих веществ удивительно точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции.
Диоксины, подавляя иммунитет и грубо вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний. Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез. Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИДа».
Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей. В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов — с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт, остальные 10 процентов — с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту и с грудным молоком они передаются плоду и ребенку.
Источниками диоксинов являются следующие объекты:
· работающие не в оптимальном режиме мусоросжигающие заводы, уничтожающие хлорированные отходы.
· производства пестицидов и гербицидов.
· химические и нефтеперерабатывающие предприятия.
· синтетические трансформаторные масла (совол, совтол и др.,).
Диоксины образуются как нежелательные примеси в результате различных химических реакций при высоких температурах и в присутствии хлора. Основные причины попадания диоксинов в биосферу, прежде всего, использование высокотемпературных технологий хлорирования и переработки хлорорганических веществ и, особенно, сжигание отходов производства. Другой источник опасности —целлюлозно-бумажная промышленность. Отбеливание целлюлозной пульпы хлором сопровождается образованием диоксинов и ряда других опасных хлорорганических веществ. Ещё один существенный источник диоксинов, широко распространенный и в быту, — сжигание твёрдых бытовых отходов. Наличие в уничтожаемом мусоре повсеместно распространённого поливинилхлорида и других полимеров, различных соединений хлора способствует образованию в дымовых газах диоксинов.
2.2 Тиофос (НИУИФ-100)
Одним из наиболее распространенных фосфорорганических пестицидов является тиофос (НИУИФ-100). Чистый препарат представляет собой бесцветную прозрачную маслянистую жидкость со слабым неприятным запахом. Соединения тиофоса широко применяются для опыления и опрыскивания растений. По токсичности тиофос не уступает таковым сильным ядам, как синильная кислота и стрихнин. По данным зарубежных писателей, смертельной дозой тиофоса для человека является 6,8 мг/кг, т.е. около 0,5 г на взрослого человека. Отравление происходит не только при приеме внутрь, но и при вдыхании паров и попадании препарата на кожу и слизистые оболочки. Симптоматика при отравлениях тиофосом весьма широка: всеобщая астения, рвота, боли в животе, одышка, головные боли, а в тяжелых случаях – генерализированные судороги и кома. Гибель наступает от паралича дыхательного центра. При наружном осмотре мертвеца отмечаются резкая выраженность трупных пятен, трупного окоченения, а также значительное сужение зрачков. На вскрытии обнаруживаются отек мозга, иногда с точечными кровоизлияниями в серое вещество, мелкие очаги катаральной, катарально-гемморагической пневмонии, катаральное воспаление слизистой оболочки желудка и кишечника, полнокровие закрытых органов и резкий специфический запах от содержимого желудка, напоминающий запах прелого сена. Для установления отравления большое значение имеют судебно-химическое исследование и определение активности холинэстеразы трупной крови.
2.3 Синильная кислота и её производные
Синильная кислота выделяется в газообразном состоянии при многих производственных процессах, а также образуется при контакте цианидов с другими кислотами и влагой. Могут быть и отравления цианидами вследствие употребления в пищу большого количества семян миндаля, персика, абрикоса, вишни, сливы и других растений семейства розоцветных или настоек из их плодов. Оказалось, что все они содержат гликозит амигдалин, который в организме под влиянием фермента эмульсина разлагается с образованием синильной кислоты, бензальдегида и 2 молекул глюкозы. Наибольшее количество амигдалина содержится в горьком миндале, в очищенных зернах которого его около 3%. Несколько меньше амигдалина (до 2%) в сочетании с эмульсином содержится в семенах абрикоса. Клинические наблюдения показали, что гибель отравленных наступала обычно после употребления в пищу около 100 очищенных семян абрикоса, что соответствует примерно 1 г амигдалина. Подобно амигдалину отщепляют синильную кислоту такие растительные гликозиды, как линамарин, находящийся в льне, и лауроцеразин, содержащийся в листьях .лавровишневого дерева. Весьма много цианистых веществ в молодых бамбуках и их побегах (до 0,15% сырой массы). В животном мире синильная кислота встречается в секрете кожных желез тысяченожек. Токсичность цианидов для различных видов животных различна. Так, высокая резистентность к синильной кислоте отмечена у холоднокровных, в то время как многие теплокровные животные весьма к ней чувствительны. Что касается человека, то, по-видимому, он более устойчив к действию синильной кислоты, чем некоторые высшие животные. Это подтверждает, например, опыт, поставленный с большим риском для себя известным английским физиологом Баркрофтом, который в специальной камере вместе с собакой подвергался воздействию синильной кислоты в концентрации 18:6000. Опыт продолжался до тех пор, пока собака не впала в коматозное состояние и у нее не появились судороги. Экспериментатор в это время у себя не отмечал каких-либо признаков отравления. Лишь спустя 10–15 мин. после извлечения из камеры погибающей собаки у него отмечалось нарушение внимания и тошнота. Имеется немало данных, свидетельствующих об образовании цианидов в организме человека в физиологических условиях. Цианиды эндогенного происхождения обнаружены в биологических жидкостях, в выдыхаемом воздухе, в моче. Считается, что нормальный их уровень в плазме крови может достигать 140 мкг/л. Цианиды могут проникать во внутренние среды организма с отравленной пищей и водой, а также через поврежденную кожу. Очень опасно ингаляционное воздействие летучих цианидов, прежде всего синильной кислоты и хлорциана. 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 показано, что в ней содержится примерно столько же кислорода, сколько и в артериальной крови. Следовательно, под воздействием цианидов организм теряет способность усваивать кислород. Тем самым тормозится течение нормального процесса тканевого дыхания. Таким образом, блокируя один из железосодержащих дыхательных ферментов, цианиды вызывают парадоксальное явление: в клетках и тканях имеется избыток кислорода, а 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, что проявляется удушьем, судорогами, параличами. При попадании в организм несмертельных доз яда дело ограничивается металлическим вкусом во рту, покраснением кожи и слизистых оболочек, расширением зрачков, рвотой, одышкой и головной болью. С другой стороны, если животный организм адаптирован к низкому уровню кислородного обмена, то его чувствительность к цианидам резко снижается. Выдающимся русским фармакологом Н. П. Кравковым в начале этого века был установлен любопытный факт: во время зимней спячки ежи переносят такие дозы цианида калия, которые во много раз превосходят смертельные. Стойкость ежей к цианиду Н. П. Кравков объяснял тем, что в условиях зимней спячки при низкой температуре тела потребление кислорода значительно снижено и животные лучше переносят торможение его усвоения клетками. Способность CN-ионов обратимо тормозить тканевое дыхание и тем понижать уровень обменных процессов неожиданно оказалась весьма ценной для профилактики и лечения радиационных поражений. Это связано с тем, что в механизме повреждающего действия ионизирующих излучений на клеточные структуры ведущую роль играют продукты радиолиза воды, которые окисляют многие макромолекулы, в том числе ферменты тканевого дыхания. Цианиды, обратимо блокируя эти ферменты, защищают их от действия этих биологически активных веществ, образующихся под влиянием радиации. Иными словами, комплекс «цианид – фермент» становится относительно устойчивым к облучению. После лучевого воздействия он диссонирует вследствие понижения концентрации CN-ионов в биофазе из-за обезвреживания их в крови и выделения из организма. В качестве цианидного радиозащитного средства наибольшее распространение получил амигдалин.