Мышьяк как лекарственное средство

ДентЭрум

Съемный зубной протез за 11 000 рублей под ключ.

Фиксированная цена

Комплексный осмотр стоматолога бесплатно.

Стоматология

мышьяк в стоматологии

соединения мышьяка и риск отравления

Где применяется этот металл пятнадцатой группы четвертого периода в современной жизни, насколько вероятно отравление при контакте с ним и высока ли вероятность получить острое отравление на приеме у стоматолога.

Сегодня мышьяк (Arsenicum) и его соединения широко используются в различных отраслях промышленности- в производстве пестицидов, в фармацевтической промышленности, в стекольной, керамической и металлургической промышленности. Широко используется в электронике и пиротехнике. Все что окружает современного человека является продуктом высоких технологий и при производстве многочисленных современных устройств используется практически вся таблица Менделеева.

И чем современнее гаджет, тем более сложные химические соединения в нем используются. Несомненно присутствуют и соединения мышьяка и других токсичных металлов, но, конечно же, в связанной, закрытой форме микроэлементов конструкции. Тем не менее при попадании в почву в жилых массивах эти элементы со временем распадаются и повышают уровень загрязнения на жилой территории. Учитывая, что и мышьяк и ртуть способны накапливаться в грунте, есть риск попадания этих токсичных веществ в растения и грунтовые воды.

При попадании в организм мышьяк очень быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта и выводится преимущественно с мочой. Острое отравление при проглатывании или вдыхании мышьяка может привести к серьезному (геморрагическому) повреждению желудочно-кишечного тракта, желтухе, почечной недостаточности и коллапсу, с очень высокой смертностью.

Хроническое воздействие мышьяка и отравление довольно трудно диагностировать. Также могут наблюдаться боли в животе, рвота, диарея, гиперпигментация, гиперкератоз, периферическая невропатия, энцефалопатия.

Хроническое вдыхание, наблюдаемое у рабочих плавильных печей, вызывает повышенный риск развития рака легких. Доказано, что мышьяк помимо всего прочего еще и сильный канцероген.

Уровни мышьяка в крови и моче можно проверить лабораторно:

• В крови — мониторинг острого отравления или недавнего воздействия (короткий период полураспада)
• В моче — мониторинг хронического отравления

За 72 часа до исследования пациентам не следует употреблять морепродукты — эти продукты могут значительно повысить уровень мышьяка в моче.

где применяется мышьяк в стоматологии

1. Почему надо так мучиться с этим мышьяком, не проще ли сделать укол и все нормально вылечить без боли? В большинстве случаев стоматологи тоже предпочитают так и делать, но бывают разные случаи, не всегда возможно провести полноценную анестезию.
2. Опасно ли для жизни проглатывание мышьяковистого ангидрида, если временная пломба выпала и человек ее проглотил. Нет, это не опасно, хотя и нежелательно. Применяемая доза мышьяковистого ангидрида не вызывает острого отравления, она слишком мала и стоматологи применяют его более 100 лет без опасных последствий.

Недостатки применения мышьяковистых соединений при применении в стоматологической практике

• Не смотря на то, что мышьяк быстро снимает боль в зубе, однако он его его не вылечивает. Микроорганизмы продолжают находиться внутри зуба и продолжать свою разрушительную работу. Они устойчивы к действию мышьяка, поэтому в следующее посещение стоматолог должен эндодонтически почистить каналы зуба и провести их пломбировку.
• Мышьяковистый ангидрид должен быть удален из зуба строго через 72 часа. По прошествии этого времени мышьяк начинает проникать в окружающие зуб ткани- кость, надкостницу и десну и тоже отравлять их. При установке мышьяка стоматолог обязан провести подробный инструктаж пациента и назначить следующее время приема, либо, если это не возможно, явиться к любому стоматологу или медику для удаления временной пломбы с мышьяком. В крайнем случае пациент может сделать это самостоятельно.
• После использования девитализирующей мышьяковистой пасты дентин и эмаль становятся хрупкими и сереют
• При некачественной установке девителизирующей пасты и появлении явления подтекания соединения мышьяка из под пломбы с попаданием его на десну возможен ее некроз. Этот неприятный процесс протекает безболезненно, но его последствия могут быть весьма серьезными.
• Наличие в кабинете врача упаковки с сильнодействующим ядом не может не вызывать озабоченности. Статистически это может привести к самым разным последствиям в силу невнимательности или незнания.

Источник

Мышьяк как лекарственное средство

Актуальность. Соединение мышьяка по токсичности занимает одно из первых мест. Так как обладает высокой спoсoбнoстью лeгкo прoникать в oргaнизм. Попадая в различныe opганы и ткaни мышьяк вступaeт вo взaимoдeйствиe с фeрмeнтами и бeлкaми, приводя к тяжелым патологическим изменениям в организме человека.

