4 курс / Общая токсикология (доп.) / Судебно_медицинская_экспертиза_отравлений_антихолинэстеразными_веществами

азота в четвертичный приводит к резкому изменению центрального действия, в частности исчезновению цент­ рального стимулирующего эффекта, свойственного само­ му эзерину .

При исследованиях, проведенных И. В. Семеновым и Н. К- Фруентовым (1956, 1957), было установлено, что при метилсульфометилировании изомеркаптофоса его антихолинэстеразное действие in vitro усиливается в де­ сятки раз.

Так же сильно возрастает и периферическое фармако­ логическое действие (способность вызывать бронхоспазм): у метилсульфометилата антихолинэстеразные свойства оказались приблизительно в 21 раз сильнее, чем у исходного вещества, а способность вызывать бронхоспазм возросла в 25 раз.

Отравление препаратами Гд-7 и Гд-42. На примере метилсульфометилирования изомеркаптофоса мы показа­ ли, что оно приводит к увеличению его токсичности в 118

119

раз, причем значительно ослабляется его действие на холинэстеразу центральной нервной системы.

В связи с этим нам представлялось целесообразным проверить указанные закономерности на других серусодержащих ФОС. По нашей просьбе в лаборатории, руко­ водимой М. И. Кабачником, Института элементоорганических соединений (дир.— акад. А. Н. Несмеянов) Н. Н. Годовиковым были синтезированы новые серусодержащие фосфорорганические соединения: Гд-7 (содержа­ щий незаряженную двухвалентную серу) и его метилсульфометилат — Гд-42 (содержащий положительно заряжен­ ную трехковалентную серу).

Препарат Гд-7 — маслянистая, бесцветная прозрач­ ная жидкость с сильным запахом, свойственным всем про­ изводным тиофосфорных и тиофосфиновых кислот. Тем­ пература кипения 117—118° (при 3 мм рт. ст.). Удельный вес при 20° 1,13. Фармакологически ранее не изучался. По данным Д. М. Пайкина и др. (1957), по токсичности для насекомых близок к тиофосу.

Препарат Гд-42 — сиропообразная бесцветная жид­ кость, хорошо растворимая в воде; фармакологически также впервые изучался в лаборатории, руководимой М. Я. Михельсоном. И. В. Семенов и Н. К- Фруентов (1958) изучили сравнительную силу тормозящего дейст­ вия этих препаратов на истинную холинэстеразу и дейст­ вие на периферические синапсы, оцениваемые по спо­ собности вызывать спазм бронхов. Они показали, что при метилсульфометилировании препарата Гд-7 происходит более выраженное усиление антихолинэстеразного дейст­ вия и способности вызывать спазм бронхов: антихолин-

120

эстеразное действие возрастает приблизительно в 650 000 раз, а способность вызывать бронхоспазм — в 200 раз.

Мы поставили перед собой задачу изучить влияние перевода серы в молекуле фосфорорганического вещества из двухвалентной в трехвалентную, несущую положитель­ ный заряд, на соотношение антихолинэстеразного дейст­ вия в головном мозгу и мышцах организма (Я. С. Смусин, 1958). Соотношение степеней торможения холинэстеразы в центральной нервной си­ стеме и в периферических тканях дает возможность судить о распределении изучавшихся антихолинэстеразных веществ в ор­ ганизме.

В опытах на белых мышах была установлена средняя смертельная до­

тилсульфометилата (Гд42) — 0,023 мг/кг веса, т. е. метилсульфометилирование усиливает токсич­ ность исходного вещества в 23 раза.

Степень торможения активности холинэстеразы сравнивалась при дейст­ вии равноэффектных доз обоих веществ (ДЛ50 и Vio ДЛ5о). Результаты, по­ лученные по определению активности холинэстеразы

истепени ее угнетения при отравлении препара­ тами Гд-7 и Гд-42 в дозе ДЛ5о, приведены в табл. 21

ина рис. 28.

121

При действии препарата Гд-7 отмечается значительное угнетение активности холинэстеразы мозга и мышц. При этом холинэстераза мозга угнеталась сильнее (в 4,1 раза), чем холинэстераза мышц (в 3,1 раза). В результате тако­ го неравномерного угнетения холинэстераза мозга оказа­ лась только в 5 раз активнее холинэстеразы мышц, в то время как в контроле активность холинэстеразы мозга в 6,4 раза больше, чем в мышцах. При действии препара­ та Гд-42, наоборот, холинэстераза мозга не угнеталась, а холинэстераза мышц угнеталась в 3 раза. У животных,

122

отравленных препаратом Гд-42, холинэстеразная актив­ ность мозга в 13,2 раза превышает активность мышц.

