Кейс учителя химии. ХИМИЯ И МЕДИЦИНА.

Зябкина О.А, учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ Кейс учителя химии ХИМИЯ И МЕДИЦИНА Наиболее известные яды Из истории  и  художественной  литературы известно,  что в прошлом  в качестве   ядов   злоумышленники   широко   использовали   мышьяк,   сулему, цианистый   калий.   Нужно   сразу   отметить,   что   в   наше   время   в   организм человека яды могут попасть не только по злому умыслу, но и в процессе его профессиональной деятельности, например при нарушении условий труда и техники   безопасности.   Как   уже   было   сказано,   в   малых   количествах   даже самые страшные яды могут быть полезны человеку и потому применяются в медицине.   Яды   также   используют   для   борьбы   с   грызунами,   для   протравы семян и т. д. Полностью отказаться от ядов пока человек не может. Поэтому полезно знать их опасность, симптомы отравления и меры первой помощи. Мышьяк  попадает в организм чаще всего не в элементной форме, а в виде   соединений.   Хроническое   отравление   (при   поступлении   в   организм   в малых дозах, но в течение длительного времени) проявляется в раздражении слизистых   оболочек   глаз   и   верхних   дыхательных   путей.   Кроме   того, появляется непроходящий насморк, кашель, конъюнктивит, кровохарканье, а в более тяжелых случаях присоединяются симптомы поражения центральной нервной системы. Соединения мышьяка оказывают раздражающее действие на кожу.   При   длительном   действии   они   могут   вызвать   образование злокачественных опухолей. При остром отравлении, то есть при попадании этого яда в желудок в большой   дозе,   появляется   металлический   привкус   во   рту,   наблюдаются затруднение   глотания,   рвота   и   сильные   боли   в   животе   с   последующим поносом. При очень сильных отравлениях может развиться паралитическая форма   –   судороги   различных   мышц,   потеря   сознания,   паралич сосудодвигательного и дыхательного центров. Все эти симптомы объясняются тем, что соединения мышьяка являются сильными   капилляротоксическими   ядами.   Они   вызывают   увеличение проницаемости сосудистых стенок и паралич капилляров. Кроме того, при отравлениях мышьяком нарушаются обмен веществ и функция центральной и периферической нервной системы. При оказании помощи  в случаях отравления соединениями мышьяка проводят промывание желудка теплой водой и взвесью в воде оксида магния   (магнезии),   вводят  антидоты  (см.   далее),   немедленно   и обязательно госпитализируют. Следует   отметить,   что   понос   и   рвота   –   частая   реакция   организма   на отравление.   С   древних   времен   при   отравлениях   широко   использоваливызывающие   рвоту, лекарства,   усиленное   мочеотделение, потоотделение,   слюновыделение.   Этими   путями   стремились   вывести   из организма ядовитые вещества.   понос, Следует   также   отметить,   что   непосредственный   контакт   соединений мышьяка,   в   частности   As2O3,   с   тканями   приводит   к   их   гибели   без предшествующего   раздражения.   Иными   словами,   гибель   тканей   протекает почти   безболезненно.     Это   свойство   соединений   мышьяка,   и   в   частности As2O3,   используют   в   стоматологической   практике   для   удаления   нейронов (клеток   нервной   ткани).   Для   этого   на   обнаженную   пульпу   зуба   (ткань, содержащую нервы, кровеносные и лимфатические сосуды) наносят кусочек пасты   величиной   с   булавочную   головку.   Содержащийся   в   ней   As2O3 диффундирует в пульпу, и через 24–48 часов нерв погибает. Соединения  селена  также   ядовиты   и   по   этим   свойствам   напоминают соединения мышьяка. Неспроста в периодической системе Д. И. Менделеева эти два элемента находятся рядом. Ртуть.   При   комнатных   температурах   это   легкоподвижная   жидкость. Для металлов она относительно легко испаряется, а пары ртути чрезвычайно ядовиты. Поскольку ртуть содержится в медицинских термометрах, то с ней человек   может   столкнуться   в   домашних   условиях.   Разбитый   термометр   и вылившаяся,   но   не   собранная   ртуть   могут   представлять   опасность   для здоровья человека. Характерными признаками ртутного отравления является слюнотечение,   своеобразное   покраснение   десен   и   размягчение   зубов.   