Детоксикация — это процесс обезвреживания ядов и ускорения их выделения из организма. Различные методы детоксика-ции способствуют освобождению желудка и кишок от еще невсо-савшегося в кровь яда, а также освобождению крови и тканей организма от находящихся в них токсического вещества и его метаболитов.
Освобождение организма от ядов производится путем усиления определенных естественных физиологических процессов (вызывание рвоты, промывание желудка, очищение кишок, форсированный диурез, гипервентиляция), искусственной детоксикации (гемодиализ, перитониальный диализ, гемосорбция, обменное переливание крови и др.) или методом антидотной терапии.
Указанные выше методы освобождения организма от ядов производятся специалистами-медиками. Однако химики-токсикологи должны знать принципы указанных выше мероприятий и процедур, направленных на удаление из организма ядов и их метаболитов. Необходимость знания этих мероприятий химиками-токсикологами связана с тем, что они должны производить исследования рвотных масс, мочи, диализатов и других жидкостей, полученных в процессе детоксикации. Ниже приводится краткое описание основных методов детоксикации.
Вызывание рвоты. После поступления ядов в желудок может наступить рефлекторная рвота, как самопроизвольный акт. При этом часть яда удаляется из желудка с рвотными массами. Однако не всегда после поступления яда в желудок наступает рвота. Ее можно вызвать путем механического раздражения глотки и корня языка, а также применением некоторых лекарственных средств (апоморфин и др.).
При отравлении сильными кислотами и концентрированными растворами едких щелочей удаление яда из желудка с рвотными массами является нежелательным. Выделяясь во время рвоты наружу, эти вещества усиливают степень повреждения пищевода. Кроме этого, рвотные массы, содержащие сильные кислоты и щелочи, могут попадать в дыхательные пути и вызывать их ожог.
Промывание желудка. Для детоксикации широко применяется промывание желудка с помощью зонда. При отравлении хлорорганическими и фосфорсодержащими ядохимикатами промывание желудка производится несколько раз через 3—4 ч.
Больные, отравленные наркотическими веществами, в течение нескольких суток могут находиться в бессознательном состоянии. Таким больным промывают желудок несколько раз (через 4—6 ч). При однократном промывании из желудка удаляется основная часть невсосавшегося яда. Однако после этого, в результате обратной перистальтики, из кишок в желудок может поступать определенное количество яда, для удаления которого необходимо проводить повторное промывание желудка.
Желудок промывают также тем больным, у которых наступила рвота, но нет уверенности в том, что ее следствием было полное опорожнение желудка. Промывают желудок также и при отравлении сильными кислотами. В этих случаях для промывания желудка нельзя применять раствор гидрокарбоната натрия. При взаимодействии кислот и гидрокарбоната натрия выделяется большой объем оксида углерода (IV), который значительно расширяет стенки желудка. В результате этого усиливаются боли в области желудка и может возникнуть кровотечение. Промывание желудка противопоказано при отравлении ядами, вызывающими судороги (стрихнин и др.)· Введение зонда таким больным увеличивает частоты и тяжести судорог.
Чтобы воспрепятствовать всасыванию яда, оставшегося в желудке после промывания, больным назначают суспензию активированного угля в воде или другие сорбенты, поглощающие яды и препятствующие проникновению их в кровь.
После вызывания рвоты и промывания желудка больным назначают слабительные средства, способствующие выведению содержимого кишок и освобождению их от ядовитых веществ. С помощью слабительных средств кишки освобождаются не только от находящегося в них яда, но и от ядов, уже всосавшихся в кровь, а затем выделившихся в пищевой канал через слизистую кишок или с желчью. В качестве слабительных средств применяют вазелиновое масло (100—150 мл), хорошо растворяющее некоторые жирорастворимые яды и некоторые другие слабительные.
Форсированный диурез. Это один из способов ускоренного удаления токсических веществ из организма, выделяющихся с мочой. Форсированный диурез позволяет удалять уже всосавшийся яд из кровеносного русла (был предложен в 1948 г. для лечения острых отравлений снотворными средствами).
Пользуясь методом форсированного диуреза, больным внутривенно вводят 1,5—2 л жидкости (изотонический раствор хлорида натрия, 5 %-й раствор глюкозы и др.)· Для стимуляции диуреза назначают диуретические средства. Ими могут быть так называемые осмотические диуретики (15—20 %-е растворы мочевины или маннита). После внутривенного вливания раствора диуретика вводят растворы электролитов, содержащих ионы калия и натрия, со скоростью, равной скорости диуреза (500—800 мл/ч).
