Mérgező anyagok kémiája

A toxikológia a mérgekkel (toxin = méreg) és mérgezésekkel foglalkozó igen szerteágazó tudomány, számtalan vegyi- környezetbiztonsági-, katasztrófavédelmi és egészségügyi vonatkozással. A kémiai toxikológia a mérgek kimutatásával, az orvosi toxikológia a mérgek hatásmechanizmusával, a mérgezések kórlefolyásával foglalkozik. Ez a munka orvosi szempontból kívánja feldolgozni a mérgező anyagok és mérgezések problémakörét, különös hangsúlyt fektetve a mérgek biológiai hatásaira, a mérgezések tünettanára és nem utolsó sorban a sürgősségi toxikológiai ellátás praktikus lépéseire.

A MÉRGEK FOGALMA, TULAJDONSÁGAI ÉS BIOLÓGIAI HATÁSAI

Méregnek nevezzük azokat a vegyi anyagokat, melyek már

csekély mennyiségben a szervezetbe kerülve fizikai és/vagy kémiai hatásaikkal részben vagy teljesen, átmenetileg vagy visszafordíthatatlanul megváltoztatják annak élettani működését. Mindazonáltal alig van olyan anyag, mely bizonyos mennyiségben bejutva a szervezetbe ne bontaná meg annak egyensúlyát. Egy adott határon túl a szervezet építőelemei akár a víz vagy a konyhasó is mérgezővé válnak.

A mérgezést meghatározó tényezők

Akut mérgezés, Krónikus mérgezés

A MÉREG TULAJDONSÁGAI

-az anyag fiziko-kémiai tulajdonságai -lehetséges kémiai reakciók -dózis -expozíciós idő -meteorológiai feltételek (szél, hőmérséklet, páratartalom)

A MÉRGEZEZETT TULAJDONSÁGAI

-genetikai tényezők -nem, kor, testsúly, anyagcsere faktorok -légzési paraméterek -védekező mechanizmusok -korábbi szív- és májbetegség, dohányzás

Az anyagok toxicitás alapján történő besorolása

LD50

rendkívül mérgező igen mérgező mérsékelten mérgező enyhén mérgező viszonylag nem mérgező gyakorlatilag ártalmatlan

halálos adag szájon át

1 mg/kg néhány csepp, morzsányi 1-50 mg/kg 1 kávéskanál, késhegynyi 50-500 mg/kg kupicányi, diónyi 0,5-5 g/kg vizespohárnyi 5-15 g/kg 0,5-1 liter 15 g/kg 1 liter felett LD50 az átlagos halálos dózis (letális dózis)

Mérgek felosztása I.

1. Hatásspektrum alapján – szelektív mérgek (csak egyes fajokra mérgezőek) -széles spektrumú mérgek (több élő szervezetre is hatnak) 2. Eredet alapján - növényi - állati - ásványi - szintetikus mérgek 3. Behatolási kapu alapján - bőrmérgek - tápcsatorna mérgek - belélegzett mérgek 4. Támadáspont alapján – általános sejtmérgek (minden sejtet támadnak) - vérmérgek (oxigén szállítást gátolják) - maróanyagok (szövetroncsoló hatásúak) - enzim-mérgek (enzim-bénítás útján hatnak)

Mérgek felosztása II.

5. Hatásmód alapján – fokozatosan ható anyagok (lépcsőzetes válasz) -„minden vagy semmi” hatás, egy küszöbdózis alatt nincs válasz, felette maximális toxikológiai hatás lép fel 6. A károsítás módja alapján: - fizikai (savak, lúgok, szerves oldószerek) - kémiai (specifikus kémiai reakció) - biokémiai (a méreg valamely enzimmel reagál) - fiziológiai (idegsvezetést megzavaró mérgek) 7. Hatásmechanizmus alapján: - összeadódó /szummációs/ hatású anyagok - kumulatív hatásúak (raktározódnak, egy bizonyos küszöb felett toxikus hatás jön létre) - koncentrációs hatásúak (kiürülő anyagok, nem halmozódnak fel, rövid hatásúak, nek kumulálódnak) 8. A sürgősségi ellátás (oxyologia) által használt gyakorlati felosztás, amely a békeidőben előforduló mérgezések cca. 95%-át lefedi.

