Калия цианид - яд, который пришел на смену мышьяку и не раз использовался в убийствах политических деятелей. После открытия особенностей белых кристаллов цианистый калий запретили в свободной продаже. По мнению токсикологов, неорганическое вещество занимает пятое место в рейтинге быстродействующих ядов. При работе с этим химическим компонентом соблюдать меры безопасности недостаточно - необходимо знать механизм действия яда и суметь вовремя помочь пострадавшему.
Что такое цианистый калий?
Цианид калия - производное синильной кислоты, обозначается химической формулой KCN. В твердом агрегатном состоянии выглядит как кристаллический порошок без цвета. Это неустойчивое соединение, так как синильная кислота представляет слабый комплекс ионных элементов. Цианогруппу вытесняют любые соли более сильных кислот, которая улетучивается в виде паров. Газообразное состояние становится ядовитым, тогда как остаток обезвреживается. Связи легко разрываются концентрированным раствором глюкозы, при термической обработке и в условиях повышенной влажности.
Виды и характерные особенности
Токсичное вещество встречается в персиках и 250 сортах сливовой культуры. При употреблении фруктов отравление не происходит, так как яд содержится в косточках. В результате обмена веществ амигдалин из группы природных гликозидов расщепляется под действием соляной кислоты в желудке, образуя токсин. Остатки вещества распадаются на глюкозу, бензальдегид и синильную кислоту. Сахар мгновенно нейтрализует образовавшееся количество цианида, в результате чего здоровью человека ничего не угрожает.
Характеристики:
- По внешнему виду напоминает кристаллы рафинированного сахара.
- Цианид свободно растворяется в воде, не влияя на цвет и плотность жидкости.
- В присутствии ядовитых паров или кристаллов человек ощущает легкий запах миндаля.
Обонятельные рецепторы 50 % людей распознают аромат. Особенность зависит от индивидуальных особенностей и генетического фактора. Из-за риска отравления сильно вдыхать воздух с ядовитыми парами не рекомендуется.
Где содержатся цианиды?
В природе кристаллы цианистого калия обнаружить нельзя. Опасное вещество вырабатывается клетками ядовитых растений. Присутствует в малых количествах в косточках:
- абрикосов;
- сливы;
- персиков;
- вишни.
Цианид применяется в производстве горнодобывающей отрасли, ювелирном деле, при изготовлении красок. Химическое отравление грозит сотрудникам промышленных предприятий, лаборантам и химикам. В бытовой сфере ядовитое соединение встречается в фотореактивах и средствах борьбы с насекомыми-вредителями.
Воздействие на человека и риск отравления
Существует гипотеза, что при попадании кристаллов в желудок мгновенно наступает летальный исход. Теория подтверждается только в 50 % клинических экспериментов над животными.
Цианистый калий опасен для человеческого организма, но вероятность моментальной смерти при пероральном употреблении минимальна. Принцип действия химического вещества сложен в понимании и разделяется в научной сфере на 4 стадии отравления:
По результатам исследований выявлено, что смерть наступает не мгновенно. Из-за недостатка кислорода человек способен потерять сознание, что окружающие воспринимают как летальный исход. В течение минуты из-за прекращения работы диафрагмы дыхание не ощущается, сердце отказывается генерировать нервные импульсы. Пульс нитевидный. Через 5 минут после остановки дыхания и сердцебиения организм умирает полностью.
Ядовитое соединение способно проникать в тело не только при пероральном применении, но и путем вдыхания газообразного состояния, при попадании яда в организм через кожный покров диффузионным путем или при проникновении в кровеносное русло через раны.
Симптомы
В 85 % случаев поражение ядом принимает хроническую или острую форму. В последнем случае признаки отравления проявляются через 2–3 минуты после применения цианистого калия в пищу или при вдыхании в виде пара, порошка.
Быстрое действие обусловлено проникновением химического соединения в кровеносные сосуды через слизистые оболочки ротовой полости, пищевода, сквозь стенки желудка при пищеварительном акте.