Скорость выделения некоторых ядов из организма зависит от рН мочи. Чтобы моча, выделяющаяся из организма, имела более щелочную реакцию, больным внутривенно вводят растворы лактата натрия, гидрокарбоната натрия или трисамина (триоксиметиламинометанола H 2 N (CH 2 OH) 3 ).
От рН мочи зависит диссоциация в ней веществ, являющихся слабыми кислотами или слабыми основаниями. Чем лучше диссоциируют ядовитые вещества, тем в больших количествах они выделяются с мочой.
При небольшом смещении рН артериальной крови в щелочную область повышается содержание барбитуратов в плазме и уменьшается содержание их в тканях. Это объясняется увеличением ионизации молекул барбитуратов и снижением проницаемости этих веществ через клеточные мембраны.
Метод форсированного диуреза в основном применяется при отравлении веществами, которые легко выводятся из организма почками. Этот метод является малоэффективным в тех случаях, если токсические вещества связаны с белками прочными связями, а также если яды относятся к числу жирорастворимых веществ.
Гипервентиляция (форсированное дыхание) в ряде случаев является эффективным методом ускоренного выведения некоторых ядов из организма. Этот метод применяется только при отравлении летучими ядами, которые в определенной степени выделяются из организма легкими с выдыхаемым воздухом. Для гипервентиляции применяется аппарат искусственного дыхания.
Метод гипервентиляции показан при отравлении спиртами, бензином, ацетоном, хлороформом, трихлорэтиленом, растворителями для красок, оксидом углерода (II) и др. Однако имеется и ряд противопоказаний для применения этого метода.
Гемодиализ — один из эффективных методов ускорения выведения токсических веществ из организма. Он основан на явлении диализа, используемого для освобождения крови от токсических веществ. Гемодиализ проводится с помощью аппарата, известного под названием «искусственная почка». Этот аппарат снабжен полупроницаемой мембраной, через которую из крови переходят токсические вещества в процессе гемодиализа.
Гемодиализ применяется при отравлении веществами, которые имеют небольшую молекулярную массу и проходят через полупроницаемую мембрану. Метод гемодиализа применяется для выведения из организма барбитуратов, изониазида, дифе-нилгидантоина, хлордиазепоксида, этиленгликоля, метилового спирта, четыреххлористого углерода, анилина, хинина, уксусной кислоты, производных фенотиазина, растворимых солей ртути, мышьяка, кадмия, свинца, фторидов и других веществ, вызвавших отравление.
Гемодиализ особенно эффективен в тех случаях, когда его применяют в ранней стадии острого отравления (в первые 24 ч после поступления токсического вещества в организм). Поэтому такой метод детоксикации организма называется «ранний гемодиализ».
Перитониальный диализ является одним из способов детоксикации. Он известен также под названием перитониальный лаваж, или брюшинный диализ.
Перитониальный диализ основан на введении в брюшную полость специального раствора, в который из крови путем диализа переходят токсические вещества. При использовании метода перитониального диализа роль полупроницаемой мембраны выполняет брюшина, имеющая большую поверхность (около 20 000 см 2 ). Через брюшину из крови легко диффундируют токсические вещества во введенный в брюшную полость раствор. Переход токсических веществ из крови через брюшину в этот раствор объясняется разностью концентраций этих веществ по обе стороны брюшины. Известно, что в процессе диализа вещество переходит через полупроницаемую мембрану из среды с большей концентрацией в среду с меньшей концентрацией. Поскольку раствор, введенный в брюшную полость, не содержит токсического вещества, оно проникает из крови через брюшину в указанный раствор.
В качестве раствора, вводимого в брюшную полость, при перитониальном диализе применяют смесь растворов хлоридов калия, натрия, кальция, магния, глюкозы в определенных соотношениях. Однако в зависимости от природы токсических веществ, которые должны удаляться из организма, состав вводимого в брюшную полость раствора может изменяться. При отравлениях барбитуратами и другими веществами слабокислого характера этот раствор доводят до рН = 7,5...8,4, а при отравлениях токсическими веществами, принадлежащими к числу слабых оснований — до рН = 7,1...7,25. Для доведения вводимого раствора до необходимого рН прибавляют раствор гидрокарбо-ната натрия. В ряде случаев к вводимому раствору прибавляют альбумин, который связывает некоторые токсические вещества и способствует переходу их из крови в брюшную полость. Раствор, в который путем диализа перешло ядовитое вещество, из брюшной полости выводится с помощью специального катетера.