- gázmérgezések - ipari oldószer mérgezések - maró mérgezések - növényvédő-szer mérgezések - gyógyszermérgezések - egyéb mérgezések

A mérgezés tünetei és diagnózisa

Ajak, nyelv, garat:

-duzzadás, felmaródás lúgok, savak, nehézfémsók -fekete pörkök: jégecet vagy tömény kénsav -sárga pörkök: salétromsav, pikrinsav -narancssárga felmaródás: krómsav, kalium-bikromát -sötétbarna felmaródás: kálium-permanganát, elemi bróm és jód -sárgásbarna pörkösödés: salétromsav

Fogíny elszíneződés:

-lilásfekete: arzén vagy antimon -kékesfekete: ólom-, higanymérgezés -fekete: bizmut -sárga: kadmium (a fogzománc is megsárgul!) -kékesfekete + szájnyálkahártya gyulladás: higanymérgezésben

A hányadék színe:

-kékeszöld: rézsók -barna: bróm, jód, hipermangán -kávéaljszerű: savmérgezés -véres-barnás: lúgmérgezés -véres: nehézfémsók, fluoridok

A mérgezés tünetei és diagnózisa

A bőr színének elváltozásai:

-sápadt: kokain, nikotin, opiátok -kipirult: atropin, nikotinsav, szkopolamin, nitroglicerin -élénkpiros: cián, szénmonoxid -sárga: pikrinsav -sárgaság: májmérgek (arzén, foszfor, széntetraklorid) -szederjes: nitrózus gázok, opiátok, széndioxid

A bőrfelszín jellegzetességei

-száraz: atropin, muszkaridin, szkopolamin -nyirkos: kolinészteráz gátlók, muszkarin, nikotin, opiátok -bő verejték: aconitin, muszkarin -csalánkiütés: atropin, kinin, allergia -hólyag: szénmonoxid, hólyaghúzók (Lewisit, mustárgáz) -fekély: maró anyag, elemi bróm és jód, fluorhidrogén -többszörös bőrvérzés: benzol, foszfor, széntetraklorid

A lehelet szaga:

-fokhagymaszag: arzén, foszfor, tellur mérgezés -acetonszag: aceton, metilakohol, izo-propilakohol

A mérgezés tünetei és diagnózisa

A testhőmérséklet változásai:

-emelkedett: anilin, kinin, kokain, fém-aeroszol belégzés -csökkent: arzén, altatószerek, nyugtatók

A vizelet külleme:

-vörös: fenoftalein, azofen-származékok -sárga: pikrinsav, sáfrány -zöldeskék: metilénkék, cörulamin -zöld: karbol -véres: nehézfém, oxalátok -barnás-vörös: arzén-hidrogén., rézsók, foszforhidrogén

A MÉRGEZETT ELLÁTÁSÁRA VONATKOZÓ ÁLTALÁNOS SZABÁLYOK ASPECIFIKUS TERÁPA:

A mérgezés jellegétől függetlenül az elemi életműködések fenntartása, vagy helyreállítása 1. Meg kell állapítani, hogy életben van-e! (légzés és keringés vizsgálata – a klinikai halál állapotában komplex újraélesztés) 2. Ha a mérgezett légzése és keringése stabil, el kell dönteni, hogy eszméletén van-e!

(szóbeli, majd mechanikus ébresztési kísérlet) 3. Ha eszméletlen, bele kell nézni a szájába és eltávolítani onnan minden légúti akadályt (protézis, idegentest, szennyeződés, vérömleny) és a hátracsúszott nyelvet előre kell húzni, így biztosítva az átjárható légutakat.

