Токсикологическая химия

Две контрольные работы по токсикологической химии.
КОНТ.РАБОТА 1
6 Теоретических вопросов, 48 Тестовых вопросов.
КОНТ.РАБОТА 2
3 Теоритических вопроса, 3 ситуационных задачи ...

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
«Введение. Химико-токсикологический анализ.
Физико-химические характеристики лекарственных веществ.
Биохимическая токсикология»

Вариант 4
Клиническая токсикология. Содержание предмета, задачи, понятие о ядах и отравлениях. Виды интоксикаций.
Метаболические превращения, катализируемые микросомальными и немикросомальными ферментами печени. Алифатическое и ароматическое гидроксилирование, дезалкилирование, десульфирование, дезаминирование, реакции гидролиза и прочие реакции.
Как влияют рН среды и анионы кислот, входящих в состав извлекающих жидкостей, на изолирование алкалоидов и других азотистых оснований из биологического материала?
Основы проведения общего (ненаправленного) анализа лекарственных веществ.
Алкоголизм, наркомания, токсикомания и роль токсикологическойхимии в борьбе с этими негативными явлениями.
Какие методы детоксикации применяются при отравлениях?

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ к теме «Контрольная работа № 1» (для всех вариантов)
Выберите правильные ответы:
1. Основными задачами токсикологической химии являются


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2
«Химико-токсикологический анализ на группу веществ,
изолируемых экстракцией и сорбцией (лекарственные вещества)»

Вариант 4
Какова последовательность проведения изолирования по методу Крамаренко В.Ф. Достоинства и недостатки.
Составить примерный план анализа при подозрении на отравление производными барбитуровой кислоты (фенобарбитал, барбитал, этаминал).
Производные тропана: атропин, скополамин, кокаин. Характеристика. Реакции обнаружения.
Ситуационные задачи:
При допросе эксперта в судебном заседании выяснилось, что эксперт прошел курсы усовершенствования 6 лет назад в республике Казахстан. После переезда в РФ эксперт не получил гражданства РФ. Какие положения и каких законодательных актов нарушены в данном случае? В ответе указать статьи соответствующих Кодексов.
В судебно-химическое отделение доставлены внутренние органы трупа гр. А., которая, согласно показаниям родственников, выпила с суицидной целью большую дозу неизвестного лекарственного препарата. Подозрение на группу производных фенотиазина. Предложите целенаправленное исследование внутренних органов погибшей на группу указанных веществ.
В палате психоневрологического диспансера обнаружен гр. М. в бессознательном состоянии, рядом обнаружено несколько упаковок таблеток «Сибазон». Представить схему химико-токсикологического анализа мочи пострадавшей на присутствие указанного препарата.

введения нет.