При слабом отравлении появляются вялость, бессонница, ослабление памяти. При сильном   –   тяжелое   нервное   расстройство:   головная   боль,   нарушение пищеварения, дрожание рук и головы.  Восприимчивость   к   ртути   различных   людей   может   весьма   сильно отличаться.   Некоторые   люди   испытывают   симптомы   отравления   даже   от металлических зубных пломб, состоящих из амальгамированной меди (сплава меди с небольшим количеством ртути). Некоторые соединения ртути также чрезвычайно ядовиты. Известно, что ионы ртути (II) способны прочно соединяться с белками. Ядовитое действие хлорида   ртути   (II)   HgCl2  (сулемы)   проявляется   прежде   всего   в   некрозе (омертвлении) почек и слизистой оболочки кишечника. В результате ртутного отравления   почки   теряют   способность   выводить   из   крови   продукты жизнедеятельности организма. Интересно,   что   хлорид   ртути   (I)   Hg2Cl2  (древнее   название  каломель) безвреден   для   организма   человека.   Вероятно,   последнее   объясняется чрезвычайно низкой растворимостью этой соли, в результате чего ионы ртути не попадают в заметных количествах в организм. При   хроническом   отравлении   ртутью   и   ее   соединениями   появляются нервные   нарушения,   бывает   повышенная   психическая   возбудимость, вегетативные сдвиги, проявляющиеся в непроизвольном движении мышц лица,лицо   краснеет.   Отравление   проявляется   также   в   потливости   и  красном дермографизме  (при слабом нанесении штриха на коже появляется красная полоса). При хроническом отравлении появляется так называемый ртутный тремор – вначале мелкое дрожание пальцев рук, затем резкое его усиление, дрожание всего тела, непроизвольные движения. При   остром   отравлении   появляются   повышение   температуры,   озноб, воспаление   дыхательных   путей   и   легких;   наблюдается   слюнотечение, набухание   и   слюноточивость   десен.   Все   это   сопровождается   потерей аппетита,   тошнотой,   рвотой,   болями   в   животе,   кровянистым   поносом, головными болями, расстройством речи, изменением походки. Лечение при отравлении ртутью включает покой, прием антидотов и витаминов.   Рекомендуют   принимать   яичный   белок   и   молоко. Содержащиеся   в   этих   продуктах   белки   связывают   ртуть,  локализуют   ее   в полости желудка, а затем выводят из организма. Цианистый   калий  (цианид   калия)   KCN   –   соль   синильной   кислоты HCN.   Оба   соединения   являются   быстродействующими   и   сильными   ядами. Ядовитые свойства синильной кислоты начали использовать задолго до того, как она была идентифицирована и выделена в чистом виде.  Отметим,   что   в   небольших   количествах   синильная   кислота   часто встречается   в   растительном   мире.   Наиболее   известен   в   этом   отношении горький миндаль. В семенах миндаля содержится органическое соединение амигдалин, который расщепляется на виноградный сахар, бензальдегид (масло горького   миндаля)   и   синильную   кислоту.   Расщепление   протекает   под действием   имеющегося   в   горьком   миндале   энзима   –   эмульсина.   Таким образом, в семенах миндаля, персика, абрикоса, вишни и других косточковых в небольших количествах всегда имеется синильная кислота. Современные клинические наблюдения показали, что отравление со смертельным исходом наступает   после   употребления   около  100  очищенных   ядерушек   абрикосов. Древнегреческие   жрецы   умели   извлекать   синильную   кислоту   из   листьев персика. Это проливает свет на такие выражения, как «наказание персиком», «не преступай – иначе умрешь от персика». Для человека смертельная доза синильной кислоты составляет всего лишь 50 мг. При остром отравлении синильной кислотой и ее солями человек теряет сознание, наступает паралич дыхательных и сердечной мышц. На начальной стадии отравления человек испытывает головокружение, ощущение давления во  лбу,  острую головную боль,  учащенное  дыхание, сердцебиение.  Первая помощь   при   отравлении   синильной   кислотой   и   ее   солями   –   свежий воздух, кислородное дыхание, тепло. Противоядиями являются нитрит натрия   NaNO2 амилнитрит   и пропилнитрит.   