В 4 фазах отравления наблюдаются разные симптомы:
| Наименование стадии | Признаки отравления |
| Продромальная (начало проявления признаков отравления) |
|
| Активный процесс кислородного голодания |
|
| Омертвение клеток |
|
| Летальный исход | После остановки клеточного дыхания смерть наступает в течение 5–20 минут в зависимости от принятой дозы |
Человек начинает чувствовать симптомы через 40 минут, если дозировка небольшая. Концентрация в крови не достигает смертельного уровня, и клетки печени справляются с обезвреживанием яда.
Отравление цианидами в хронической форме проходит мягче. Интоксикация длится несколько суток: ядовитые вещества накапливаются, постепенно ослабляя организм. С каждым днем повышается вероятность летального исхода. Симптомы начинают проявляться медленно.
Цианид калия циркулирует в крови до 4 часов. Если в течение этого срока не наступает летальный исход, организм начинает выводить яд, а человек выживает. Отравление накладывает отпечаток: происходит нарушение деятельности головного мозга из-за смерти нейронов в результате кислородного голодания. Восстановить потерянные связи невозможно.
Оказание первой помощи и лечение
При первых симптомах интоксикации необходимо вызвать бригаду «Скорой», после чего оказать оперативную первую помощь:
- Обеспечить доступ свежему воздуху. Если человек отравился парами - освободить от сдавливающей одежды.
- При попадании ядовитого соединения через ротовую полость нужно промыть желудок большим количеством воды, соды, слабым раствором марганцовки.
- Если отсутствует сознание, пульс не прощупывается, а дыхание остановилось, принимаются реанимационные меры. Два вдоха рот в рот искусственной вентиляции легких чередуются с 30 быстрыми нажатиями в области сердца.
- Токсин способен проникнуть через кожу, если пропитывает одежду. Ядовитую ткань необходимо снять, чтобы предотвратить дальнейшую интоксикацию.
В медицинском учреждении специалисты определяют степень отравления и вводят противоядие для нейтрализации цианистого калия. Назначаются анализ и терапия медикаментами, включая антидот. В тяжелой ситуации пациента госпитализируют и выводят цианид постепенно в условиях стационарного лечения.
Лекарственную помощь оказывают с помощью азотсодержащих препаратов и веществ, отдающих серные радикалы из метгемоглобинообразователей. Группы медикаментов сходятся в механизме действия - способствуют отделению молекул кислорода от гемоглобина, восстанавливая дыхательный процесс в клетках. На практике используют:
- пары Амилнитрита;
- внутривенный раствор Нитрита натрия;
- раствор Метиленового Синего.
Неожиданное открытие в начале XXI в. - противоядие против цианистого калия (глюкоза). Сахар стал причиной провалов ряда покушений на Распутина и слона Ямбо, так как убийцы клали яд в кондитерские изделия. Если цианид уже попал в организм, принимать в пищу глюкозу бесполезно. Моносахарид способен ослабить действие токсина только при прямом контакте в результате реакции синтеза. Аналогичным свойством обладает сера, молекулы которой нейтрализуют яд в желудке.
Повышение концентрации глюкозы в плазме крови после приема пищи способствует обезвреживанию токсина в сосудах.
При признаках хронической интоксикации необходимо прекратить контакт с ядовитым веществом и пройти медицинское обследование.
Профилактика
Острое отравление одним из смертельных ядов нарушает деятельность головного мозга и способно привести к летальному исходу. 85 % случаев отравления цианистым калием приходятся на долю рабочих лабораторий и горнодобывающей промышленности. Работники соответствующих профессий должны соблюдать технику безопасности:
- При утечке паров и нарушении герметичности оборудования требуется немедленно покинуть помещение.
- Работать необходимо только в специальных защитных костюмах.
- Перед взаимодействием с токсином нужно надеть очки, потому что ядовитое соединение способно оседать на контактных линзах.
- В аптечке рабочего помещения требуется хранить противоядие.
- Необходимо уметь оказывать первую помощь и знать реанимационные действия.
При медленном воздействии яда на организм обостряются хронические заболевания, сбивается работа органов и систем. Не рекомендуется работать с цианидом или пытаться получить вещество в домашних условиях. Неизвестно, какую дозировку яда способен получить человек при вдохе или прямом контакте. Высока вероятность летального исхода, поэтому необходимо соблюдать крайнюю осторожность.