Отсюда видно, что при отравлении белых мышей пре­ паратом Гд-7 активность холинзстеразы головного мозга и мышечной ткани угнетена приблизительно одинаково (соответственно на 79,7 и 74,5%). При отравлении метилатом препарата Гд-7 (препарат Гд-42) активность холин­ зстеразы головного мозга совсем не угнеталась, а наблю­ далось лишь снижение активности холинзстеразы мышеч­ ной ткани (на 48,9%). Тоже подтвердилось и при гистохимическом исследовании. Таким образом, на приме­ ре новой пары соединений подтвердилась та же закономер­ ность, которую мы отмечали при изучении изомеркаптофоса и его метилсульфометилата. Сопоставление степени торможения веществами холинзстеразы в мозгу и в мыш­ цах дает возможность судить об их распределении в орга­ низме. Тот факт, что препарат Гд-7 в одинаковой степени угнетает холинэстеразу мозга и холинэстеразу мышц, свидетельствует о равномерном распределении его в орга­ низме. Метилирование препарата Гд-7 (появление поло­ жительного заряда на сере) сопровождается некоторым снижением активности холинзстеразы только мышечной ткани. Холинэстераза мозга полностью сохранила свою активность. Отсюда следует, что полная ионизация пре­ пятствует проникновению вещества через гемато-энцефа- лический барьер из крови в мозг и несколько снижает его действие на холинэстеразу периферических тканей, в частности мышечной. Более того, препарат Гд-42 ока­ зывается во много раз более токсичнее, чем препарат Гд-7 (ДЛ50 в 23 раза меньше ДЛ5о препарата Гд-7).

Менее четкие результаты получаются при действии препаратов в дозах '/io ДЛбоЭто, вероятно, связано с тем, что при таких дозах торможение было вообще сла­ бо выражено, что затрудняет точное количественное со­ поставление.

Наши данные по изучению степени угнетения активно­ сти холинзстеразы головного мозга и мышечной ткани белых мышей были подтверждены опытами, проведенны­ ми Л. Г. Магазаником (1959) по определению степени угнетения холинзстеразы в различных отделах мозга и в периферических тканях кошек при введении им мини­ мальных бронхоспастических доз препаратов Гд-7 и Гд-42. Оказалось, что, препарат Гд-7 почти нацело тормозит ак-

1.23

тивность холинэстеразы мозга, мышцы и крови. Препа­ рат Гд-42 вызвал резкое угнетение холинэстеразы в пе­ риферических тканях (мышца, кровь), но в то же время почти не изменилась активность холинэстеразы различ­ ных отделов мозга. Учитывая высокую активность препа­ рата Гд-42 в опытах in vitro, Л. Г. Магазаник полностью относит полученные им данные за счет особенностей рас­ пределения препарата в организме.

Аналогичные факты были получены Koelle, Steiner (1956) при изучении другой пары фосфорорганических соединений.

Э.В. Зеймаль и М. Я- Михельсон (1961), работая

спрепаратом Гд-42, показали, что при введении кошке внутривенно одной смертельной дозы препарата холин-

эстераза мозга оказывается совсем не угнетенной. Но если ввести стократную смертельную дозу, то отмечается зна­ чительное угнетение.

В разных отделах мозга угнетение весьма различно: например, в коре на 95%, а в хвостатом ядре всего на 25%. Из этого факта нельзя делать вывод, что гематоэнцефалический барьер для Гд-42 лучше выражен в обла­ сти хвостатого ядра и слабее в области коры головного мозга, так как степень угнетения активности холинэсте­ разы при данной концентрации ФОС зависит от исходной активности холинэстеразы: степень торможения холин­ эстеразы тем больше, чем меньше исходная активность холинэстеразы. Авторы показали, что фактические кон­ центрации препарата Гд-42 в разных отделах мозга прак­ тически остаются одинаковыми. Отсюда следует, что существенной разницы в проницаемости гемато-энцефа- лического барьера различных отделов мозга для сульфониевого ФОС Гд-42 не отмечается.

