Курсовая работа: Химико-токсикологический анализ

Объекты химико-токсикологического анализа чрезвычайно разнообразны. Это кровь, моча, рвотные массы, экскременты, внутренние органы трупов людей и животных, волосы, ногти, остатки пищевых продуктов и напитков, фураж, остатки лекар­ственных веществ, пестициды, средства дератизации и бытовой химии, посуда, предметы домашнего обихода, одежда, вода, земля и т. д. Особую трудность для исследования представляют биологиче­ские объекты животного происхождения (внутренние органы трупа, кровь, моча и т. п.).

В большинстве случаев объекты исследования направляют на химико-токсикологический анализ в связи с отравлением или подозрением на отравление с постановкой основного вопроса к химику: содержатся ли те или иные ядовитые или сильнодей­ствующие вещества в доставленном на анализ материале и, если содержатся, то в каких количествах? Могли ли найденные при анализе химические вещества причинить отравление?

В химико-токсикологических лабораториях центров по ле­чению отравлений обычными объектами являются кровь, моча, рвотные массы, промывные воды желудка, иногда экскре­менты. Основная задача исследования в этих случаях — возможность обнаружения и определения химических веществ, вызвав­ших отравление. Результаты химико-токсикологического ана­лиза используются врачами для уточнения диагноза и оказания быстрой и эффективной помощи, для наблюдения за ходом лечения интоксикации и выведением яда и для других целей. Вместе с мочой, рвотными массами и другими объектами на химико-токсикологический анализ могут поступать остатки раз­личных лекарственных препаратов, химических веществ, содер­жимого домашней посуды, пищевых продуктов, части растений и т.п.При химико-токсикологическом исследовании остатков лекарственных препаратов ставятся и решаются вопросы о содержании в них ядовитых веществ, подлинности этих препаратов, о ко­личестве действующих веществ в них и т. п.

При исследовании частей растений в большинстве случаев решаются вопросы о возможной принадлежности этих частей к ядовитым растениям, о том, какие химические вещества в них содержатся, какие признаки отравления они могут вызвать и т. д. Вопросы, связанные с исследованием частей растений, часто решаются химиком совместно с фармакогностом или даже направляются фармакогносту на специальное исследование.

При анализе остатков пищевых продуктов и напитков в боль­шинстве случаев основным является вопрос о том, не содержит ли этот продукт введенных в него ядовитых химических веществ (соединения мышьяка, ртути, фториды и т. п.). Посуда может быть объектом химико-токсикологического исследования при подозрении на отравление через нее. В этих случаях может ста­виться вопрос о возможности извлечения из посуды (луженая, эмалированная, кадмированная и др.) в процессе приготовления или содержания в ней пищи химических веществ, которые могли вредно отразиться на состоянии здоровья человека (свинец, сурьма, кадмий и др.).

Объектами исследования могут оказаться одежда и белье. Эти объекты поступают на химико-токсикологический анализ при подозрениях на обливание (с преступной целью) кислотой, например серной, при наличии на белье или одежде пятен, подо­зрительных на остатки каких-либо химических веществ (краси­тели, пикриновая кислота, нитрат серебра и др.) или рвотных масс. Иногда на химико-токсикологический анализ направляется вода с подозрением на наличие в ней различных химических соединений, которые могли причинить вред здоровью при ее использо­вании для питья или привести к гибели рыбы в водоеме.

Воздух, содержащий те или иные ядовитые химические веще­ства (сероводород, формальдегид, бром, окись углерода и др.), также может быть объектом химико-токсикологического анали­за. Исследование воздуха промышленных предприятий на при­сутствие ядовитых или вредных для здоровья веществ и их ко­личественное определение в настоящее время выросло в особую область — промышленно-санитарную химию, получившую в на­шей стране особенно мощное развитие. Тем не менее, токсиколо­гическая химия и промышленно-санитарная химия не потеряли связи между собой, они являются частями одной и той же дис­циплины и имеют много общего в методах исследования. В от­дельных случаях при нарушении правил техники безопасности или охраны труда вопросы о необходимости исследования воз­духа промышленных предприятий (а также шахт, колодцев, ем­костей) могут быть поставлены и перед химиком, работающим в области токсикологической (судебной) химии. Провизоры как лица, имеющие химическую и биологическую подготовку, успешно развивают промышленно-санитарную химию.

Перечислить все объекты и все вопросы, возникающие перед практическими работниками в области токсикологической хи­мии, не представляется возможным. Иногда их трудно даже предвидеть.

Помимо решения перечисленных выше чисто практических задач, большое место в токсикологической химии принадлежит разработке и усовершенствованию химических, физико-хими­ческих и некоторых физических методов изолирования из раз­ных биологических объектов, очистки, качественного обнаруже­ния и количественного определения различных химических ве­ществ и соединений, на которые токсикология указывает как на яды, а фармакология как на лекарства.