4. Végül az eszméletlen mérgezettet stabil oldalfekvésbe kell pozícionálni.

A MÉRGEZETT ELLÁTÁSÁRA VONATKOZÓ ÁLTALÁNOS SZABÁLYOK SPECIFIKUS TERÁPIA:

A méreg minőségének és mennyiségének, illetve az általa okozott megbetegedéseknek megfelelő speciális toxikológiai kezelés, melynek lényege a szervezet védekező mechanizmusainak segítése.

1. A méreg további behatását meg kell akadályozni!

- szabad levegőre vinni a mérgezettet - méreggel szennyezett ruháját levenni - bőrét lemosni - szemét kiöblíteni 2. A szervezetbe jutott mérget el kell távolítani!

- hánytatás - gyomormosás - hashajtás - vizelethajtás - oxigén-belélegeztetés

1. Gázmérgezések

A mérgező gázok jellemző tulajdonsága, hogy belélegezve oxigénhiányos állapotot idéznek elő a szervezetben az alábbi mechanizmusok szerint: - a széndioxid és a metán – jelenlétükkel - a szénmonoxid – CO-hemoglobin képzéssel - a cián – a légzőferment (enzim) bénításával -a klór, a foszgén és a nitrózus gázok – toxikus tüdővizenyő révén A mérgező gázok tömény belégzése reflexes légzésbénulást és halált okozhatnak (a cián, kénhidrogén és a széndioxid akár a legkisebb koncentrációban is). Bizonyos gázok hosszú időn keresztül, alacsony koncentrációban történő belégzése ugyanolyan toxikológiai hatást eredményez, mint nagy töménységben rövid ideig tartó belégzéssel. Néhány gáz (például a szénmonoxid) igen kis koncentrációban elvileg korlátlan ideig elviselhető minden kimutatható károsodás nélkül.

1. Gázmérgezések

• Acetilén (C 2 H 2 ) • Ammónia (NH 3 ) • Arzénhidrogén (AsH 3 ) • Cián mérgezés (HCN) • Foszforhidrogén mérgezés (PH 3 ) • Foszgén (COCl 2 ) • Kénhidrogén (H 2 S) • Klórgáz (Cl 2 ) • Nitrózus gázok • Szén-dioxid (CO 2 ) • Szén-monoxid (CO)

2. Ipari oldószer mérgezések

• Etilalkohol-mérgezés 1. Ittasság (0,5-1,5 ezrelék): kipirult arc, csillogó szem, belövellt kötőhártya, szapora pulzus és légzés, emelkedett vérnyomás, verítékezés, bőbeszédűség 2. Részegség (1,5-2,5 ezrelék): nyugtalanság, dühöngés, agresszió majd aluszékonyság, sápadtság, gyér pulzus, hányinger, akadozó beszéd, egyensúlyzavar 3. Alkohol-mérgezés (2,5-4 ezrelék): mély eszméletlenség, felületes légzés, alacsony vérnyomás, alig tapintható pulzus, széklet-vizelettartási képtelenség, hányadék, aspiráció, lehűlés • Benzin (kis szénatomszámú alkánok, ill. adalékanyagok keveréke) • Benzol (C 6 H 6 ) • Metil-alkohol (CH 3 OH) • Szén-tetraklorid (CCl 4 ) • Triklóretilén

3. Maró mérgezések

 

Lúgmérgezések - Nátronlúg (NaOH) Savmérgezések - Helyi hatású savak: 1. Kénsav (H

2

SO

4

) 2. Sósav (HCl) - Felszívódó és lokális hatású savak: 1. Ecetsav (CH

3

COOH) 2. Oxálsav (HOOC-COOH)

Növényvédőszer-mérgezések I.

• Alkilfoszfát (szerves foszforsavészter) mérgezés A bőrről, kötőhártyáról, légutakból és a tápcsatornából felszívódó, a kolinészteráz enzimet visszafordíthatatlanul bénító méreg. A szervezet idegsejtjei közötti átkapcsolódási pontjain (szinapszisok) az elektromos ingerületet átvivő kémiai anyag az acetilkolin (kivéve a szimpatikus ganglion után rostokat). Az alkilfoszfátok tartósan kötődnek az acetilkolint elbontó kolinészteráz enzimhez, lehetetlenné téve az acetilkolin lebontását és a szinapszis ingerület-átvivő funkcióját.