Гемосорбция (гемоперфузия) является одним из способов искусственной детоксикации организма. Этот метод основан на поглощении сорбентами ядовитых веществ, находящихся в крови. При гемосорбции в качестве сорбентов в основном применяются активированный уголь и ионообменники (иониты). Гемосорбцию проводят с помощью прибора (детоксикатора), снабженного насосом для перекачивания крови и набором колонок (капсул), содержащих указанные выше сорбенты. Этот аппарат с помощью специального приспособления подключают к кровотоку больного. Кровь, проходящая через сорбенты, освобождается от токсических веществ, которые поглощаются этими сорбентами.
Применение активированных углей и ионообменников, как сорбентов при гемосорбции, в ряде случаев приводит к некоторым нежелательным явлениям (уменьшению количества тромбоцитов, снижению артериального давления и т. д.). Эти нежелательные явления можно предотвратить путем нанесения белковых покрытий на гранулы сорбентов. Для этой цели рекомендован альбумин. За рубежом ряд фирм для гемосорбции выпускает гранулы активированного угля, покрытые очень тонкой пленкой акрилового гидрогеля.
Гемосорбция применяется для выведения из организма ядов, находящихся в крови, а не в клетках, и рекомендуется при отравлении барбитуратами, салицилатами, глютетимидом, гликозидами наперстянки, производными фенотиазина, ядовитыми грибами и др.
Обменное переливание крови. Этот метод детоксикации организма основан на кровопускании и замещении удаленной крови больного одногруппной кровью донора. Для детоксикации организма также применяется метод замещения плазмы крови больного плазмой доноров или плазмозаменителями.
Детоксикация организма с помощью антидотов (противо ядий). Детоксикацию организма с помощью антидотов вначале производили в основном для обезвреживания токсических веществ, находящихся в желудке. Затем антидоты нашли применение и для инактивирования токсических веществ в крови, паренхиматозных органах и т. д.
Применение антидотов является эффективным способом детоксикации только на ранней стадии острых отравлений. Продолжительность этой стадии зависит от свойств токсического вещества. Для быстро метаболизирующихся соединений (синильная кислота, ее соли и другие токсические вещества) стадия острого отравления непродолжительна, а для тяжелых металлов она достигает 8—12 сут. При отравлении соединениями тяжелых металлов антидоты могут применяться и на более поздних стадиях интоксикации. Они постепенно связывают катионы тяжелых металлов, ранее поступивших в организм и образовавших комплексы с сульфгидрильными группами ферментов и других белковых веществ.
Некоторые антидоты являются специфичными по отношению к определенному яду. Поэтому для рационального применения антидотов необходимо знать, каким веществом вызвано отравление. При неправильном выборе антидота и введении его в организм в большой дозе может наступать отравление самим антидотом. Поэтому данные клинико-лабораторного (в том числе и химико-токсикологического) исследования яда, находящегося в организме, имеют большое значение для правильного выбора и применения соответствующего антидота.
В качестве антидота часто используют активированный уголь, действие которого основано на адсорбции ядов в желудке. Благодаря большой удельной поверхности частиц активированного угля он адсорбирует находящиеся в желудке ядовитые вещества и этим препятствует всасыванию их в кровь.
Большую группу антидотов составляют вещества, вступающие ь химическое взаимодействие с ядами. В результате этого происходит инактивация ядов, которые превращаются в безвредные вещества, выделяемые из организма с мочой или калом. В качестве антидотов могут применяться и смеси нескольких веществ, вводимых в организм в определенной последовательности или же одновременно.
Заслуживают внимания антидоты, принадлежащие к группе меркаптосоединений (унитиол, димеркаптоянтарная кислота, пеницилламин и др.). Одним из представителей меркаптосоединений, часто применяемых в качестве антидота, является унитиол (2, 3-димеркаптопропансульфонат натрия). Он содержит две сульфгидрильные группы, способные взаимодействовать с ионами металлов с образованием прочных соединений.
Унитиол можно вводить в организм парентерально и через рот. Этот антидот применяется при отравлении соединениями мышьяка, тяжелыми металлами. Их токсическое действие на организм объясняется тем, что при поступлении в кровь эти яды взаимодействуют с сульфгидрильными группами ферментных систем и других белков. Таким образом, ионы тяжелых металлов блокируют сульфгидрильные группы ферментов, играющих жизненно важную роль в организме, в результате чего наступает отравление.