Считают,   что   действие   нитрита   натрия   сводится   к превращению гемоглобина в мета­гемоглобин. Последний прочно связывает цианидные ионы в цианметагемоглобин. Этим путем дыхательные ферменты  и   органические   нитросоединения:освобождаются   от   цианидных   ионов,   что   и   приводит   к   восстановлению дыхательной функции клеток и тканей. В   качестве   противоядий  на   синильную   кислоту   также  широко используют   серосодержащие   соединения:  коллоидную   серу,   тиосульфат натрия   Na2S2O3,   тетрахионат   натрия   Na2S4O6,   а   также  серосодержащие органические соединения, в частности аминокислоты – глутатион, цистеин, цистин. Образующиеся тиоцианаты совершенно безвредны для человеческого организма. С   давних   пор   при   опасности   отравления   цианидами   рекомендовалось держать   за   щекой   кусочек   сахара.   В   1915   году   немецкие   химики   Рупп   и Гольце   показали,   что   глюкоза   взаимодействует   с   синильной   кислотой   и некоторыми цианидами с образованием нетоксичного соединения циангидрина глюкозы. Считают,   что   это   обстоятельство   стало   причиной   неудачной   попытки отравить   Григория   Распутина   в  1916  году   в  доме   Юсупова,   когда   цианид калия добавили в сладкие пирожные, к которым Распутин питал слабость. Свинец   и   его   соединения  являются   довольно   сильными   ядами. Подумать   страшно,   что   еще   в   начале   прошлого   столетия   водопроводные трубы в городах изготавливали из свинца. Затем их постепенно стали заменять железными. В Санкт­Петербурге замена свинцовых труб в старых домах была завершена лишь в 50­х годах двадцатого столетия. В организме человека свинец накапливается в костях, печени и почках. Ученые   считают,   что   свинец является синергистом (от греч. synergos – «вместе   действующий»),   то   есть   способствует   увеличению   токсичности других металлов. Симптомами свинцового отравления служит серная кайма на   деснах   («свинцовая   кайма»),   бледность   лица   и   губ,   запоры,   потеря аппетита. При остром отравлении появляются сильные боли в области живота («свинцовые колики»), параличи или боли в суставах, судороги, обмороки. Весьма токсичны соединения химического элемента  таллия, который относят к числу редких. Этот элемент является  кумулятивным ядом. Под кумуляцией   в   медицине   понимают   накопление   в   организме   тех   или   иных веществ и вследствие этого усиление их действия. Токсичность соединений таллия считают в четыре раза выше токсичности соединений мышьяка (III). Соединения таллия воздействуют на центральную нервную систему, на органы пищеварения и почки. Характерным признаком отравления таллием является выпадение волос. Первая помощь при отравлении таллием – промывание желудка   водой   с   активированным   углем   и   0,3%­ным   раствором тиосульфата   натрия   Na2S2O3.  В   медицине   на   основе   соединений   таллия готовят препараты для удаления волосяного покрова. Уместно   опять   же   отметить,   что   опасные   для   здоровья   человека химические   элементы   –   ртуть,   таллий   и   свинец   –   расположены   в периодической системе рядом.Следует указать, что все цветные и особенно тяжелые (расположенные в конце   периодической   системы)   металлы   в   количествах   выше   допустимых ядовиты. Для них существуют нормы предельно допустимых концентраций (ПДК). Ученые установили, что токсичность солей металлов в мягкой воде, как   правило,   гораздо   выше   (!),   чем   в   жесткой.   Для   тех,   кто   вынужден пользоваться для приготовления пищи жесткой водой, появляется хоть какое­ то утешение. Углекислый   газ  в   больших   количествах   образуется   в   организме человека   и   потому   не   может   быть   ядовитым.   За   1   час   взрослый   человек выдыхает   примерно  20  л (около  40  г)   этого   газа.  При   физической   работе количество   выдыхаемого   углекислого   газа   увеличивается   до   35   л.   Он образуется в результате сгорания в организме углеводов и жиров. Однако при большом   содержании   СО2  в   воздухе   наступает   удушье   из­за   недостатка кислорода.   Максимальная   продолжительность   пребывания   человека   в помещении   с   концентрацией   СО2  около   20   %   (по   объему)   не   должна превышать 2 часов.  