•

Bárium-mérgezés

A bárium támadáspontja az izomrendszer (petyhüdt bénulást okoz), továbbá a tápcsatorna (hasmenést, hasi görcsöket vált ki) és az érfali izmok (magas vérnyomáshoz vezet). A szívizomra kifejtett hatása (lassú majd szapora szívműködés, ritmuszavarok, kamrafibrilláció) gyakran halálos.

• Dikumarol-származékok A rágcsálóirtásban használt mérgek a véralvadásban kardinális szerepet játszó protrombin szintézisét gátolják, véralvadási zavart és általános vérzékenységet előidézve.

Növényvédőszer-mérgezések II.

•

Klórtalmalmú insecticidek okozta mérgezések

Legismertebb képviselőjük a DDT volt. Lassan kivonulnak a forgalomból, mert felhasználás után nem válnak atoxikussá és felhalmozódnak a zsírszövetben, továbbá károsítják a májat, vesét és a szívet.

• Nikotin-mérgezés (Piridin-, ill. pirrolidin-származék) • Paraquat-mérgezés Gramoxone-ként ismert herbicid (Bipiridil-származék), súlyos nyálkahártya-, máj- és veseméreg.

• Réz-szulfát mérgezés CuSO 4 Érkárosító, vörösvértest szétesést, máj- és vesekárosodást okoz.

GYÓGYSZERMÉRGEZÉSEK

A gyógyszermérgezések a gyógyszer véletlen túladagolásából vagy öngyilkos szándékkal szoktak előfordulni.

Hatásuk a következő lehet: 1. a terápiás hatás kórosan fokozott formában 2. a terápiás hatással ellentétes effektus lép fel 3. fokozott mértékű mellékhatások 4. lokális maró hatás •

Altatószer-mérgezés

Leggyakrabban a barbiturátmérgezés fordul elő, jellemzően öngyilkossági szándékkal.

•

Amidazophen-mérgezés

Az Algopyrin (novamidazophenum) a legismertebb és leggyakrabban használt láz és fájdalomcsillapító. Véletlenül vagy öngyilkossági szándékkal történt mérgezés fordul elő.

GYÓGYSZERMÉRGEZÉSEK

• Atropin-mérgezés (tropán származék) Az atropin tartalmú gyógyszereken kívül a beléndek és nadragulya fogyasztása okozhat mérgezést.

• Digitálisz-mérgezés (szteránvázas vegyületek) A digitálisz-tartalmú gyógyszereken kívül a gyűszűvirág fogyasztása lehet mérgezési forrás.

• Jód-mérgezés • Kálium-permanganát mérgezés KMnO 4 A hipermangánként közismert fertőtlenítőszer, helyi felmaródást okoz a tápcsatorna nyálkahártyáján.

• Koffein-mérgezés (purin-származék) • Morfin-mérgezés • Szalicilát-mérgezés

Egyéb mérgezések

• Anilin-mérgezés Alkohol egyidejű fogyasztása az anilin toxicitását cca. 20-szorosára fokozza!

• Arzén-mérgezés A mérgezés két formában zajlik: kolera-szerű illetve bénulásos klinikummal.

• Ételmérgezés Baktériumokat (Salmonella, Streptococcus, E.coli) vagy bakteriális toxinokat (Botulinus) tartalmazó étel (disznósajt, tészták, krémfagylaltok, megbontott konzervek) fogyasztását követő tünet-együttes.

• Glikol-mérgezés Leggyakrabban a hűtőfolyadékban található etilén-glikollal történik mérgezés .