Органические препараты мышьяка применяются как химиотерапевтические средства при спирохетозах и некоторых заболеваниях, вызываемых простейшими. Около 80 % мышьяка всасывается в желудочно-кишечном тракте, 10 % поступает через легкие и около 1 % – через кожу. Растворимые соли мышьяка быстро всасываются, поступают в кровь и откладываются в тканях, преимущественно в печени, селезёнке, почках, лёгких, слизистой кишечника. Основанная на вычислениях, возможная потребность мышьяка для людей с рационом 2000 ккал составила бы приблизительно 12–15 мкг ежедневно. Смертельная доза мышьяка для человека составляет 50-170 мг (1,4 мг/кг массы тела)

Такие препараты как натрия арсениат, раствор калия арсениата, мышьяковистый ангидрид и др. нужно принимать с осторожностью. Учитывая высшие разовые дозы, возраст больного, в процессе лечения необходимо тщательно следить за состоянием больного. Побочные явления тошнота, рвота, понос, желтуха, дерматиты, невриты и в отдельных случаях угрожающий жизни геморрагический энцефалит.

Вывод. Мышьяк является в малых дозах лекарственным препаратом, при недостатке может вызвать заболевания. В больших количествах – яд.

Источник

Мышьяк

В организм человека соединения мышьяка поступают с питьевой и минеральной водой, виноградными винами и соками, морепродуктами, медицинскими препаратами, пестицидами и гербицидами. Депонируется мышьяк преимущественно в ретикулоэндотелиальной системе.

Полагают, что оптимальная интенсивность поступления мышьяка в организм составляет 50–100 мкг/день. Дефицит этого элемента в организме может развиться при его недостаточном поступлении (менее 1 мкг/день).

Мышьяк может поступать в организм в повышенных количествах с атмосферным воздухом. Так, в городах при сжигании угля, концентрация мышьяка в воздухе составляет порядка 1–20 нг/м3; около медеплавильных предприятий, котельных и ТЭЦ, работающих на угле, это значение может достигать 70–500 нг/м3, тогда как в экологически чистых районах концентрация мышьяка не превышает 1 нг/м3. В почвах около медеплавильных комбинатов, обжиговых заводов, где налажено производство сплавов мышьяка, его концентрация достигает 100–3000 и более мкг/г, тогда как норма не должна превышать 40 мкг/г. Риск арсеноза также повышен у курильщиков табака.

Значительные количества мышьяка содержатся в рыбьем жире и морской рыбе (до 10 мг/кг), винах (до 1 мг/л и более). В питьевой воде содержание мышьяка составляет менее 10 мкг/л, однако в некоторых регионах мира (Индия, Бангладеш, Тайвань, Мексика) содержание этого элемента достигает более 1 мг/л, что является причиной массовых хронических отравлений мышьяком и вызывает так называемую болезнь «черной стопы». Около 80% мышьяка всасывается в ЖКТ, 10% поступает через легкие и около 1% – через кожу. Через 24 ч после поступления, из организма выводится 30% мышьяка с мочой и порядка 4% с фекалиями. Мышьяк накапливается в легких, печени, коже и тонком кишечнике. Всего в организме человека содержится около 15 мг мышьяка.

Мышьяк относят к условно эссенциальным, иммунотоксичным элементам. Известно, что мышьяк взаимодействуют с тиоловыми группами белков, цистеином, глутатионом, липоевой кислотой. Мышьяк оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участие во многих других важных биохимических процессах. Токсическая доза для человека составляет 5–50 мг, летальная доза – 50–340 мг.

Фармакокинетическими индикаторами экспозиции мышьяка являются его концентрации в моче и волосах. Содержание мышьяка в моче в основном отражает уровень в организме неорганических и метилированных соединений мышьяка, в меньшей степени – уровень органических соединений мышьяка, поступающих обычно с рыбой и морепродуктами.

Показания к исследованию

• Оценка и контроль профессиональной вредности;
• подозрение на острую или хроническую интоксикацию мышьяком.

Повышенные значения. Сыворотка крови, моча:

• острое отравление (наблюдается до 4 ч после приема);
• хроническая интоксикация (профессиональная или пищевая);
• рак кожи, легких, печени;
• эндемические заболевания, связанные с избытком мышьяка в окружающей среде.

Источник

МЫШЬЯК И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

МЫШЬЯК И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА. Мышьяк – химический элемент V группы периодической таблицы, относится к семейству азота. Мышьяк, вероятно, можно отнести к одному из самых противоречивых химических элементов. Действительно, с одной стороны, это страшный яд: достаточно человеку проглотить ничтожную щепотку его оксида или один раз вдохнуть газообразный мышьяковистый водород, чтобы смертельно отравиться. С другой – некоторые соединения мышьяка не более ядовиты, чем поваренная соль. Сравнительно инертен и чистый мышьяк. Более того, соединения мышьяка применяются в медицине как лекарственные средства. Мышьяком в течение многих веков были отравлены десятки коронованных особ и сотни постылых мужей, и мышьяком же укрепляли здоровье. Ничтожные следы мышьяка в питьевой воде – бедствие для десятков миллионов жителей многих стран, и в то же время мышьяк в значительных количествах содержится в некоторых лечебно-столовых минеральных водах. Соединения мышьяка вызывают рак, и они же используются в онкологии как противоопухолевые препараты.