Изучение метаболизма и биотрансформации ядовитых и ле­карственных веществ в организме и трупе и методов химическо­го доказательства продуктов превращения приобретает все больший интерес и значение. В связи с расширяющимися иссле­дованиями метаболизма ядовитых и особенно лекарственных веществ перед провизорами, посвятившими свою деятельность токсикологической химии, неизбежно встанут вопросы о разра­ботке методов синтеза химических веществ, встречающихся в качестве метаболитов, и дальнейших путей их анализа.

Важное значение не только для токсикологической химии, но и для ряда смежных с нею дисциплин приобретает изучение распределения отдельных ядовитых, сильнодействующих и ле­карственных веществ в различных органах и системах, сохра­няемости их в живом организме и в трупе, возможности обнару­жения и определения одних веществ в присутствии других, ча­сто сопутствующих им, и многие другие вопросы, без решения которых невозможно дальнейшее развитие токсикологической химии и химико-токсикологического анализа.

В данной работе будут даны определения понятиям «яд» и «отравление», рассмотрены предварительные испытания на присутствие ядовитых веществ, методы выделения ядовитых веществ, тактика врача при отравлении, а также приведены примеры основных противоядий.

2.1. ПОНЯТИЯ «ЯД», «ОТРАВЛЕНИЕ»

Из сравнительно большого многообразия вопросов, разрешае­мых химико-токсикологическим анализом, особенно часто ста­вится и решается один: о наличии в объекте исследования (с по­следующим количественным определением) химического веще­ства или соединения, которое токсикология рассматривает как «яд».

В токсикологии ядом, или ядовитым веществом, условно называют такое химическое соеди­нение, которое, будучи введено в организм в малых количествах и действуя на него хи­мически или физико-химически при опреде­ленных условиях, способно привести к болезни или смерти.

Под отравлением, или интоксикацией, разу­меют нарушение функций организма под влия­нием ядовитого вещества, что может закон­читься расстройством здоровья или даже смертью.

Понятие «яд», принятое условно в токсикологии, уже, чем это же понятие в общей биологии. Хорошо известно, что ядо­витые вещества могут не только вводиться в организм человека (животного, растения), но и образовываться или накапливаться (Hg, As, Сu и др.) в нем в процессе жизнедеятельности, при не­которых заболеваниях и состояниях (инфекция, нарушение об­мена, неполноценное питание и др.). Организм человека, напри­мер, постоянно вырабатывает гормоны, которые в больших ко­личествах действуют как яды. Наоборот, многие ядовитые ве­щества (соединения мышьяка и ртути, алкалоиды, барбитураты и др.) в малых дозах вводятся в организм в качестве лекарств.

Абсолютных ядов, т. е. химических веществ, способных приво­дить к отравлению в любых условиях, в природе не существует. Химическое вещество становится ядом лишь при определенных условиях. Эти условия разнообразны: ядовитое действие химических ве­ществ связано, прежде всего, с их количеством (дозой), затем с физическими и химическими свойствами, с условиями приме­нения, состоянием организма (возраст, состояние здоровья и др.). Так, в зависимости от дозы одно и то же химическое вещество может быть и ядом, и лекарством. Стрихнин, атропин, морфин, соединения мышьяка, ртути и др. хорошо известны как лекарства. В токсикологии, соответственно и в токсикологиче­ской химии, эти вещества входят в группу «ядовитых» веществ, вопросы об исследовании на которые часто ставятся перед хими­ком.

Физические и химические свойства вещества также оказывают влияние на проявления токсических свойств. Например, сульфат бария при приеме внутрь не ядовит, так как нерастворим в воде и соляной кислоте желудка, а хлорид бария или другая раство­римая соль бария при приеме внутрь ядовита; при введении в желудок двухлористая ртуть (сулема) ядовита, однохлористая — не ядовита, так как не растворяется в жидкостях орга­низма. При введении в организм имеют значение другие веще­ства, вместе с которыми вводится яд в организм. При этом действие одних ядов в присутствии других веществ может уси­ливаться (барбитураты и алкоголь) — проявляется синергизм, а других ядов — ослабляться (кислота и щелочь) — проявляет­ся антагонизм.

В задачу химика входит лишь обнаружение и определение ядовитого вещества в том или ином объекте исследования с при­менением химических, физико-химических, иногда физических и биохимических методов анализа. Решение этой задачи не всегда легко осуществимо. Трудности обнаружения и определения ядовитых веществ в объектах иссле­дования, особенно объектах животного происхождения, в значи­тельной степени обусловлены поведением химических веществ в организме и трупе.

Введенное в организм ядовитое вещество распределяется часто неравномерно: одни из веществ попадают главным образом в кровь, другие распре­деляются по другим органам и тканям.