Цианиды представляют собой класс быстродействующих химических соединений, смертельно опасных для человека и животных. К цианидам относится синильная (цианистоводородная) кислота и ее производные – соли. Все эти вещества объединяет наличие в их химической формуле цианогруппы CN, они могут иметь как органическое, так и неорганическое происхождение.
Как действуют цианиды
О механизме токсического действия всех отравляющих цианидов известно, что вмешиваясь в процесс внутриклеточного окисления, цианид-ионы взаимодействуют с окисленными молекулами и препятствуют усвоению кислорода тканями.
Они блокируют важнейший железосодержащий дыхательный фермент, в результате чего происходит парадоксальное состояние – ткани и клетки переполняются кислородом, но оказываются неспособными его усвоить, так как он потерял химическую активность. В результате количество кислорода в венозной крови (отводящей в легкие углекислый газ) становится практически равным его количеству в крови артериальной (несущей кислород от легких к тканям). Из-за этого при отравлении цианидами у людей может наблюдаться гиперемия (сильное покраснение всего тела).
Свойства и применение соединений синильной кислоты
Химические свойства, которыми обладают цианистые соединения, широко применяются в различных сферах человеческой деятельности. При этом цианиды неорганического происхождения используются, в основном, в промышленных целях, а органические – в фармакологии и сельском хозяйстве.
К сфере применения неорганических цианидов относятся:
- химическая промышленность – в качестве комплексообразователя в составе электролитов для гальванического покрытия металлических деталей напылением из золота, серебра, платины в электрохимии;
- текстильное и кожевенное производство – для выделки сырой кожи, производства текстиля и других процессов;
- фотография – в составе фиксирующего вещества (фиксажа) при фотопечати мокрым способом;
- золотодобывающая промышленность – для цианирования с целью извлечения драгоценных металлов из руды;
- гальванопластика.
Органические цианиды применяются:
- в сельском хозяйстве (борьба с вредителями);
- в органическом синтезе;
- в фармацевтической промышленности.
Большинство цианидов является крайне ядовитыми веществами, отравление которыми чаще всего приводит к смерти. Характерной особенностью большинства CN-содержащих соединений можно назвать острый запах горького миндаля.
Цианистый натрий
Соединение цианид натрия имеет различные формы:
- гигроскопичных кристаллов;
- пасты;
- пластинок;
- белого порошка.
Цианистый натрий обладает высоким уровнем токсической опасности, способен вызвать паралич тканевого газообмена и, как результат, быстрое удушье. Смертельная доза цианистого натрия составляет 0,1 грамма.
Причиной отравления может быть случайное попадание вещества в пищеварительный тракт, контакт вещества с кожей, особенно, пораненной, а также вдыхание пыли, содержащей ядовитые соединения. Людям, работающим с NaCN необходимо соблюдать строжайшие меры безопасности – надевать спецодежду, состоящую из комбинезона, резиновых перчаток, головного убора и сапог, и противогазы. Помещение, где ведутся работы с этим веществом, должны оснащаться мощными вентиляционными системами.
Цианид аммония
Цианид аммония относится к неорганическим соединениям и представляет собой бесцветные кристаллы соли, полученной от взаимодействия аммония с синильной кислотой. Соединение хорошо растворяется в воде, действует в качестве реагента в процессах органического синтеза. Требует обычных мер предосторожности, тех же, что и другие цианистые соединения.
Цианид серебра
Еще один представитель неорганического соединения, цианид серебра образуется из реакции синильной кислоты с одновалентным серебром, выпадая в виде осадка белого цвета. Используется как составляющая электролита в процессе серебрения и для других целей. Отличается высокой токсичностью, обусловленной действием цианид-ионов на процесс газообмена путем блокирования фермента цитохромоксидазы.
Цианид кальция
Соединение, получаемое при взаимодействии синильной кислоты с карбидом кальция, носит название цианид кальция и имеет вид светло-коричневого легко распыляемого вещества. Наиболее популярное применение – борьба с грызунами и другими вредителями в сельском хозяйстве.
Цианид ртути
Растворимое в воде неорганическое вещество цианид ртути является ртутной солью синильной кислоты в виде бесцветного или белого кристаллического соединения, не обладающего запахом. Это соединение растворяется в воде и проявляет сильное отравляющее действие. В малых дозах применяется в медицине как дезинфицирующе и терапевтическое средство для лечения сифилиса. Допустимые дозы внутримышечного введения – 1 мл 2%-ного раствора раз в 2 дня, внутривенного – от 0,5 мл 1%-ного раствора до 1 мл. Симптоматика при отравлении схожа с клинической картиной отравления металлической ртутью.