В Италии имеется получившая широкую известность пещера («Собачья пещера»),   в   которой   человек   стоя   может   находиться   длительное   время,   а забежавшая туда собака задыхается и гибнет. Дело в том, что примерно до пояса   человека   пещера   заполнена   тяжелым   (по   сравнению   с   азотом   и кислородом)   углекислым   газом.   Поскольку   голова   человека   находится   в воздушном  слое, то  он  не  ощущает  никаких  неудобств.  Собака  же при  ее росте оказывается в атмосфере углекислого газа и потому задыхается. Врачи и биологи установили, что при окислении в организме углеводов до   воды   и   углекислого   газа   на   одну   затраченную   молекулу   кислорода выделяется одна молекула СО2. Таким образом, отношение выделенного СО2 к поглощенному О2 (величина дыхательного коэффициента) равна единице. В случае   окисления   жиров   дыхательный   коэффициент   равен   примерно   0,7. Следовательно,   определяя   величину   дыхательного   коэффициента,   можно судить,   какие   вещества   преимущественно   сгорают   в   организме. Экспериментально установлено, что при кратковременных, но интенсивных мышечных нагрузках организм получает энергию за счет окисления углеводов, а при длительных – преимущественно за счет сгорания жиров. Полагают, что переключение организма с окисления углеводов на окисление жиров связано с истощением  резерва углеводов, что обычно наблюдается  через 5–20 минут после начала интенсивной мышечной работы. Антидоты. Выведение из организма токсических веществ, в том числе и соединений   металлов,   происходит   через   органы   пищеварения,   различные железы (потоотделения, слюноотделения), легкие, но особенно через почки. Поэтому при многих отравлениях с помощью специальных средств вызывают усиление мочеотделения, что способствует удалению из организма с мочойядовитых соединений. В медицине для их выведения используют природные или синтетические химические вещества, называемые антидотами. Антидоты – вещества, устраняющие последствия воздействия ядов на биологические структуры и инактивирующие яды посредством химической реакции.   Механизм   их   действия   при   отравлении   солями   металлов (неорганическими   ядами)   связывают   с  образованием   малорастворимых   или очень   прочных   соединений.   Так,   еще   в   1806   году   в   качестве   лечебного средства при отравлении барием были предложены глауберова соль Na2SO4 • 10Н2О и сульфат магния MgSO4. При взаимодействии с солями бария они образуют   сульфат   бария,   который   вследствие   малой   растворимости   не является   ядовитым.   Известно,   что   при   рентгенологическом   исследовании желудка пациента кормят кашей из сульфата бария, замешенного на воде. Как уже   было   отмечено,   сулема   HgCl2  является   сильнейшим   ядом.   Хорошо известно, что ртуть (II) образует исключительно малорастворимый сульфид HgS. Поэтому антидотом против сулемы служат растворы сульфидов натрия и магния. Желтая   кровяная   соль   K4[Fe(CN)6]   образует   малорастворимые соединения с ионами многих тяжелых металлов. Это свойство используют на практике для лечения отравлений солями тяжелых металлов. Универсальным   антидотом   является   молоко.   На   его   противоядные свойства указывал еще в начале новой эры римский ученый Плиний Старший (23–79 гг. н. э.). Употребление молока и сливочного масла при отравлении солями рекомендовал также средневековый арабский врач Авиценна в своем знаменитом   труде   «Канон   врачебной   науки»,   созданном   в   1012–1023   гг. Неспроста   и   в   настоящее   время   сотрудникам   химических   лабораторий   и работникам ряда химических производств в нашей стране в соответствии с нормами техники безопасности бесплатно выдается молоко. Домашняя аптечка В нашей домашней аптечке должны хранить следующие препараты: Пероксид   водорода  (Н2О2)   –   отличный   антисептик.   Однако   если перепутать 1–2%­ный раствор пероксида водорода с пергидролем (30%­ным раствором),   то   можно   получить   сильные   ожоги   на   коже   и   слизистых оболочках. Нашатырный   спирт  (водный   раствор   аммиака   NH3)   возбуждает дыхательный центр. Этим пользуются, чтобы вывести больного из состояния обморока. Есть аммиак и в нашатырно­анисовых каплях, которые известны как   отхаркивающее   средство.   