Организм тем или иным способом борется с введенным ядови­тым веществом; последнее выводится из организма, например, с рвотными массами, мочой, экскрементами и т. п.

Многие химические вещества вступают во взаимодействие с различными жидкостями и тканями организма (соединения металлов с белками образуют альбуминаты, алкалоиды — комп­лексные соли и т. п.); химические вещества органической природы подвергаются в организме многочисленным превра­щениям (метаболизм), протекающим по 4 основным типам: окисление, восстановление, гидролиз и синтез с отдельными био­химическими компонентами организма (с глюкуроновой кисло­той, с остатком серной кислоты). При этом количество превра­щений, протекающих по 3 первым типам, очень велико, по 4-му типу — ограничено; большинство веществ подвергается превра­щениям в организме в две фазы. В первой фазе протекают реак­ции окисления, восстановления и гидролиза, а во второй — син­теза. Для некоторых веществ характерной является лишь одна фаза. Примером может служить метаболизм этилового спирта до ацетальдегида, уксусной кислоты и углекислоты. В процессе метаболизма в подавляющем большинстве случаев образуются менее токсичные вещества, а в отдельных случаях, наоборот, менее токсичные вещества переходят в более токсичные (напри­мер, тиопентал превращается в этаминал).

Из сказанного становится понятным, почему специалист, про­водящий химико-токсикологический анализ биологического ма­териала, в заключении своего исследования никогда не может утверждать об отсутствии того или иного ядовитого вещества в объекте исследования. У него есть возможность говорить лишь об обнаружении или необнаружении искомого вещества в до­ставленном ему материале, а в случае обнаружения и о коли­честве найденного соединения.

При этом химик обязательно должен учитывать методы (раз­решающие возможности методов) изолирования, очистки, обна­ружения и определения вещества и свойства исследуемых ве­ществ. Заключение о том, является ли найденное вещество ядом или не является, делается не химиком, а врачом, в том числе и судебно-медицинским экспертом, судебно-следственными органами (при судебно-химическом исследовании), и даже комиссией различных специалистов с учетом не только резуль­татов химико-токсикологического анализа, но и ряда других ма­териалов: обстоятельства дела, клиническая картина, история болезни, акт судебно-медицинского исследования трупа и т. д.

И действительно, исходя из природы химических веществ и учитывая возможности химических методов, нетрудно предста­вить, что отрицательный результат судебно-химического иссле­дования биологических объектов не всегда будет свидетельство­вать об отсутствии в объекте исследования ядовитых веществ. При помощи судебно-химического исследования в биологиче­ском материале обнаруживаются лишь следы остатков ядовито­го вещества, введенного в организм. Часть введенного вещества могла распределиться по всем органам, часть оказалась выве­денной из организма, например, с мочой, рвотой, экскрементами. Какое-то количество вещества могло быть разрушено, подверг­нуто превращениям или вступило во взаимодействие с различ­ными компонентами организма. Наконец, часть вещества может оказаться необнаруженной в связи с недостаточно чувствитель­ными реакциями, применяемыми при том или ином методе ис­следования. Многие вещества до настоящего времени еще и не обнаруживаются химическими методами, например, бактерийные токсины и ряд других органических химических соединений.

Даже если анализ показал присутствие какого-либо ядовитого вещества, это не всегда может служить доказательством введе­ния его в организм с целью отравления, так как вещество могло попасть в организм и не в качестве яда, а в виде лекарства (мышьяк, морфин, стрихнин и др.), могло быть внесено в объект исследования (например, мышьяк из земли кладбища при иссле­довании органов эксгумированного трупа). Наконец, при исполь­зовании особенно чувствительных методов судебно-химическим исследованием могут быть обнаружены вещества, являющиеся продуктами белкового распада или находящиеся в объек­те исследования в качестве естественно содержащихся элементов (цинк, марганец и др.). В силу всего этого производство химико-токсикологических и особенно судебно-химических исследова­ний, главным образом биологического материала, требует серь­езной теоретической и практической подготовки специалиста в области токсикологической (судебной) химии, с одной стороны, и знания границ этого вида исследований врачами, органами дознания, следствия и суда - с другой.

2.2. План исследования

План судебнохимического исследования, прежде всего, вытекает из тех вопросов, какие ставят химику-эксперту соответствующие органы, препровождая объект. Эти вопросы определяют чем будет данное исследование: 1) открытием ядовитых и вредных веществ при различного рода отравлениях: криминальных, санитарных, профессиональных, для нахождения причины смерти или повреждения здоровья, а также для предупреждения возможности их (токсикологический анализ); 2) открытием фальсификации, подделки тех или других предметов и пр.; 3) определением подлинности тех или других объектов: врачебных средств, косметических товаров, чернил и пр.