Цианид цинка
Бесцветная, не растворяемая в воде соль цинка, цианид цинка представляет собой бесцветный кристаллический порошок, применяемый в гальванопластике и в качестве катализатора в процессе органического синтеза. Требует осторожности и надежных мер защиты при использовании.
Основные характеристики цианистого калия
Одним из ядовитых производных синильной кислоты является цианисто-калиевая соль, или цианистый калий. То ли ввиду похожести этого соединения по виду на сахарный песок, то ли из-за его всеобщей доступности в конце XIX-начале XX века (продавался просто в аптеке), этот яд, который практически ничем не пахнет, приобрел широкую известность. Именно этим белоснежным ядом пользовались книжные злодеи знаменитых детективных романов, именно им отравилась целая семья военного преступника Геббельса, не пожелавшего предстать перед правосудием. Но на деле отравление цианистым калием не более, а то и менее опасно, чем такими «бытовыми» ядами, как ботулотоксин и никотин.
Распространение в окружающей среде
Цианистый калий является не слишком устойчивым цианидом. Ввиду слабости синильной кислоты соли более сильных кислот без труда вытесняют цианогруппу из соединения, в результате чего та улетучивается, лишая соединение ядовитых свойств. Тем не менее, опасность отравления цианистым калием существует даже при таких условиях, о которых многие, скорее всего, и не подозревают.
Пользуясь реактивами для фотолабораторий, средствами для чистки ювелирных украшений, морилками для насекомых в энтомологии и даже такими акварельными и гуашевыми красками как «милори», «берлинская лазурь», «прусская синяя», в которых содержится некоторое количество цианистого калия, можно надышаться парами синильной кислоты, улетучивающейся в процессе работы.
Где еще содержится вещество
Отравление цианистым калием теоретически возможно и в природных условиях. Соединение амигдалин, содержащее калийную цианогруппу, обнаружили в мякоти косточек таких садовых растений как:
- персики;
- вишни;
- сливы;
- абрикосы;
- миндаль.
Присутствие группы CN цианистого калия превращает в яд молодые черешки и листву бузины.
Чтобы получить смертельную дозу цианистого калия (1 г и более), достаточно съесть около 100 г абрикосовых ядрышек.
Как действует цианид калия на человека
Как и большинство цианидов, цианистый калий может проникнуть в организм через ротовую полость, кожные покровы и дыхательные пути и блокировать клеточный фермент, отвечающий за усвоение клетками кислорода. В результате кислород не усваивается, а продолжает циркулировать в соединении с гемоглобином. Внутриклеточный метаболизм прекращается, и наступает смерть организма. Эффект сравним с удушением. Смертельной для человека является доза 1,7 мг/кг массы тела.
Наибольшей опасности отравления цианистым калием подвержены работники гальванических производств, горно-обогатительных комплексов, химических лабораторий, чья деятельность связана с использованием этого яда. В числе пострадавших могут оказаться и люди, проживающие вблизи вредных производств, в результате выбросов токсических соединений в атмосферу, в почву или водоемы.
Клиническая картина и стадии отравления цианистым калием
Симптомы отравления цианистым калием находятся в прямой зависимости от индивидуальной чувствительности к яду и полученной дозы.
При значительном количестве яда отмечается острое отравление, как правило, убивающего человека за считанные минуты. При отравлении малыми дозами, но в продолжительное время, речь идет о хроническом отравлении.
Признаки сильного, острого отравления:
- резкий привкус и запах горького миндаля во рту;
- потеря сознания пострадавшим;
- развитие мгновенного паралича дыхательной системы и работы сердечной мышцы (миокарда);
- смерть.
Как правило, при высоких концентрациях токсического вещества (более 1,7 мл/кг веса), проникнувшего в организм, врачи оказать медицинскую помощь пострадавшему не успевают.
Невысокие дозы цианистого калия приводят к замедленному отравлению, которому свойственно поэтапное развитие.