Однако   большие   дозы   аммиака   могут остановить дыхание. А попав в глаза, он быстро проникает в ткани, вплоть до зрительного   нерва,   и   может   нанести   ему   глубокие,   иногда   необратимые повреждения. Аспирин,  или  ацетилсалициловая  кислота  –  один   из   препаратов, которые широко применяют как жаропонижающее, противовоспалительное,болеутоляющее   и   противоревматическое   средство.   Интересно,   что   это лекарство   немного   замедляет   процесс   свертывания   крови.   Этим   нередко пользуются врачи для предотвращения образования тромбов после операций, а также при нарушении кровообращения. Однако эти свойства аспирина могут вызвать и неприятные последствия в случае приема его в больших дозах. Способность сдерживать свертывание крови может привести к кровотечениям. А так как аспирин – это кислота, то его избыток может способствовать раздражению слизистой оболочки желудка и появлению язвы. Лекарства   для   лечения   сердечно­сосудистой   системы   –   это  валидол, корвалол, нитроглицерин. Последнее средство наиболее эффективно снимает спазмы   сосудов  сердца.  Разумеется,  если   беспокоит   боль   в   сердце,  нельзя полагаться только на лекарства, необходимо обязательно обратиться к врачу! В   аптечке,   конечно,   должны   быть   средства,   применяемые   при расстройствах пищеварительной системы. В случае употребления несвежей пищи или при нарушении простейших гигиенических   правил   в   кишечник   могут   попасть   чужеродные   организмы, которые, размножаясь, вызывают тяжелое состояние – диспепсию. Наиболее популярным средством борьбы с этим заболеванием является салол (в чистом виде или как компонент лекарственной смеси). Это вещество подавляет деятельность чужеродных микроорганизмов. Таким же действием обладают и другие средства: фталазол, сульгин. Наряду с этими лекарствами, которые продаются без рецепта, есть более сильные, также борющиеся с микроорганизмами. Это  антибиотики.  Их без рецепта   не   продают.   Если   не   жалеть   сильнейших   антибиотиков,   чтобы избавиться от насморка, то может случиться так, что они не помогут при более серьезных заболеваниях. Дело в том, что поколения микроорганизмов сменяются очень быстро – каждые 20–50 мин, то есть существуют отличные условия   для   быстрого   естественного   отбора   наиболее   приспособленных. Через достаточно большое число поколений (а их смена произойдет за 2–3 недели) в организме может остаться разновидность микробов, не только не боящаяся   данного   лекарства,   но   даже   неплохо   чувствующая   себя   в   его присутствии.   Таким   образом,   появляется   штамм   стрептококков   или пневмококков, приученных к антибиотику. Создателем   отечественного   антибиотика  пенициллина  (от   латинского наименования   плесени   Penicillium   notatum,   из   которой   он   выделен)   стала профессор   З.   В.   Ермольева.   Страницы   ее   биографии   и   жизненный   подвиг отражены В. Кавериным в романе «Открытая книга». Благодаря   пенициллину   и   ряду   других   антибиотиков   перестали   быть заболеваниями   со   смертельным   исходом   воспаление   легких   и   заражение крови.В   аптечке   часто   можно   найти  витамины.  Строго   говоря,   это   не лекарства, а жизненно  необходимые  организму  вещества.  В руках   умелого врача   разнообразные   витамины   –   могучее   средство   укрепления   организма, повышения общего тонуса, сопротивления заболеваниям. В  настоящее   время  широко  используются   поливитаминные   препараты: компливит, ундевит, витрум и др. Лекарственные   препараты  –  сильнодействующие   средства,   ими   надо пользоваться   осмотрительно.   И   если   вы   все­таки   занялись   самолечением, используя лекарства, когда­то прописанные вам врачом, или те, которые вы приобрели, увидев или услышав рекламу, прочтите внимательно в инструкции к   ним   разделы:   «Показания»,   «Противопоказания»,   «Дозировка   и   способ  неверное   применение,   высокая   доза   могут применения».   Помните: превратить лекарство в яд! Впрочем, надо внимательно читать и неукоснительно выполнять правила  обращения с любым химическим веществом, используемым в быту.