•

Gomba-mérgezés

• Nitritek és nitrátok okozta mérgezések

Mérgező harci anyagok

A méreghatás jellege alapján a mérgező harcanyagokat az alábbi csoportokba sorolhatjuk be: 1. Idegmérgek (az idegi ingerületvezetést blokkolják) 2. Fojtó hatású anyagok (a légzést befolyásolják) 3. Bőrmérgek (a kültakaró sejtjeit károsítják) 4. Általános hatású mérgek (több szervrendszert károsítanak) 5. Ingerlő anyagok (irritálják a könnymirigyeket és légúti nyálkahártyát) 6. Pszichokémiai anyagok (a lélektani működéseket modulálják) A belélegzett méreg hatását annak koncentrációja (c) és behatási ideje (t) határozza meg, ez a toxikus dózis (T) a legtöbb esetben állandó (T= c x t = konstans). A halálos toxodózis szománra 0,07 mg perc/l, szarinra 0,1 mg perc/l míg kénmustárra 1,5 mg perc/l.

Légutakon bekerülő mérgek esetében további fontos tényező a légzés intenzitása, ami jól korrelál a fizikai munkavégzés aktivitásával.

Idegmérgek

Tabun (GA), Sarin (GB), Soman, Cyclosarin, VX Az idegsejtek (neuronok) közötti kémiai „jelátvitelt” biztosító kolinerg szinapszisokban gátolják az ingerület tovaterjedését. Az ilyen szinapszisokban acetilkolin szabadul fel a szinaptikus hólyagokból és biztosítja az ingerület áttevődését az azt követő neuronra. Az idegmérgek az acetilkolin-észteráz enzimhez kötődnek, meggátolva az acetilkolin lebomlását, meghiúsítva ezzel az ingerület áttevődését. Ide soroljuk a foszfátokat, foszfinátokat és ezek tiol származékait, a biciklikus foszforsavésztereket, karbamátokat, illetve a biner foszfátokat.

A idegmérgek új-, a kolinészteráz enzimet bénító idegmérgek mellett megjelent csoportját képviselik a GABA-effektorok . A GABA (gamma amino butyric acid) a központi idegrendszer egyik legfontosabb szinapszis-típusában jelátvivő anyag (ugyanitt hatnak a benzodiazepinek csoportjába tartozó nyugtatók és altatók).

Fojtó hatású mérgek

foszgén, difoszgén (triklórmetil-kloroformát), klórpikrin (triklór-nitrometán) A fojtó hatású harcanyagok a légzőhám és a tüdő kapillárisainak áteresztőképességét fokozzák, ezáltal egyre több plazma (akár az összes vérplazma 50%-a !!!) lép ki a légző-hólyagokba. Ezáltal jelentős folyadékvesztés és a gázcsere lehetetlenné válása áll elő.

Hólyaghúzó harcanyagok

Kénmustárok (mustárgáz), nitrogénmustárok, Lewisit (2-klórvinil-arzén-diklorid) A hólyaghúzó harcanyagok észrevétlenül átjuthatnak a bőrön és perceken belül kötődnek a szövetekhez. Ha ezt megelőzően nem történik meg a dekontamináció, a szöveti károsodás feltartóztathatatlan.

Általános hatású mérgek

ciánhidrogén, szénmonoxid, arzénhidrogén Ezek a vegyületek főként az idegrendszerre és a vérre hatnak, így általános mérgezési hatással bírnak.

Ingerlő anyagok

Az ingerlő anyagok a legrégebben alkalmazott vegyi fegyverek közé tartoznak, a klórpikrin, az adamzit és a xililbromid már az I. világháborúban felhasználásra került.

Napjainkban elsősorban rendőrségi célokra használják tömegoszlatásra, ahol az elsődleges cél nem a súlyos mérgezés csak időleges cselekvésképtelenség kiváltása.

Típus Kábítószerek Stimulánsok (izgatószerek) Hallucinogének Altatók, szorongásgátlók Ipari oldószerek

Pszichotróp anyagok

Példa Előfordulás Morfin Heroin Papaver somniferum

Mák

Kokain Koffein Nikotin Cannabis LSD Meszkalin Barbiturátok Benzodiazepinek Alkohol Dietil-éter, Etil acetát, Benzin Erytroxylon coca

(Kokacserje)

Coffea semen

(Kávé)

Nicotiana tabacum

(Dohány)

Cannabis sativa

(kender)

Claviceps purpurea

(anyarozs)

Lophophora will.