Отравление октаметилом. Одним из производных пирофосфорной кислоты является октаметил (октаметилтетраамидпирофосфат).

Молекулярный вес 286,24

Октаметил представляет собой жидкость без цвета

124

и почти без запаха. Водные растворы октаметила устой­ чивы к гидролизу. Удельный вес октаметила 1,399. Тем­ пература кипения 135—136° (при 1,5 мм рт. ст.). Октаметил смешивается во всех отношениях с водой и с боль­ шинством органических растворителей. За границей октаметил известен под названиями: ОМПА, пестокс-3, шрадан.

В настоящее время промышленность выпускает тех­ нический препарат, представляющий густую масляни­ стую жидкость темно-коричневого цвета со слабым запа­ хом. Применяется в виде водных растворов (0,1—0,25%).

Du Bois, Doull и Coon (1950) установили, что октаме­ тил не обладает заметным антихолинэстеразным дейст­ вием, но в организме под влиянием фермента, содержа­ щегося в печени, превращается в сильный ингибитор холинэстеразы. Другой отличительной чертой ОМПА яв­ ляется его неспособность проникать из крови в мозг (Frawley, Hagan, Fitzhugh, 1952). Поэтому его холинергическое действие ограничено периферическими тканями. Симптомов перевозбуждения холинергических структур центральной нервной системы при отравлениях октаметилом не бывает. Du Bois, Doill и Coon (1950) установили также, что активация октаметила происходит в процессе его окисления. Активация октаметила воспроизводится не только тканью печени, но и перманганатом калия (в молекуле октаметила аминогруппы переходят в амидооксидные) и хлором. Образующийся в результате окис­ ления N-оксид обладает высокой антихолинэстеразной активностью.

Подобной активации печенью подвергаются также тиофос, метафос и меркаптофос (систокс). Триортокрезилфосфат также активируется в организме, это проис­ ходит в результате его изомеризации.

Октаметил в настоящее время находит все более широкое применение в СССР в качестве инсектицида (Н. Н. Мельников, 1953; Т. Е. Изотова и др., 1957; Е. А. Покровский и П. И. Митрофанов, 1955; П. И. Мит­ рофанов, 1956; Ю. С. Каган, 1963). Он токсичен для тепло­ кровных животных и человека. Действие на теплокров­ ных животных связывают с антихолинэстеразными свой­ ствами продукта превращения октаметила в организме (N-оксида). Опасность отравления октаметилом людей и сельскохозяйственных животных при использовании

125

его в качестве инсектицида требует изучения токсиколо­ гических свойств препарата, выяснения гигиенических условий труда, разработки соответствующих гигиениче­ ских норм (Т. Е. Изотова и др., 1955; В. С. Бурый, 1957; М. Е. Мачабели и др., 1957, и др.).

Октаметил способен проникать в организм через ды­ хательные пути, пищеварительный тракт, кожу и слизи­ стые. Картина интоксикации характеризуется резким возбуждением холинергических структур (саливация, по­ вышение возбудимости желудочно-кишечного тракта, су­ дороги, фибриллярные подергивания мышц, расстройст­ ва координации движения) (В. С. Бурый, 1957).

Приводим данные по токсичности октаметила для раз­ личных животных (табл. 22).

В. С. Бурый (1957) указывает, что абсолютной смер­ тельной дозой химически чистого октаметила для крыс (самцов) при пероральном введении является доза 8— 10 мг/кг. В. Д. Мдинарадзе (1957) приводит данные по токсичности октаметила для белых крыс и мышей: при пероральном введении ДЛ50 для белых крыс составляет 8—10 мг/кг, для белых мышей— 19 мг/кг; ДЛюо для бе­ лых крыс — 10 мг/кг, для белых мышей — 24 мг/кг.

И. Д. Неклесова и М. А. Кудрина (1956) при изучении токсикологических свойств октаметила в опытах на раз­ личных животных обратили внимание на замедленное и длительное проявление отравления. Авторы, изучая влияние октаметила на кровяное давление и дыхание, наблюдали, что при введении октаметила в дозе 30— 100 мг/кг внутривенно кошкам и собакам наступала

126

смерть животных от остановки дыхания (сердце «пере­ живало» дыхание па 3 минуты).

Медицинская литература об октаметиле к настояще­ му времени весьма обширна.