Подобное противопоставление можно продолжить. Так что же мышьяк для человека – друг или враг? Здесь уместно вспомнить изречение знаменитого средневекового врача Теофраста Бомбаста фон Гоггенгейма (Парацельса): «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным».

Вероятно, в истории человечества не было химического элемента со столь зловещей репутацией. Мышьяк традиционно ассоциируется с отравой:

У кого нет ножа,
У того есть мышьяк!
В.Хлебников

В прошлом «популярность» этого яда заключалась в его коварности: у него не было запаха и вкуса, а смерть легко объяснялась различными болезнями, особенно если жертву отравляли постепенно:

Ты к ней на чай сходи и сыпь ей в чай мышьяк.
Побольше дозу дай, а начинай с дозинки.
Б.Ахмадулина

Многие столетия мышьяк считался «королем ядов». Было у него еще одно красноречивое название: «порошок для наследников». Не гнушались использовать мышьяк (вернее, его соединения) и для устранения политических противников. Правители некоторых государств (например, в Венеции) держали тайные службы специалистов-отравителей. Особенно широко «применяли» мышьяк в средневековой Франции и Италии. Среди прочих этим ядом был отравлен папа Климент XIV. История сохранила имя некоей Тофаны из Сицилии, страшная профессия которой вынудила ее в конце 17 в. бежать из Палермо в Неаполь. Тофана продавала женщинам, желавшим ускорить смерть своих мужей, бутылочки с жидкостью без запаха, вкуса и цвета. Небольшого количества ее было достаточно, чтобы умертвить человека; смерть наступала медленно и безболезненно. Просто человек постепенно утрачивал силы и аппетит, его постоянно мучила жажда. Жертвы Тофаны исчислялись сотнями. Aqua Tophana – вода Тофаны, по мнению специалистов, представляла собой не что иное, как водный раствор мышьяковой кислоты с добавкой трав.

Мрачной славе мышьяка во многом способствовали и писатели: число жертв этого элемента во всех литературных произведениях, возможно, превышает число фактически погубленных. Агата Кристи, например, в своих бесчисленных детективах травила героев, как правило, мышьяком. Знали об этом яде и далеко от Европы. Полагают, что впервые упомянул о мышьяке как о яде основатель арабской алхимии Джабир ибн Хайян (Гебер), живший в 8–9 вв. В китайской классической литературе, как и в европейской, описаны случаи знаменитых убийств посредством мышьяка.

Действие мышьяка на человека.

В средние века, в конце династии Мин, в Китае была опубликована книга по ремеслам; в ней говорилось, что рабочие, занятые приготовлением мышьяковых пестицидов, не выдерживают более двух лет: у них вылезают волосы, проявляются другие признаки отравления. В современных медицинских справочниках можно прочитать, что мышьяк вызывает при отравлении «общетоксическое (нефротоксическое, гепатотоксическое, энтеротоксическое, нейротоксическое) действие». При остром отравлении, когда в организм попадают сразу десятки или сотни миллиграммов яда, картина напоминает заболевание холерой: сильные боли по всему пищеварительному каналу, рвота и понос, синюшная окраска кожи лица, судороги, нитевидный пульс, затруднение дыхания. Такое отравление часто заканчивается смертью в результате острой сердечно-сосудистой недостаточности. Летальной для 50% людей считается доза от 60 до 200 мг, в зависимости от возраста, пола, массы, состояния здоровья, а также химического состава яда. Смерть наступает в среднем через 10 часов.

Самое ядовитое производное мышьяка – газообразный мышьяковистый водород (арсин) AsH3, один из сильнейших неорганических ядов. При содержании в воздухе всего 0,05 мг/л смертельная доза попадает в организм за полчаса, а концентрация 5 мг/л убивает мгновенно. Активированный уголь сорбирует арсин слабо, поэтому против него обычный противогаз не защитник. В виде простого вещества мышьяк значительно менее опасен ввиду его малой химической активности.

Соединения As(III) в 25–60 раз токсичнее, чем As(V), т.к. они способны связываться с тиольными (сульфгидрильными) группами – SH цистеина и метионина в составе белков-ферментов, блокируя их работу. Газообразный арсин, попадая в кровь через легкие, разрушает эритроциты и повреждает почки; при этом моча становится черной. Смерть может наступить при попадании в легкие всего нескольких миллиграммов арсина.

Иначе проявляется хроническое отравление малыми дозами. Человек постепенно слабеет, страдает от анемии, поносов или запоров; у него наблюдается сероватый цвет лица, исхудание, потеря сил, шелушение кожи и образование язв, кровоточивость десен; постепенно атрофируются мышцы ног и рук, кожа пигментируется и шелушится, в ней возможны злокачественные изменения, а на ногтях появляются характерные полосы. При легких отравлениях наблюдаются потеря аппетита, неприятный вкус во рту, слабость, озноб, ослабление пульса, нарушения сна.

