Глава 10. Отравляющие и высокотоксичные вещества общеядовитого действия

10.1. ОВТВ, нарушающие кислородтранспортные функции крови

10.1.1. ОВТВ, нарушающие функции гемоглобина

Одна из важнейших функций крови — транспорт кислорода от легких к тканям. Транспорт кислорода осуществляется двумя способами:

• гемоглобином — в форме соединения;

• плазмой — в форме раствора.

В растворенном состоянии плазмой крови переносится около 0,2 мл Ог на 100 мл крови. В связанной с гемоглобином форме эритроциты пе­реносят в 100 раз больше кислорода (20 мл на 100 мл крови). 1 г гемогло­бина способен обратимо связать около 1,5 мл Ог, а в 100 мл крови содер­жится около 14—16 г гемоглобина.

В результате взаимодействия кислорода с гемоглобином образуется нестойкое соединение оксигемоглобин (НЬО) (рис. 26).

100 р0₂ мм рт. ст. (х)_

А — рН 7,4 В —рН7,0 С — в присутствии СО

1 +х^п п — константа Хила, в норме равна 3

Рис. 26. Кривая насыщения гемоглобина кислородом

При повышении парциального давления кислорода (сатурация крови в легких) содержание НЬО увеличивается и при рОг 100 мм рт. ст. при­ближается к 100%. При понижении парциального давления Ог (в тканях) НЬО распадается, при этом выделяющийся кислород утилизируется тка-

147

Часть I. Токсикология

Глава 10. Отравляющие и высокотоксичные вещества общеядовитого действия

нями организма. Процесс насыщения гемоглобина 0₂ и рассыщения ок­сигемоглобина описывается S-образной кривой (см. рис. 26). Такая форма зависимости между р0₂ и % НЬО есть следствие явления взаимодействия четырех субъединиц гемоглобина в молекулярном комплексе (гем-гем взаимодействие). Физиологический смысл явления — обеспечение мак­симально возможного выделения кислорода в ткани при незначительном различии парциального давления газа в крови и тканях (при р0₂ в крови около 40 мм рт. ст. и р0₂ в тканях около 20 мм рт. ст. гемоглобин высво­бождает около 50% связанного кислорода).

В норме на сродство кислорода к гемоглобину влияют многочислен­ные факторы. Среди основных: рН, рС0₂ (эффект Бора), биорегуляторы процесса диссоциации оксигемоглобина (2,3-дифосфоглицерат и др.). При повышении рН, рС0₂ и содержания 2,3-дифосфоглицерата в эрит­роцитах сродство гемоглобина к кислороду снижается — отдача кислоро­да тканям возрастает.

Из сказанного ясно, что вещества, взаимодействующие с гемоглоби­ном и нарушающие его свойства, будут существенно изменять кислород-транспортные свойства крови, вызывая развитие гипоксии гемического типа.

Кислородное голодание плохо переносится человеком и другими млекопитающими и в тяжелых случаях может привести к серьезным на­рушениям со стороны различных органов и систем. Особенно чувствите­льными к гипоксии являются клетки органов с интенсивным энергооб­меном — сердечной мышцы, почек и головного мозга (табл. 27).

Таблица 27 Потребление кислорода различными органами крысы (по Field et al., 1939)

Орган	Скорость потребления кислорода, мл/г ткани а минуту
Скелетная мускулатура		0,875
Кожа		0,416
Кости		0,153
Кровь		0,025
Печень		2,010
Почки		4,120
Мозг		1,840
Легкие		1,250
Сердце		1,930

Функциональная состоятельность мозга целиком зависит от непре­рывного снабжения его кислородом. Так, при полной аноксии «местных» запасов кислорода (7—10 мл) хватает лишь на 10 с. Мозг, составляя по массе 2—3% от массы тела, потребляет около 20% всего потребляемого

организмом кислорода. Нормальная скорость кровотока составляет 50—60 мл/мин/100 г ткани, а скорость поглощения 0₂ — 3,5 мл/мин/100 г ткани. Собственно нервные клетки составляют 5% от общей массы мозга, но по­требляют 25% 0₂, потребляемого мозгом (нейрон — 350—450 мкл Ог/мин; глиальные клетки — 60 мкл Ог/мин). До 90% вырабатываемой и потребля­емой энергии расходуется на поддержание электрохимического градиента возбудимых мембран и метаболизм биологически активных веществ, уча­ствующих в передаче нервных импульсов. Неудивительно, что сознание, как функциональный феномен, утрачивается уже в течение несколько се­кунд полной аноксии мозга. Необратимые изменения нейронов наступают позже, спустя 4—5 мин после полного прекращения снабжения мозга кис­лородом. Другие органы и ткани, расходующие энергию в основном на обеспечение пластического обмена (процессы синтеза и разрушения структурных элементов живого), способны переживать (хотя и с наруше­ниями функций) нехватку кислорода в течение нескольких часов.

Токсиканты, избирательно нарушающие кислородтранспортные фун­кции крови, обладают высокой токсичностью.

10.1.1.1. ОВТВ, образующие карбоксигемоглобин

Карбоксигемоглобин образуется при действии на организм монооксида углерода (СО), так называемого угарного газа, а также при отравлении некоторыми карбонилами металлов, которые, попав в организм, разру­шаются с образованием СО. В недалеком прошлом тетракарбонил никеля [Ni(CO)4] и пентакарбонил железа [Fe(CO)s] изучались на предмет воз­можности создания на их основе боевых отравляющих веществ.

10.1.1.1.1. Карбонилы металлов

Соединения металлов с СО называются карбонилами металлов. Их при­меняют в некоторых областях химической промышленности. Из множе­ства соединений особый интерес представляют пентакарбонил железа и тетракарбонил никеля — вещества, легко разлагающиеся с образованием СО. Оба токсиканта представляют собой бесцветные летучие жидкости (максимальная концентрация в воздухе — более 300 г/м³), пары которых примерно в 6 раз тяжелее воздуха (могут образовывать нестойкие зоны заражения). Плохо растворяются в воде; хорошо — в липидах.

Действуют как ингаляционно, так и через неповрежденную кожу (в крови разрушаются с образованием СО).

В зонах заражения возможны два варианта поражения — собственно веществами и продуктами их разложения. Собственно вещества обладают свойствами пульмонотоксикантов (см. выше). Тяжелое поражение со­провождается развитием (в течение 10—15 ч) токсического отека легких. Токсичным продуктом разложения веществ является оксид углерода, особенности действия которого представлены ниже.

14В

1-4Э