(Mexikói kaktusz) Sevenal Seduxen szeszesitalok Ragasztók üzemanyagok

H 3 C N Kémiai szerkezet OH OAc O H 3 C N O morfin OH heroin OAc H 3 C N COOCH 3 O kokain O N N nikotin CH 3 H 3 C N O O N CH 3 N CH 3 N koffein H 3 CO H 3 CO H 3 CO CH 2 CH 2 NH 2 meszkalin Et Et N H HO O (CH 2 ) 4 CH 3 N CH 3 H O H 3 C CH 3 THC (tetrahidrokannabinol) N H LSD (lizergsav-dietilamid) H 3 C N O H N O Et Et Cl N O N H sevenal O seduxen CH 3 C O O CH 2 etil-acetát CH 3 CH 2 O CH 2 CH 3 dietil-éter CH 3

A kábítószerek csoportosítása

Eredet szerint:

• Természetes eredetűek • Félszintetikus származékok • Szintetikusan előállított származékok

A függőség típusa és erőssége szerint:

• Közepes pszichikai, elhanyagolható fizikai • Erős pszichikai, elhanyagolható fizikai • Erős pszichikai, gyenge fizikai • Erős pszichikai, közepes fizikai • Erős pszichikai, erős fizikai

A kábítószerek hatásai

„A drogfüggő „karrierje” az alkoholistának még a felét sem éri meg. Egy alkoholos karriert 10-15 év alatt lehet befutni és akkor jut el a súlyos állapotba. A drogos 4-5 év alatt. És ezt is csak az óvatosabbak élik meg, akik nem pusztulnak bele valamilyen nyilvánvaló hibába, mint a túladagolás vagy a fertőzött tű.” Keszei László András: Fekete virág A repülést hagyd a madarakra, Ha a magasba jutsz, az még nem mennyország, A fű, a tű, a cigaretták Nem fejtik meg a titkok titkát.

Hamar tűnik a könnyen jött álom, Nyakadra ül majd a félelem, Ketrecét rázza a hamis szabadság És fáj majd és üvölt a csend.

Nincs barát a bajban, ne reméld Szobád ajtaját senki nem nyitja rád, Eltűnsz, elhervadsz idő előtt, Mint a többi százezer fekete virág.

Fekete madár a rózsaszínű álom, Halál mosolyog tűk hegyén, A rossz füvek mérge hűtlen szerető Ne akard, hogy fekete virág legyél.

A kábítószerek hatása

Ül a börtönben a kokainista, az LSD-s és a füves...

A kokós belövi magát: - Puszta kézzel szétfeszítjük a rácsokat, megöljük az őröket, és elszökünk!

Az LSD-s elnyal egy bélyeget: - Nem, inkább piciny hangyává változunk és kimászunk a kulcslyukon!

A füves kifújja a füstöt: - Jó, de majd később.

A drogok hatásai

Drog nélkül marihuana LSD Koffein Klorálhidrát

A drogok hatásai

Kábítószerek, opiátok

Az ópium fontosabb alkaloidjai

OH Me N O morfin ~ 10% OH MeO MeO ~ 0,5-1% N papaverin OH OH OMe Me N Me N Me N O O O OMe OMe kodein ~ 0,2-0,8% OMe O O H OMe MeO OMe O narkotin ~ 4-8% O N Me H neopin ~ 0,1% OMe OMe tebain ~ 0,2-0,5% O O OMe O NMe 2 COOH OMe OMe narcein ~ 0,1-0,4%

A morfin és heroin hatásai

OAc OH H 3 C N O H 3 C N O morfin OH heroin OAc • Fájdalomcsillapító hatás • Eufória • Légzőközpontra gyakorolt hatás • Egyéb központi idegrendszeri hatások • Gyomor-bélhuzamra kifejtett hatás (obstipáló hatás) • Tolerancia • Dependencia

Kabay János munkássága