Симптомы начальной стадии:
- головокружение;
- спонтанная сильная головная боль;
- сильная тяжесть в лобных долях;
- прилив крови к голове;
- учащенное сердцебиение и дыхание.
Симптомы стадии одышки:
- снижение частоты дыхания, появление шума при глубоком вдохе;
- замедление пульса;
- расширение зрачков;
- появление тошноты и рвоты.
Признаки стадии судорог:
- прикусывание языка вследствие челюстных судорог;
- потеря сознания.
Симптомы стадии паралича:
- потеря чувствительности и рефлекторности;
- крайне слабое дыхание;
- как правило – непроизвольные дефекация и мочеиспускание.
Если до наступления этой стадии больному не была оказана помощь антидотом, наступает остановка сердца и смерть. Яркими показателями смерти от токсинов цианистого калия является гиперемия кожи и алая окраска слизистых и венозных прожилков.
Симптомы хронического отравления
Работники вредных производств или лабораторий, получавшие невысокие дозы в течение продолжительного времени, могут почувствовать симптомы хронического отравления цианистым калием:
- диспепсические признаки;
- частые головные и сердечные боли;
- снижение памяти;
- бессонницу;
- головокружения.
Довольно часто действие цианистых соединений сказывается на работе печени, центральной нервной системы и щитовидной железы.
Оказание первой помощи при отравлении
Поскольку отравление любыми видами цианидов грозит смертельной опасностью пострадавшему, первая помощь должна быть оказана быстро и грамотно.
- Если отравление произошло ингаляционно (то есть при вдыхании паров), отравившегося нужно немедленно вынести на свежий воздух. Если произошли выбросы в атмосферу, следует расположиться ближе к земле – цианиды будут улетучиваться вверх, так как они легче воздуха.
- Если цианиды осели на одежду пострадавшего, ее нужно срезать и уничтожить, чтобы не усугублять отравление находящимися на ткани токсинами.
- Контактные линзы (если их носил пострадавший) должны быть извлечены, а глаза – тщательно промыты.
- При пероральном отравлении цианидами необходимо промыть желудок 0,1%-ным раствором марганцовки или 2%-ным раствором пищевой соды. Если больной не потерял сознания, нужно дать ему слабительное на основе солевого раствора или вызвать рвоту специальным средством.
- Умеренным противоядием считается и сладкая теплая вода. (Известна история попытки отравления Г.Распутина цианистым калием, которая провалилась только потому, что яд был внесен в сладкие пирожные и вино, где под воздействием глюкозы синильная кислота нейтрализовалась).
Медикаментозное лечение антидотами
Квалифицированная помощь медиков при отравлении цианидами предполагает немедленное пероральное или внутривенное введение антидота. Сегодня известны 3 группы эффективных противоядий:
Скорая медицинская помощь при наличии необходимых препаратов-антидотов может быть оказана по следующей схеме:
- давать пострадавшему каждые 2 минуты вдыхать пары Амилнитрита, пропитав этим веществом ватку;
- ввести 10 мл 2%-ного раствора Нитрита натрия внутривенно;
- далее – 50 мл 1%-ного раствора метиленового синего на основе 25%-ного раствора глюкозы;
- еще – 30-50 мл 30%-ного Тиосульфата натрия.
Если необходимые препараты ввести в первые же минуты после отравления, можно будет не допустить летального исхода. Все выше описанные процедуры, сделанные повторно с той же последовательностью спустя 1 час, усилят действие антидотов и улучшат прогнозы выживаемости.
Необходимо и самим соблюдать меры предосторожности. При потере сознания первое, чем многие пытаются помочь больному, – ничто другое, как сделать ему искусственное дыхание «рот в рот». При отравлении цианидами этого делать нельзя, так как можно отравиться выдыхаемыми пострадавшим парами, которые пахнут смертельной опасностью – горьким миндалем.
История цианидов уверенно прослеживается практически от первых дошедших до нас письменных источников. Древние египтяне, например, использовали косточки персика для получения смертельно опасной эссенции, которая в экспонирующихся в Лувре папирусах называется просто «персиком».