В 1834 немецкий физик Роберт Бунзен, который шесть лет работал с очень ядовитым производным какодила и в результате чуть не умер от отравления, обнаружил, что антидотом при отравлении мышьяком может служить свежеосажденный гидроксид железа. В настоящее время средством при остром отравлении мышьяком служит промывание желудка и немедленное введение веществ, содержащих тиольные группы, которые конкурируют с аминокислотами в ферментах и «перехватывают» ионы мышьяка. Среди таких веществ – унитиол SH–CH₂–CH(SH)–CH₂–SO₃Na и дитиоглицерин SH–CH₂–CH(SH)–CH₂–OH, известный как БАЛ («британский антилюизит»). Эти соединения образуют с мышьяком более прочные комплексы, чем ферменты и таким образом высвобождают последние из «мышьякового плена».

Не следует думать, что мышьяком травились лишь те, у кого были тайные или явные враги. В прошлом опасность подстерегала людей со стороны внешне безобидных мышьяковистых красок, таких как королевская желтая (измельченный минерал аурипигмент, As2S3), браунгшвейгская зелень (смесь CuSO₄, As₂O₃ и K₂CO₃), зелень Шееле (кислая медная соль мышьяковой кислоты). Ими красили стены, обои, легкие ткани для бальных платьев, искусственные цветы и даже детские игрушки. К тому же в сырых помещениях плесневый гриб Penicillum brevicaule перерабатывал мышьяковистые краски в ядовитый газ с чесночным запахом – триметиларсин. Конечно, такое применение мышьяковых соединений давно запрещено (в России – с 1867). В настоящее время опасности подвергаются рабочие некоторых металлургических предприятий, вдыхающие мышьяковую пыль, сельскохозяйственные рабочие, имеющие дело с мышьяковыми инсектицидами. Немытые фрукты и овощи, обработанные такими пестицидами, также могут вызвать отравление. Токсичность различных соединений мышьяка снижается в ряду: арсины > арсениты > арсенаты > металлический мышьяк.

Устойчивость к мышьяку индивидуальна и может достигать поразительного уровня. Так, с середины 19 в. крестьяне из австрийской провинции Штирия в течение нескольких поколений принимали мышьяк в небольших дозах «для улучшения цвета лица, повышения аппетита, облегчения дыхания и профилактики болезней». Снадобья с мышьяком они доставали через коробейников, которые покупали их у рабочих стекольных заводов в венгерской части империи. Как выяснилось, это были оксид мышьяка, его сульфид или порошок чистого мышьяка. Начинали эти удивительные «арсенофаги» с ежедневного приема одного грана (32 мг), постепенно повышая затем дозу. Сообщалось, что один крестьянин потреблял несколько раз в неделю по четыре грана (0,26 г), а другой – по шесть гран (0,39 г) мышьяка, то есть по три заведомо летальные дозы! Многие не верили таким сообщениям, считая, что жители Штирии используют какое-то другое вещество. Однако наличие мышьяка в «лекарстве» и его регулярное употребление подтвердил К.Маклаган, который в 1864 опубликовал результаты своих исследований (включая даже анализ мочи крестьян) в «Эдинбургском медицинском журнале».

Значит, люди (по крайней мере, некоторые) могут выработать невосприимчивость к мышьяку? Вспоминается легенда о знаменитом парфянском царе Митридате (2–1 вв. до н.э.): опасаясь быть отравленным, он принимал разные яды, постепенно увеличивая дозу, так что когда ему угрожала смерть от врагов, он не смог отравиться, и ему пришлось броситься на меч. Известна адаптация людей и животных и к другим ядам. В этом вопросе еще много неясного, так как эксперименты на людях никто, понятно, не проводит.

Мышьяк и криминалистика.

Долгое время отравление мышьяком могло сойти с рук отравителям, поскольку не было надежных способов установления причины отравления. Так, официально Наполеон умер от рака желудка. Но, когда спустя полтора столетия после его смерти, проанализировали волосы императора, состриженные еще при его жизни, в них обнаружили мышьяк в количестве около 0,001% – примерно в 13 раз больше нормального содержания, но что слишком мало для отравления. Однако до сих пор идут споры по поводу того, связано ли повышенное содержание мышьяка в волосах с преднамеренным отравлением или это просто стечение обстоятельств (мышьяк мог содержаться в зеленой краске обоев, а также в обычных для того времени лекарственных препаратах). Более определенные данные были получены относительно отравления мышьяком в 1872 первого американского исследователя Арктики Ч.Ф.Холла, в волосах которого почти через сто лет после смерти также нашли повышенное содержание мышьяка.

Массовые случаи случайного и намеренного отравления мышьяком побудили ученых разрабатывать методы обнаружения отравы. Английский физик и химик Роберт Бойль для обнаружения соединений мышьяка использовал хлорид ртути; один из основоположников аналитической химии шведский химик и минералог Торнберн Улаф Бергман (1735–1784) обратил внимание на образование желтого осадка сульфида мышьяка; шведский химик Карл Вильгельм Шееле обнаруживал мышьяк по запаху при восстановлении его соединений цинком в кислой среде. Однако судьи в те времена не принимали такие сомнительные с их точки зрения доказательства, как какие-то осадки или запахи. Кроме того, эти аналитические реакции были неспецифическими: их могли дать и другие элементы. Судьям нужно было предъявить чистый мышьяк!