Так, например, в сыворотке крови из общего количества белков на долю альбумина приходится около 60%. Альбумин также содержится в различных органах и тканях организма. Кроме альбумина с алкалоидами и некоторыми азотистыми веществами основного характера связываются и другие белковые вещества. Несмотря на успехи, достигнутые в области изучения влияния рН среды на связывание различных ядов с белками и другими веществами, условия разложения соединений белков с алкалоидами и другими ядами долгое время были не изучены. В. Ф. Крамаренко с сотрудниками установлено, что соединения белковых веществ с большинством алкалоидов, их синтетических аналогов и других азотистых соединений основного характера разлагаются кислотами при рН = 2 - 3. Эти данные послужили основанием для выбора рН извлекающих жидкостей (подкисленной воды или подкисленного спирта), с помощью которых производится изолирование алкалоидов и других органических оснований из биологического материала. Согласно методам, которые в настоящее время применяются в химико-токсикологическом анализе для изолирования алкалоидов и других азотистых оснований, извлекающие жидкости подкисляют до рН = 2,5 - 3,0. При этих значениях рН происходит разрушение связей между белками и алкалоидами, а также другими азотистыми основаниями, которые в виде солей переходят в вытяжки из биологического материала.4. Основы проведения общего (ненаправленного) анализа лекарственных веществ.В настоящее время известны сотни веществ, которые могут быть причиной отравлений. Для исследования биологического материала, поступившего в химико-токсикологические (судебно-химические) лаборатории, на каждое вещество потребовалось бы много времени и очень большое количество анализируемых объектов. Чтобы рационально расходовать биологический материал, присланный на исследование, и сократить время анализа химик-токсиколог (судебный химик) должен составить хорошо продуманный план исследования и исключить многие вещества из этого плана. Для составления плана химико-токсикологического анализа большое значение имеют результаты предварительных проб на наличие токсических веществ в исследуемых объектах. На основании результатов предварительных проб можно исключить ряд веществ из плана химико-токсикологического анализа и предположить, какие вещества могут быть в биологическом материале. Положительный результат предварительных проб указывает на то, что в исследуемом объекте может быть предполагаемое вещество или группа веществ, которые дают такие же реакции. На основании только предварительных проб нельзя сделать окончательный вывод о наличии предполагаемого вещества в исследуемом объекте. Для этой цели в ходе химико-токсикологического анализа необходимо провести дополнительные исследования на это вещество с помощью соответствующих реакций и методов. Поэтому при положительных результатах предварительных проб на определенные вещества исследование этих веществ включается в план химико-токсикологического анализа. При отрицательном результате предварительных проб на соответствующие вещества дальнейшее исследование их не проводят и не включают в план химико-токсикологического анализа. Таким образом, предварительные пробы в химико-токсикологическом анализе имеют определенное значение только при их отрицательном результате. В химико-токсикологическом анализе предварительные пробы выполнялись еще во второй половине прошлого столетия. В то время предварительные пробы производились только при исследовании порошков, настоек и ряда других веществ, которые могли быть причиной отравлений. Применяемые в то время предварительные пробы позволяли установить принадлежность ядовитых веществ к органическим или неорганическим соединениям, определять «металлические яды» по окраске пламени или по окраске «перлов буры». Кислоты и щелочи определяли по изменению окраски индикаторов и т. д. Несколько десятилетий тому химики-токсикологи начали разрабатывать способы выполнения предварительных проб на наличие ядовитых веществ з моче, крови и плазме. В разных литературных источниках предварительные пробы, применяемые в химико-токсикологическом анализе, встречаются под различными названиями. В немецкой литературе их называют Vorproben (предварительные пробы), в английской — Screening tests (скрининг тесты). Выполнение предварительных проб на многие вещества описано в руководстве по химико-токсикологическому анализу Е. Г. Кларка. Ниже в соответствующих разделах книги мы приводим эти пробы на наличие ряда токсических веществ в моче, крови или в плазме. К числу этих веществ относятся: метиловый и этиловый спирты, хлороформ, производные алифатических углеводородов, барбитураты, салициловая кислота, кодеин, аминазин, диазепам, ноксирон и др. Описанные в соответствующих разделах книги предварительные пробы могут быть использованы и в качестве экспресс-методов анализа крови, мочи, промывных вод желудка лиц, поступивших в лечебные учреждения по поводу острых отравлений неизвестным ядом. Результаты исследования указанных объектов с помощью экспресс-методов на неизвестные яды необходимо подтвердить исследованиями с помощью других реакций и методов. Указанные предварительные пробы на наличие токсических веществ в моче и крови являются чувствительными, но не специфическими. Ввиду высокой чувствительности этих проб в биологических жидкостях можно обнаружить не только токсические, но и терапевтические дозы принятых веществ. На все эти вещества в качестве предварительных проб предложены цветные реакции. К числу предварительных проб относятся и результаты обнаружения токсических веществ методом микродиффузии, а также результаты осмотра объектов исследования и определения некоторых их свойств. При исследовании токсических веществ в биологическом материале в качестве «скрининга» Г. М. Родионова рекомендует метод хроматографии в тонких слоях сорбентов. Некоторые авторы для этой цели рекомендуют методы, основанные на сочетании хроматографии в тонких слоях сорбентов и спектроскопии в УФ-области. 5. Алкоголизм, наркомания, токсикомания и роль токсикологической химии в борьбе с этими негативными явлениями.Длительное злоупотребление этиловым спиртом приводит к хроническому отравлению (алкоголизму). Повторные приемы алкоголя приводят к развитию привыкания, в результате которого малые дозы этого спирта перестают вызывать прежнее эйфорическое состояние. Чтобы вызвать эйфорическое состояние, таким лицам со временем требуется повышенная доза этилового спирта. Одновременно с привыканием вырабатывается пристрастие, а затем развивается алкогольная зависимость (алкоголизм), которая характеризуется тягостными переживаниями без употребления алкоголя и сильным желанием повторных его приемов. В результате длительных приемов этилового спирта происходит ряд тяжелых нарушений функций организма: может наступить цирроз печени, перерождение сердечной мышцы и почек, стойкое расширение сосудов лица (особенно сосудов носа), дрожание мышц, галлюцинации, буйный бред (белая горячка), перерождение мужских и женских половых желез, в результате чего от алкоголиков рождаются дети с умственной и физической недостаточностью. Кроме этого, алкогольное опьянение часто является причиной несчастных случаев в быту, на производстве, транспорте и т. д. Значительное число нарушений социалистической законности и преступлений совершается в состоянии алкогольного опьянения. 6. Какие методы детоксикации применяются при отравлениях?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 рассмотрим основные методы 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 слабительного кишечник освобождается не только от находящегося в нем яда, но и от ядов, уже всосавшихся в кровь, а затем выделившихся в пищевой канал через слизистую кишечника 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.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. 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 имела более щелочную реакцию, больным внутривенно вводят растворы лактата натрия, гидрокарбоната натрия или трисамина (триоксиметиламинометанола H 2N(CH 2OH)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, дифенилгидантоина, 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 20000 см2). 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 гидрокарбоната 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 (противоядий). 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.