Гдаль Оксенгендлер - Яды и противоядия

• Название: Яды и противоядия
• Автор: Гдаль Оксенгендлер
• Издательство: Наука
• Жанр: Химия
• Год: 1982

В книге на примерах распространенных отравлений рассматриваются сущность и особенности взаимодействия реактивных структур организма, ядов и противоядий. Освещаются пути и характер научного поиска токсикологов, химиков, биохимиков, фармакологов в раскрытии молекулярных механизмов токсических процессов. В связи с расширяющимся внедрением химических веществ в различные сферы человеческой деятельности особое место в книге занимает описание достижений науки и практики в создании эффективных антидотов, характеризуются возможности и перспективы их применения.

---

При объяснении сущности фармакологических эффектов лекарств - производных гидразина - ряд исследователей придают значение непосредственному биохимическому предшественнику серотонина - 5-окситриптофану, содержание которого в мозге увеличивается при лекарственной инактивации меноаминоксидазы. То же самое молено вызвать и такими препаратами, структура которых подобна структуре медиатора. В этом случае осуществляется "обман" фермента, который направляет свою каталитическую активность не на естественный субстрат (медиатор), а на чужеродное вещество. Понятно, что накапливающиеся в синапсах молекулы медиатора будут усиливать поток возбудительных импульсов. Вероятно, таков механизм действия широко известного стимулятора центральной нервной системы - фенамина (рис. 13). Вполне естественно полагать, что для лечения и предупреждения интоксикации лекарствами, угнетающими моноаминоксидазу и другие пиридоксалевые ферменты (например, глутаматдекарбоксилазу), показаны прежде всего пиридоксин и глутаминовая кислота.

рис. 18. Предполагаемый механизм действия фенамина. Слева - схема инактивации молекулы норадреналина моноаминоксидазой в адренергическом синапсе; справа - сходная по строению с норадреналином молекула фенамина инактивируется тем же ферментом; вследствие этого тормозится окислительное дезаминирование медиатора, который накапливается в синапсе и вызывает избыточную функцию адренорецепторов

Когда лекарственные отравления сопровождаются избыточной функцией адренорецепторов, могут стать полезными препараты из группы β-адреноблокаторов (пропранолол, бензодиксин), которые тормозят потребление и снижают накопление норадреналина в синаптических структурах.[202] Однако пока еще нет достаточного числа наблюдений по практическому применению этих веществ при медикаментозных отравлениях.

Глава 8. Обмен веществ, яды и противоядия

Из предыдущих глав можно было видеть, что большинство ядов прямо или опосредованно нарушают функции ферментно-медиаторных систем организма. В свою очередь и противоядия только тогда могут считаться действенными, когда они нормализуют эти нарушения. Иными словами, в той мере, в какой обменные процессы изменяются под влиянием ядов, они могут стать и объектом воздействия противоядий. В этой связи достаточно, например, вспомнить активное вмешательство в обмен веществ таких ядов и антидотов, - как мышьяк и унитиол, - свинец и комплексоны. Ряд ядов и противоядий заслуживает отдельного рассмотрения из-за особенностей их превращений в организме. Если биохимический механизм изменения структуры яда и какого-то другого вещества сходны, то такое вещество при определенных условиях может затормозить или снизить отравляющее действие яда. Это видно на примере метилового спирта - сильного общетоксического яда, который достаточно широко применяется в органическом синтезе и как растворитель. Сходство его органолептических свойств с этиловым спиртом нередко приводит к использованию метилового спирта с целью алкогольного опьянения. Уже в дозе 100-150 мл метиловый спирт вызывает ряд тяжелых расстройств, среди которых особое место занимает слепота. В организме он трансформируется в основном за счет реакций окисления с участием фермента алкогольдегидрогеназы, но некоторую роль играет и конъюгация с глюкуроновой кислотой. Особое значение для понимания механизма действия этого яда играют его метаболиты (продукты биотрансформации): формальдегид и муравьиная кислота. Именно эти вещества, прежде всего муравьиная кислота, а не сам метиловый спирт определяют развитие наиболее грозных симптомов отравления. Оказалось, что биотрансформация этилового (винного) спирта катализируется в основном тем же ферментом, который окисляет и метиловый спирт, т. е. алкогольдегидрогеназой (рис. 19). Таким образом, окисление обоих спиртов в организме идет по конкурентному типу, а этиловый спирт, введенный отравленному метиловым спиртом, увеличивает долю выведения последнего из организма в неизмененном, т. е. практически безопасном, виде и тем самым тормозит токсический процесс. При этом четкий антидотный эффект достигается внутривенными вливаниями 5%-ного раствора этилового спирта и назначением его внутрь в виде 20 %-ного раствора.[203] Любопытно, что лечебное действие известного противоалкогольного препарата антабуса (тетурама) заключается в ингибировании алкогольдегидрогеназы. Этиловый алкоголь, как видно из рис. 19, в процессе превра щений проходит через фазу ацетальдегида, который обычно быстро окисляется в уксусную кислоту. Антабус, блокируя фермент, задерживает эту реакцию, приводя после приема алкоголя к значительному увеличению концентрации ацетальдегида в крови и к появлению комплекса отрицательных вегетативных реакций. В одной из своих работ профессор Ж. И. Абрамова обратила внимание на то, что чем меньше различия в химической структуре обоих комбинирующихся в организме веществ, "тем больше вероятность их общего пути биотранcформации, а следовательно, и возможность конкурентных взаимоотношений по отношению к окислительным и другим энзимам".[204] Основываясь на собственных данных, полученных в опытах па нескольких видах животных, автор указывает на защитный эффект этилового спирта нем отравлении этиленгликолем (двухатомным спортом) и фторэтанолом. Тем самым тормозится окисление этих спиртов в высокотоксичные метаболиты - щавелевую и фторуксусную кислоты.