Это смог сделать английский химик Джеймс Марш (1794–1846), который работал в Королевской Военной академии и был ассистентом знаменитого физика Майкла Фарадея. Марш открыл чувствительную для тех времен реакцию на мышьяк. Свою методику он разработал после неудачного выступления в суде в качестве эксперта по делу об отравлении мышьяком, когда судьи потребовали выделить из трупа мышьяк в чистом виде. Методику анализа Марш опубликовал в 1836 в «Новом Эдинбургском философском журнале». В ее основу Марш положил открытую Шееле реакцию, в результате которой образуется арсин, например, As₂O₃ + 6Zn + 6H₂SO₄ ® 2AsH₃ + 6ZnSO₄ + 3H₂O.

Марш обнаружил, что арсин при нагревании (до 300–400ERROR С) разлагается на мышьяк и водород. Газообразные продукты реакции, содержащие арсин, пропускались через стеклянную трубку, конец которой сильно нагревался горелкой. На выходе трубки Марш поместил фарфоровую пластинку, и на ее белой поверхности хорошо был виден осевший мышьяк в виде блестящего металлического зеркала. Этот простой прибор позволил умелому химику обнаруживать мышьяк в микрограммовых количествах – до 0,001 мг. Однако другие химики вскоре выяснили, что реакция Марша может привести к ошибке, поскольку такое же зеркало образуется и в присутствии сурьмы. Марш попытался найти реакцию, позволяющую различить эти элементы. На исследуемое пятно он наносил каплю воды и держал ее на небольшом расстоянии от пламени. В этих условиях мышьяк быстро окислялся до растворимой в воде мышьяковистой кислоты. При обработке этого раствора нитратом серебра появлялась желтая муть в результате реакции

Эта реакция характерна для мышьяка, но не для сурьмы. Спустя столетие немецкий химик Г.Локерман еще в десять раз увеличил чувствительность пробы Марша, доведя ее до 0,0001 мг мышьяка. Интересно, что такая чувствительность могла приводить к положительной пробе, даже когда мышьяка в анализируемом объекте заведомо не было; оказалось, что следы этого элемента часто содержатся в реактивах – кислоте и цинке!

Больших успехов в практическом применении методики Марша достиг знаменитый парижский профессор химии, знаток медицины, основатель науки токсикологии Матео Хосе Бонавентура Орфила (1787–1853). Испанец по происхождению, он, несмотря на настойчивые требования своего правительства вернуться на родину, остался во Франции, где и провел свои пионерские исследования почти всех известных в то время ядов. Его книга Общая токсикология, написанная еще в наполеоновские времена и переведенная на многие языки, даже в конце века не утратила своего значения. Уже через 4 года после публикации Марша, в 1840, Орфила использовал новый метод в громком криминальном деле, за которым следила общественность не только Франции, но и всего мира. Некая Мари Лафарж вышла замуж по расчету. Однако сразу после свадьбы выяснилось, что, рассказывая о своем состоянии, жених обманывал невесту, поскольку сам хотел женитьбой поправить свое отчаянное финансовое положение. Расплата наступила быстро; Мари в несколько приемов купила в аптеке мышьяк якобы для уничтожения крыс, и вскоре все было кончено. Несмотря на подозрения родственников несчастного, врач не смог вовремя распознать симптомы отравления. После похорон вдову обвинили в преднамеренном убийстве. В ходе следствия провели исследования остатков содержимого желудка покойного. Нескольким экспертам не удалось обнаружить там ничего подозрительного. Но когда за дело взялся Орфила, успевший в совершенстве овладеть методом Марша, все стало ясно: в каждом исследуемом образце он обнаружил высокие концентрации мышьяка. Вдова была осуждена.

Орфила, уже в качестве научного исследования, проанализировал содержание мышьяка во многих природных объектах. Используя исключительную чувствительность методики Марша, он установил, что мышьяк весьма распространен в природе и содержится во многих образцах, хотя и в очень малых количествах. По современным данным, в 1 т земной коры присутствует в среднем 5 г мышьяка. Орфила обнаружил мышьяк даже в растительных и животных организмах. В организме человека мышьяк содержится в разных органах, но накапливается в основном в волосах (до 1,9 мг/кг) и в ногтях (до 2,9 мг/кг). Это связано, вероятно, с высоким содержанием сернистых соединений в кератине – белковом веществе этих тканей, а мышьяк с такими соединениями образует прочные связи. Меньше всего мышьяка в сердце (менее 0,07 мг/кг), селезенке и мозге (менее 0,14 мг/кг).