Летально-персиковый синтез
Персик, как и еще две с половиной сотни растений, среди которых миндаль, вишня, черешня, слива, относится к роду сливы. В косточках плодов этих растений содержится вещество амигдалин — гликозид, прекрасно иллюстрирующий понятие «летальный синтез». Этот термин не совсем корректен, более правильно было бы назвать явление «летальным метаболизмом»: в его ходе безобидное (а иногда даже полезное) соединение под действием ферментов и других веществ расщепляется до сильнодействующего яда. В желудке амигдалин подвергается гидролизу, и от его молекулы отщепляется одна молекула глюкозы — образуется пруназин (некоторое его количество содержится в косточках ягод и фруктов изначально). Далее в работу включаются ферментные системы (пруназин-β-глюкозидаза), которые «откусывают» последнюю оставшуюся глюкозу, после чего от исходной молекулы остается соединение манделонитрил. По сути, это метасоединение, которое то склеивается в единую молекулу, то снова распадается на составляющие — бензальдегид (слабый яд с полулетальной дозой, то есть дозой, вызывающей гибель половины членов испытуемой группы, DL50 — 1,3 г/кг массы крысиного тела) и синильную кислоту (DL50 — 3,7 мг/кг массы крысиного тела). Именно эти два вещества в паре обеспечивают характерный запах горького миндаля.
В медицинской литературе нет ни одного подтвержденного случая смерти после поедания персиковых или абрикосовых косточек, хотя и описаны случаи отравления, требовавшие госпитализации. И этому есть достаточно простое объяснение: для образования яда нужны только сырые косточки, а их много не съешь. Почему сырые? Чтобы амигдалин превратился в синильную кислоту, необходимы ферменты, а под действием высокой температуры (солнечные лучи, кипячение, жарка) они денатурируются. Так что компоты, варенье и «каленые» косточки совершенно безопасны. Чисто теоретически возможно отравление настойкой на свежей вишне или абрикосах, поскольку денатурирующих факторов в этом случае нет. Но там в действие вступает другой механизм обезвреживания образующейся синильной кислоты, описанный в конце статьи.
Почему кислота называется синильной? Цианогруппа в сочетании с железом дает насыщенный ярко-синий цвет. Самое известное соединение — берлинская лазурь, смесь гексацианоферратов с идеализированной формулой Fe7 (CN)18. Именно из этого красителя в 1704 году был выделен циановодород. Из него же получил чистую синильную кислоту и определил ее структуру в 1782 году выдающийся шведский химик Карл Вильгельм Шееле. Как гласит легенда, четыре года спустя, в день своей свадьбы, Шееле скончался за рабочим столом. Среди окружавших его реактивов была и HCN.
Военное прошлое
Эффективность цианидов для точечного устранения противника во все времена манила военных. Но масштабные эксперименты стали возможными только в начале XX века, когда были разработаны методы производства цианидов в промышленных количествах.
1 июля 1916 года французы в боях у реки Соммы впервые применили цианистый водород против немецких войск. Однако атака провалилась: пары HCN легче воздуха и быстро улетучивались при высокой температуре, так что «хлорный» фокус со стелющимся по земле зловещим облаком повторить не удалось. Попытки утяжелить циановодород треххлористым мышьяком, хлорным оловом и хлороформом не увенчались успехом, так что о применении цианидов пришлось забыть. Точнее, отложить — до Второй мировой.
Немецкая химическая школа и химическая промышленность в начале XX века не знали себе равных. На благо страны работали выдающиеся ученые, в том числе нобелевский лауреат 1918 года Фриц Габер. Под его руководством группа исследователей свежесозданного «Немецкого общества борьбы с вредителями» (Degesch) модифицировала синильную кислоту, которая с конца XIX века использовалась в качестве фумиганта. Чтобы снизить летучесть соединения, немецкие химики использовали адсорбент. Перед применением гранулы следовало погрузить в воду, чтобы высвободить накопленный в них инсектицид. Продукт получил название «Циклон». В 1922 году Degesch перешла в единоличное владение компании Degussa. В 1926 году на группу разработчиков был зарегистрирован патент на вторую, весьма успешную версию инсектицида — «Циклон Б», отличавшийся более мощным сорбентом, наличием стабилизатора, а также ирританта, вызывавшего раздражение глаз — чтобы избежать случайного отравления.