рис. 19. Биотрансформация метилового и этилового спиртов. НАД - никотинамидадениндинуклеотид, кофермент дегидрогеназы, обеспечивающий перенос водорода при окислительно-восстановительных реакциях

Вмешательство в биохимические процессы обмена ядовитых веществ возможно и с помощью ферментных препаратов заместительного действия. Здесь в первую очередь надо вспомнить те ферменты, ингибирование которых при отравлениях определяет существо механизма действия ядов. Мы уже имели возможность убедиться, что введение в организм отравленного препаратов, включающих каталитически активные компоненты ферментов (моноаминоксидазы, пируватоксидазы), является весьма действенным лечебным приемом. В связи с этим несомненный антидотный интерес представляют препараты, включающие целые молекулы ингибируемых ферментов. Одна из первых попыток в данном направлении связана с холинэстеразой, очищенный препарат которой был предложен еще в 1952 г. шведским ученым Аугустинссоном для борьбы с отравлением ФОС. В 1961 г. в США специалисты одной исследовательской лаборатории пришли к выводу о возможности использования электрических угрей как источника холинэстеразы. Оказалось, что в организме этих рыб содержится весьма большое количество фермента. В 1970 г. сотрудниками Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова (г. Ленинград) был разработан метод получения холинэстеразы из эритроцитов крови быка. Тогда же была налажена технология ее промышленного получения с учетом возможного использования в клинике. Надо, однако, иметь в виду, что, кок и любой другой ферментный белок, холинэстераза слабо проникает в ткани нервной системы, с это, естественно, снижает ее лечебное действие.

Если фермент ускоряет обезвреживание яде, то дополнительное его впадение в организм должно затормозить течение интоксикации. Таким действием, к примеру, обладает роданаза. Было доказано,[205] что на фоне цианидного отравления этот фермент значительно усиливает дезинтоксикационное роданообразование тиосульфатом натрия и другими донаторами серы.

Иное использование ферментов при интоксикациях связано с их способностью вступать в конкурентные отношения с той или иной биоструктурой за связь с ядом или же непосредственно взаимодействовать с его молекулами. Тем самым ферментный препарат как бы принимает удар на себя. Данный механизм защитного действия можно видеть на примере использования протеолитических, т. е. расщепляющих белки, ферментов - химотрипсина и трипсина - при отравлениях ФОС. Установлено, что эти ферменты очень чувствительны к фосфорорганическим ингибиторам и вступают с ними, подобно холинэстеразе, в реакцию фосфорилирования.[206] Несомненный интерес в связи с этим представляют результаты экспериментального исследования, показавшего, что панкреатин (препарат, содержащий трипсин и амилазу, - пищеварительные ферменты поджелудочной железы) обладает выраженными антидотными свойствами по отношению к ряду высокотоксичных ФОС (октаметилу, хлорофосу и др.).[207] На основании этих данных таблетки панкреатина по 0,2-0,5 г и аэрозоли трипсина предлагается использовать в качестве специфического средства профилактики профессиональных отравлений ФОС. Наряду с другими антидотами некоторые авторы рекомендуют применять их также и при появлении признаков интоксикации.