Прошел век, и 21 июля 1949 французская полиция арестовала по аналогичному подозрению Мари Бернар, которую прозвали «черной вдовой из Лудена». Ее обвинили в отравлении в 1947 своего мужа и еще 11 человек. Но на этот раз все оказалось намного сложнее: процесс длился более десяти лет, но доказать виновность Бернар не удалось, хотя на местном кладбище обнаружили все трупы с признаками отравления мышьяком. Защита с помощью чувствительной пробы Марша установила, что за многие годы после смерти мышьяк мог проникнуть в останки и накопиться там с помощью микроорганизмов через содержащие мышьяк почвенные воды. К экспертизе привлекли даже нобелевского лауреата Фредерика Жолио-Кюри, поскольку при анализах использовали также радиоактивный метод. Оказалось, что на месте многих кладбищ раньше были поля, которые обрабатывали пестицидами, содержащими мышьяк. Ранее Орфила обнаруживал мышьяк в костях людей, которые никак не могли быть отравлены. Выяснилось также, что один из соседей Бернар отравил свою собаку мышьяком, но спустя два года, когда останки собаки выкопали, эксперты-криминалисты не обнаружили в них даже следов мышьяка. В результате таких противоречивых данных суду в 1961 пришлось, в конце концов, оправдать Бернар.

«Военный мышьяк».

После начала применения в ходе Первой мировой войны хлора и других отравляющих газов, химики разных стран начали разрабатывать еще более смертоносное химическое оружие. Большое внимание они, конечно, уделили мышьяку. В 1918 американский химик У.Дж.Льюис в поисках новых компонентов для химического оружия провел реакцию ацетилена с хлоридом мышьяка в присутствии хлорида алюминия. В результате у него образовалась темно-бурая жидкость с запахом герани, которая содержала в виде основного компонента b-хлорвинилдихлорарсин: AsCl₃ + C₂H₂ ® ClCH=CHAsCl₂, а также b,b’-дихлордивинилдихлорарсин (ClCH=CH)₂AsCl₂ и b,b’,b»-трихлортривиниларсин (ClCH=CH)3As. Эта приятно пахнущая смесь, названная по имени химика люизитом, обладала ужасным кожно-нарывным, общеядовитым и раздражающим действием. Уже в концентрации 0,3 мг/м3 пары люизита вызывают раздражение верхних дыхательных путей, а при увеличении концентрации – поражение глаз, кожи и смерть. При попадании на кожу капелек люизита он быстро впитывается в нее, нарушая ход многих биохимических процессов и вызывая тяжелейшее поражение организма, особенно сосудистой системы. Это обстоятельство в свое время дало повод американцам назвать люизит «росой смерти».

Вскоре были синтезированы и другие мышьяковые отравляющие вещества. В их числе была группа веществ раздражающего действия, ее типичные представители – дифенилхлорарсин (С₆Н₅)₂АsСl, дифенилцианарсин (C₆H₅)₂AsCN, адамсит:

Вещества этой группы избирательно действуют на нервные окончания слизистых оболочек – главным образом оболочек верхних дыхательных путей. Это вызывает рефлекторную реакцию организма освободиться от раздражителя, чихая или кашляя. В отличие от слезоточивых отравляющих веществ, эти вещества даже при легком отравлении действуют и после того, как пораженный выбрался из отравленной атмосферы. В течение нескольких часов человека сотрясает мучительный кашель, появляется боль в груди и в голове, начинают непроизвольно течь слезы. Возникает рвота, одышка, чувство страха; все это доводит до совершенного изнурения. И вдобавок эти вещества вызывают общее отравление организма.

К счастью, люизит и другие мышьяковые отравляющие вещества не успели применить в войне, но во всех странах, в том числе и в СССР, люизит накопили в огромных количествах – десятки тысяч тонн. Обезвредить его безопасным способом непросто. Один из способов – окисление до малотоксичных мышьяковых кислот:

другой путь – хлорирование с образованием AsCl₃, который находит применение в промышленности (см. МЫШЬЯК).

Мышьяк в питьевой воде.

Во второй половине 20-го столетия оказалось, что мышьяком травятся, не подозревая этого, миллионы людей. И получают они отраву не от завистников или нетерпеливых наследников, а из собственного колодца! Мышьяк в питьевой воде стал настоящей экологической проблемой.

Ученые установили, что пагубное воздействие могут оказывать и очень малые дозы мышьяка, если их попадание в организм, например, с пищей или с водой, происходит в течение длительного времени. В 1942 службой здравоохранения США была установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) мышьяка в питьевой воде, равная 50 мкг (0,05 мг) в одном литре. Такой же стандарт был принят и Всемирной организаций здравоохранения в 1963. Однако эпидемиологические исследования показали, что даже при такой малой концентрации заметно повышается риск онкологических заболеваний, поэтому в 2002 в США была принята более жесткая норма: не более 10 мкг/л.

Какие же были доводы в пользу такой нормы? В середине 20 в. на Тайване забили тревогу: оказалось, что питьевая вода из глубоких скважин (артезианских колодцев) юго-восточного побережья содержит много мышьяка. Употребление в этих местах «мышьяковой воды» связали с частым в этом регионе так называемым синдромом «черных ног». При этой болезни у человека на конечностях, особенно на ступнях, появляются белые пятна, которые потом становятся коричневыми и, в конце концов, черными. Кожа на этом месте становится грубой, она трескается и покрывается язвами. Если болезнь заходит далеко, то для спасения жизни приходится прибегать к ампутации. Частота этого заболевания начала быстро увеличиваться в 50-е годы, что совпало с бумом бурения артезианских колодцев в сельских районах Тайваня. Как показал анализы, вода в таких колодцах содержала от 100 до 1800 мкг/л мышьяка, т.е. в ряде случаев было 180-кратное превышение новой «американской нормы». Были приняты срочные меры по снабжению населения очищенной водой, и с 1956 число жертв этой страшной болезни начало снижаться.