В опытах И. В. Семенова (1958) октаметил в дозе 30 мг/кг приводил к развитию спазма бронхов на 50% через 1'/2 часа после внутривенного введения препарата. И. В. Семенову в опытах по методу Концетт—Ресслера— Турпаева удалось проследить при длительном наблюде­ нии постепенное нарастание бронхоспастического дейст­ вия октаметила. Автор объясняет это прогрессирующим угнетением холинэстеразы в организме подопытного жи­ вотного. В этих же опытах in vitro октаметил совсем не угнетал холинэстеразу.

В опытах на животных В. Д. Мдинарадзе (1959) наб­ людал миоз, слюнотечение, брадикардию, повышение возбудимости, фибриллярное подергивание мышц, тре­ мор, расстройства координации движений, судороги, из­ менения в содержании сахара в крови, нарушения условнорефлекторной деятельности, лейкоцитоз. На секции животных, погибших от отравления октаметилом, отме­ чали резкое полнокровие внутренних органов, расшире­ ние крупных и мелких сосудов, кровоизлияния, в печени и почках — дистрофические изменения, в головном моз­ гу — выраженный клеточный отек.

Ю. С. Каган и В. С. Бурый (1956) у людей с острым отравлением октаметилом после скрытого периода наб­ людали брадикардию, иногда миоз, потоотделение, сон­ ливость, стойкий красный дермографизм, местно — дер­ матиты, конъюнктивиты. При хронических отравлениях отмечаются головная боль, вялость, потеря аппетита, тошнота, похудание, брадикардия, артериальная гипото­ ния, удлинение времени красного дермографизма (И. Я. Сосновик, 1959).

При изучении действия октаметила на активность хо­ линэстеразы мы были вынуждены использовать техниче­ ский препарат (из-за отсутствия чистого препарата). Мы отдавали себе отчет в том, что имеющиеся примеси в тех­ ническом препарате могут до некоторой степени извратить специфическое действие октаметила. Однако мы учитыва­ ли, что встречающиеся отравления человека и сельскохо­ зяйственных животных вызываются преимущественно техническими препаратами октаметила, которые выраба-

127

тываются нашей промышленностью и нашли широкое применение в сельском хозяйстве в качестве инсекти­ цидов.

Исследования мы проводили на кошках. Октаметил вводили внутримышечно в дозе 60 мг/кг (Я. С. Смусин, 1963).

Первые клинические явления отравления обычно от­ мечались через l'/г часа после введения препарата в виде неустойчивости походки, резкой саливации, мочеот­ деления, дефекации, бокового положения. Затем присое­ динялись фибриллярные подергивания, выпячивание глаз­ ных яблок, слезотечение, паралич задних конечностей. Гибель животных, как правило, наступала через 12— 24 часа после введения препарата.

В качестве контроля служили кошки, обездвиженные дитилином (1 мг/кг) и забитые кровопусканием.

Методом Хестрина исследовали активность холинэстеразы крови, сыворотки, миокарда, мышечной ткани, лег­ ких, печени, коры головного мозга, хвостатого ядра, среднего мозга, мозжечка, продолговатого и спинного мозга. Полученные результаты приведены в табл. 23 и на рис. 29.

Наши исследования показали, что при отравлении кошек октаметилом происходит значительное угнетение активности холинэстеразы крови, сыворотки и перифери­ ческих органов и тканей — на 62,7—79,3% от исходного. Угнетение активности холинэстеразы тканей центральной нервной системы выражено значительно слабее: от 11,5% (хвостатое ядро) до 53,7% (мозжечок), но обычно — в пределах 30—50% от исходного. Таким образом, окта­ метил, введенный в организм животного, лишь через оп­ ределенный Скрытый период проявляет токсическое дей­ ствие. Октаметил является сильным ингибитором хо­ линэстеразы, оказывая антихолинэстеразное действие преимущественно на периферические ткани.

В силу своих физико-химических свойств октаметил плохо проникает в клетки мозга и не вызывает централь­ ных эффектов, столь характерных для большинства ФОС (С. Н. Голиков и В. И. Розенгарт, 1960, 1964), в частно­ сти судорог и других симптомов действия яда на централь­ ную нервную систему (Du Bois, Doull и Coon, 1950).

Наблюдаемое в наших опытах также угнетение холин­ эстеразы тканей центральной нервной системы (в сред-

128