Унитиол взаимодействует не только с соединениями мышьяка и ионами тяжелых металлов, находящихся в крови, но и с уже вступившими во взаимодействие с ферментами и другими белковыми веществами в организме. При этом освобождаются ранее связанные с ионами металлов сульфгидрильные группы белков и восстанавливается их функция. Способность унитиола реагировать с ионами тяжелых металлов, связанных с сульфгидрильными группами белков, объясняется тем, что связь унитиола с ионами тяжелых металлов более прочная, чем связь тех же металлов с сульфгидрильными группами белков. Соединения унитиола с ионами тяжелых металлов являются малотоксичными, водорастворимыми, и поэтому легко выделяются из организма с мочой.
Аналогично унитиолу действует и димеркаптоянтарная кислота (так называемый сукцимер). Она содержит две сульфгидрильные группы и применяется в качестве антидота при отравлении соединениями свинца, ртути и др.
Пеницилламин (диметилцистеин) также относится к группе антидотов, содержащих сульфгидрильную группу. Кроме этого в молекуле пеницилламина содержится атом азота и карбоксильная группа. В связи с наличием в молекуле пеницилламина указанных функциональных групп и атома азота он легко образует прочное соединение с атомами ряда металлов, имеющих токсикологическое значение. ПеницилЛамин используется в качестве антидота при отравлении соединениями свинца и ртути.
К антидотам, содержащим сульфгидрильные группы, относятся цистеин и ацетилцистеин.
Цистеин — это серосодержащая аминокислота, являющаяся эффективным антидотом при отравлении однозамещенными галоидопроизводными алифатических углеводородов (бромистый метил, йодистый метил, хлористый этил и др.). Эти галоидопро-изводные углеводородов с цистеином образуют конъюгаты, в составе которых и выделяются из организма с мочой. С увеличением количества атомов галоида в молекулах галоидопроизвод-ных углеводородов эффективность действия цистеина как антидота уменьшается. Эффективным антидотом при отравлении дигалоидопроизводными алифатических углеводородов является ацетилцистеин.
В качестве антидотов широко используются некоторые вещества, образующие с ионами металлов внутрикомплексные соединения (хелаты). Чтобы такой антидот мог проникнуть в клетки и быстро выводиться из организма, его молекула должна содержать определенное количество атомов водорода, способных ионизироваться или образовывать водородные связи. Такие атомы водорода содержатся в некоторых функциональных группах (—ОН, —СООН, —SH, —NH 2 ) хелатообразующих антидотов. Причем после связывания ионов металлов с антидотами в них должен оставаться хотя бы один атом водорода, способный ионизироваться или образовывать водородные связи.
Указанным выше требованиям, предъявляемым к антидотам, которые с ионами металлов образуют хелаты, отвечают комплексоны (производные этилендиаминтетрауксусной кислоты, ЭДТА). Некоторые комплексоны с ионами металлов образуют прочные хелаты, которые относительно быстро выводятся из организма. К таким комплексонам относятся тетацин-кальций (кальцийди-натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) и пен- тацин.
Тетацин-кальций хорошо растворим в воде, изотоническом растворе хлорида натрия и в растворе глюкозы. Его вводят в организм внутривенно (капельно) или назначают внутрь в виде таблеток.
Известны и другие антидоты, не относящиеся к меркапто-соединениям или веществам, образующим хелаты. Отдельную группу веществ, применяемых в медицине при отравлениях, составляют так называемые физиологические или функциональные антидоты. Они упреждают или устраняют вредное действие ядов на организм. При отравлении синильной кислотой и ее солями в качестве антидота последовательно применяют нитриты, тиосульфат натрия и глюкозу.
При отравлении грибами — мухоморами, содержащими мускарин, ацетилхолином, пилокарпином, ареколином, физостигмином, прозерином, галантамином, фосфорсодержащими органическими соединениями (пестицидами), в качестве антидота применяют атропин и другие холиноблокаторы. При тех же отравлениях менее выраженное действие оказывают скополамин, платифиллин,тропацин и др.
Бемегрид применяется в качестве антидота при острых отравлениях препаратами снотворного действия. При отравлении морфином и промедолом в качестве антидота применяется гидрохлорид налорфина. При отравлении соединениями марганца в качестве антидота назначают L-дофу.