В 1977 обследование 40 тысяч жителей тех же районов Тайваня преподнесло новый неприятный сюрприз: заболеваемость раком кожи оказалась прямо пропорциональной содержанию мышьяка в колодезной воде. При этом синдром «черных ног» был зафиксирован в 379 случаях, а рака кожи – в 438. Цифры были чудовищны: на тысячу человек приходилось 10,6 случаев рака кожи (причем у мужчин второе чаще, чем у женщин). Четкая корреляция между заболеваемостью и содержанием мышьяка в питьевой воде была обнаружена и в других странах, в том числе в Китае, Индии, Бангладеш, Вьетнаме, США. При этом в воде преобладали неорганические соединения мышьяка, среди которых больше было более опасного трехвалентного. Наиболее высокая концентрация (14 000 мкг/л) была зафиксирована в ряде источников в Бангладеш, где ПДК была превышена в 280 раз. Выпивая всего литр такой воды, человек получает высшую (допустимую лишь в лечебных целях) дозу мышьяка – и так десятилетиями.

Естественно, встал вопрос о том, как очистить воду от мышьяка. Задача эта непростая, если учесть огромные объемы потребляемой воды и ничтожные концентрации в ней мышьяка. Самый простой способ – окислить As(III) до As(V) и снизить, таким образом, токсичность в десятки раз. Очень быстро окисление идет под действием хлора, озона или диоксида марганца. Затем образовавшийся As(V) можно удалить методом коагуляции и соосаждения, который обычно применяется на водопроводных станциях для очистки питьевой воды. Для этого подходят, например, соли алюминия и железа(III). При их добавлении к воде с обычной жесткостью идет реакция

Осадок гидроксида металла и захватывает с собой мышьяк. Таким образом, принципиальных затруднений, кроме соответствующих затрат, для очистки воды от мышьяка нет.

Мышьяк в медицине.

Мышьяк, как и многие другие микроэлементы, вероятно, необходим для нормального функционирования организма, хотя окончательно его роль не выяснена. Известно, однако, что полное отсутствие мышьяка в рационе мышей, крыс, овец и свиней снижает репродуктивность, вес новорожденных и скорость прироста массы. В организм человека мышьяк попадает в микродозах со многими продуктами питания. Так, в морепродуктах его содержится в среднем около 5 мг/кг, в мясе и зерновых – 0,5 мг/кг, а вот в овощах и фруктах мышьяка почти нет.

Присутствуя в организме в очень малых количествах, мышьяк благотворно влияет на процессы кроветворения, обмен веществ, скорость роста тканей, толщину костей; предполагают, что микродозы мышьяка повышают устойчивость организма к действию вредных микробов. Лекарственное действие соединений мышьяка заметили давно. В Древнем Китае эликсиром «трех желтых субстанций» – смесью порошков природных минералов – аурипигмента, реальгара (As₄S₄) и серы лечили душевные расстройства. «Отец медицины» Гиппократ рекомендовал пасту из сульфида мышьяка для лечения язв. В средневековье мышьяковистые лекарства широко применялись для лечения ангин и возвратного тифа. В 16 в. Парацельс рекомендовал для лечения «огнепостоянный мышьяк», представляющий собой арсенат калия.

В начале 13 в. Томас Фаулер, работавший в больнице английского города Стаффорда, ввел в медицинскую практику раствор, который вскоре получил широкое распространение под названием «фаулерова раствора». Это был 1%-ный водно-спиртовой раствор арсенита калия, полученный растворением As₂O₃ в K₂CO₃, с добавкой лаванды (чтобы его не спутали с водой). Его применяли для лечения эпилепсии и астмы, псориаза и экземы, сифилиса и ревматизма, заболеваний нервной системы и даже белокровия (лейкемии). Своего пика лечение мышьяком достигло в 18–19 вв. Но постепенно стала очевидной и его опасность, и применение мышьяка пошло на убыль. Исключение, пожалуй, составил лишь знаменитый «препарат 606» – сальварсан.

Это лекарство было синтезировано в Германии, что неслучайно. Первую декаду 20 в. можно считать золотым веком немецкой медицинской науки, намного опередившей тогда другие страны. Множество молодых врачей со всего мира стекались в Германию для стажировки. Одним из самых ярких лидеров немецкой медицинской и биохимической школы был Пауль Эрлих. Еще в студенческие годы он, изучив случаи свинцового отравления, пришел к выводу о том, что некоторые химические вещества избирательно действуют на определенные ткани человека. Этой теории он придерживался и в дальнейшей своей работе; по его меткому выражению, для каждой болезни следует искать «магическую пулю», которая бы поражала возбудителей, оставаясь сравнительно безвредной для организма.