Между тем Габер активно продвигал идею химического оружия еще со времен Первой мировой, и многие его разработки имели чисто военное значение. «Если солдаты на войне умирают, то какая разница — от чего именно», — говорил он. Научная и деловая карьера Габера уверенно шла в гору, и он наивно полагал, что заслуги перед Германией давно сделали его полноправным немцем. Однако для набиравших силу нацистов он был прежде всего евреем. Габер стал искать работу в других странах, но, несмотря на все его научные заслуги, многие ученые не простили ему разработку химического оружия. Тем не менее в 1933 году Габер с семьей уехал во Францию, потом в Испанию, потом в Швейцарию, где и умер в январе 1934 года, к счастью для себя не успев увидеть, для каких целей нацисты использовали «Циклон Б».
Модус операнди
Пары синильной кислоты не слишком эффективны как яд при вдыхании, зато при употреблении внутрь ее солей DL50 — всего 2,5 мг/кг массы тела (для цианида калия). Цианиды блокируют последний этап передачи протонов и электронов цепью дыхательных ферментов от окисляемых субстратов на кислород, то есть останавливают клеточное дыхание. Процесс этот небыстрый — минуты даже при сверхвысоких дозах. Но кинематограф, показывающий быстрое действие цианидов, не врет: первая фаза отравления — потеря сознания — действительно наступает через несколько секунд. Еще несколько минут длится агония — судороги, подъем и падение артериального давления, и лишь потом наступает остановка дыхания и сердечной деятельности.
При меньших дозах можно даже отследить несколько периодов отравления. Сначала горький привкус и жжение во рту, слюнотечение, тошнота, головная боль, учащение дыхания, нарушение координации движений, нарастающая слабость. Позже присоединяется мучительная одышка, кислорода тканям не хватает, так что мозг дает команду на учащение и углубление дыхания (это очень характерный симптом). Постепенно дыхание угнетается, появляется еще один характерный симптом — короткий вдох и очень длинный выдох. Пульс становится более редким, давление падает, зрачки расширяются, кожа и слизистые розовеют, а не синеют или бледнеют, как в других случаях гипоксии. Если доза несмертельная, этим все и ограничивается, через несколько часов симптомы исчезают. В противном случае наступает черед потери сознания и судорог, а затем возникает аритмия, возможна остановка сердца. Иногда развивается паралич и длительная (до нескольких суток) кома.
Амигдалин пользуется популярностью у околомедицинских шарлатанов, называющих себя представителями альтернативной медицины. С 1961 года под маркой «Лаэтрил» или под названием «Витамин В17» полусинтетический аналог амигдалина активно продвигается как «средство для лечения рака». Никакой научной основы под этим нет. В 2005 году в журнале Annals of Pharmacotherapy был описан случай тяжелого отравления цианидами: 68-летний пациент принимал «Лаэтрил», а также гипердозы витамина С, рассчитывая на усиление профилактического эффекта. Как оказалось, подобное сочетание ведет ровно в противоположную от здоровья сторону.
Отравленного — отрави
Цианиды имеют очень высокое сродство к трехвалентному железу, именно поэтому они устремляются в клетки к дыхательным ферментам. Так что идея «подсадной утки» для яда витала в воздухе. Первыми ее реализовали в 1929 году румынские исследователи Младовеану и Георгиу, которые сначала отравили собаку смертельной дозой цианида, а затем спасли ее внутривенным введением нитрита натрия. Это сейчас пищевую добавку Е250 шельмуют все, кому не лень, а животное, между прочим, выжило: нитрит натрия в связке с гемоглобином образует метгемоглобин, на который цианиды в крови «клюют» лучше, чем на дыхательные ферменты, за которыми еще нужно пробраться внутрь клетки.
Нитриты окисляют гемоглобин очень быстро, так что один из самых эффективных антидотов (противоядий) — амилнитрит, изоамиловый эфир азотистой кислоты — достаточно просто вдохнуть с ватки, как нашатырный спирт. Позже выяснилось, что метгемоглобин не только связывает циркулирующие в крови цианид-ионы, но и разблокирует «закрытые» ими дыхательные ферменты. В группу метгемоглобинообразователей, правда, уже более медленных, входит и краситель метиленовый синий (известный как «синька»).