Эрлих впервые предложил искать новые биологически активные вещества методом скрининга (см. также ХИМИЯ ЛЕКАРСТВ). Так, в поиске эффективного лекарства от сифилиса он синтезировал 605 веществ, не давшие никакого результата. И лишь следующий мышьяксодержащий «препарат 606», полученный в 1909 и названный впоследствии сальварсаном, обладал нужными свойствами – он оказался летальным для микроорганизмов, вызывающих сифилис и ряд других сходных заболеваний. Вместе со своим японским коллегой Сахатиро Хата Эрлих изучил воздействие сальварсана на больных сифилисом. Уже первые опыты, проведенные весной 1910, показали исключительную эффективность этого средства. Его единственная инъекция могла излечить и некоторые тропические болезни, родственные сифилису.

Успешное применение в медицинской практике сальварсана ознаменовало начало новой эпохи в медицине – химиотерапии, т.е. лечения инфекционных, паразитарных и опухолевых заболеваний химическими веществами, которые нарушают жизнедеятельность возбудителя болезни или воздействуют на опухолевую клетку. Сальварсан оказался первой «магической пулей»: он убивал бледную спирохету – возбудитель сифилиса. И до появления антибиотиков только сальварсан и его производные помогали держать под контролем эту болезнь. В результате во всем мире началось массовое применение сальварсана – весьма эффективного и сравнительно безопасного препарата, несмотря на высокое содержание в нем мышьяка.

Химики, конечно, тоже заинтересовались этим соединением. До этого ни один медицинский препарат не был так тщательно исследован, как сальварсан. Вначале ему была приписана структура дигидрохлорида 3,3′-диамино-4,4′-дигидроксиарсенобензола с двойной связью:

Правильную формулу установил лишь в 1950-х отечественный химик М.Я.Крафт. Оказалось, что сальварсан имеет полимерное строение, в котором атомы мышьяка связаны друг с другом в цепочку:

Величина Х в зависимости от способа получения может колебаться от 8 до 40.

Как это бывает, не обошлось и без хулителей. Эрлих был даже вынужден судиться с самым злобным из них, и тот был приговорен к тюремному заключению. В то же время Эрлих получил признание, как в своей стране, так и за рубежом: Пруссия пожаловала ему титул «его превосходительства тайного советника», он был избран почетным доктором университетов в Оксфорде, Чикаго, Афинах, стал почетным гражданином Франкфурта-на-Майне, в котором находится институт его имени; в 1908 ему было присвоено звание Нобелевского лауреата по физиологии и медицине.

Успех Эрлиха инициировал синтез 32 000 мышьякорганических соединений с целью изучения их антибактериального действия. В результате на смену сальварсану пришли другие мышьяковистые препараты, более эффективные и менее токсичные. Некоторые из них в течение многих лет находили применение для лечения сифилиса, сонной болезни и родственных паразитарных заболеваний. Так, в нашей стране производные и аналоги сальварсана (новарсенол, миарсенол, осарсол, трипарсамид и др.) были исключены из Государственного реестра лекарственных средств лишь в 1998. Однако, именно с сальварсана, который использовался в течение нескольких десятилетий, началась современная эра химиотерапии. В настоящее время в медицинской практике используют, в основном, неорганические соединения мышьяка: мышьяковистый ангидрид As₂O₃, арсенит калия KAsO₂, гидроарсенат натрия Na₂HАsO₄7H₂O. Эти вещества (в минимальных дозах) тормозят окислительные процессы в организме, усиливают кроветворение, их назначают внутрь в качестве общеукрепляющего и тонизирующего средства. Те же вещества – как наружное – назначают при некоторых кожных заболеваниях. Именно мышьяк и его соединения придают некоторым минеральным водам целебное действие. Высшая суточная доза таких препаратов – 15 мг. Мышьяковистая кислота входит в состав пасты, которую врач вводит на 1–2 дня в больной, чтобы «убить нерв»; после этого зуб можно безболезненно долечить.

Мышьяк давно и с успехом используется врачами для эффективного лечения некоторых форм лейкемии – ракового заболевания белых кровяных телец. Однако, длительное применение мышьяка нередко становилось результатом развития других форм раковых заболеваний, включая рак предстательной железы, легких, почек, желчного пузыря и носоглотки. Оказалось, что мышьяк препятствует дупликации гена, который, в свою очередь, подавляет активность одного из ключевых ферментов – теломеразы. В результате возникают различные генетические нарушения. Эти нарушения, с одной стороны становятся возможной причиной ракового перерождения здоровых клеток, а с другой – приводят к отмиранию клеток, уже пораженных раком. Дальнейшие изучения механизма воздействия мышьяка на клетки помогут разработать более совершенные методы лечения раковых заболеваний.

Ключевые слова: адамсит, арсин, криминалистика, люизит, отравляющие вещества, питьевая вода, противоядия, реакция Марша, сальварсан, токсикология, сифилис, Эрлих, яды.

Источник