Есть и обратная сторона медали: при внутривенном введении нитриты и сами становятся ядами. Так что насыщать кровь метгемоглобином можно лишь при строгом контроле его содержания, не более 25−30% от общей массы гемоглобина. Есть и еще один нюанс: реакция связывания обратима, то есть через некоторое время образовавшийся комплекс распадется и цианид-ионы устремятся внутрь клеток к своим традиционным мишеням. Так что нужна еще одна линия обороны, в качестве которой применяют, например, соединения кобальта (кобальтовая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, гидроксикобаламин — один из витаминов В12), а также антикоагулянт гепарин, бета-оксиэтилметиленамин, гидрохинон, тиосульфат натрия.
Амигдалин содержится в растениях семейства розоцветных (род слива — вишня, алыча, сакура, черешня, персик, абрикос, миндаль, черемуха, слива), а также в представителях семейств злаки, бобовые, адоксовые (род бузина), льновые (род лен), молочайные (род маниок). Содержание амигдалина в ягодах и фруктах зависит от множества различных факторов. Так, в семечках яблок его может быть от 1 до 4 мг/кг. В свежевыжатом яблочном соке — 0,01−0,04 мг/мл, а в пакетированном соке — 0,001−0,007 мл/мл. Для сравнения: абрикосовые косточки содержат 89−2170 мг/кг.
Казус Распутина
Но самый интересный антидот намного проще и доступнее. Химики еще в конце XIX века заметили, что цианиды превращаются в нетоксичные соединения при взаимодействии с сахаром (особенно эффективно это происходит в растворе). Механизм этого явления в 1915 году объяснили немецкие ученые Рупп и Гольце: цианиды, реагируя с веществами, содержащими альдегидную группу, образуют циангидрины. Такие группы есть в глюкозе, и амигдалин, упомянутый в начале статьи, по сути представляет собой нейтрализованный глюкозой цианид.
Если бы об этом было известно князю Юсупову или кому-то из примкнувших к нему заговорщиков — Пуришкевичу или великому князю Дмитрию Павловичу, они не стали бы начинять пирожные (где сахароза уже гидролизовалась до глюкозы) и вино (где глюкоза тоже имеется), предназначенные для угощения Григория Распутина, цианистым калием. Впрочем, есть мнение, что его и не травили вовсе, а рассказ о яде появился для запутывания следствия. Яда в желудке «царского друга» не обнаружили, но это ровным счетом ничего не значит — циангидрины там никто не искал.
У глюкозы есть свои плюсы: например, она способна восстанавливать гемоглобин. Это оказывается очень кстати для «подхвата» отсоединяющихся цианид-ионов при использовании нитритов и прочих «ядовитых антидотов». Есть даже готовый препарат, «хромосмон» — 1%-ный раствор метиленового синего в 25%-ном растворе глюкозы. Но есть и досадные минусы. Во‑первых, циангидрины образуются медленно, гораздо медленнее, чем метгемоглобин. Во‑вторых, они образуются только в крови и только до того, как яд проникнет в клетки к дыхательным ферментам. Кроме того, закусить цианистый калий куском сахара не получится: сахароза не реагирует с цианидами непосредственно, нужно, чтобы сначала она распалась на глюкозу с фруктозой. Так что если вы опасаетесь отравления цианидами, лучше носить с собой ампулу амилнитрита — раздавить в платке и подышать 10−15 с. А потом можно вызвать «скорую» и пожаловаться, что вас отравили цианидами. То-то врачи удивятся!
Цианид калия - яд, имеющий самую дурную славу. Свою известность он получил благодаря авторам детективных романов, которые часто «использовали» это ядовитое вещество в своих произведениях. Однако в природе существуют яды, действующие гораздо быстрее и эффективнее цианистого калия. Очевидно, известность этого вещества обусловлена еще и доступностью приобретения на рубеже XIX-XX веков, когда его можно было легко приобрести в любой аптеке. Но что такое цианиды сегодня? Какие виды отравляющих веществ из этого семейства существуют? Где их используют и можно ли получить отравление этим ядом в наши дни? Именно об этих вопросах и пойдет речь в данной статье.
Что это такое
Цианистый калий - это химическое соединение, производное от синильной кислоты. Формула цианида - KCN. Данное вещество впервые было получено шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1782 году, а в середине XIX столетия немецкий химик Роберт Вильгельм Бунзен разработал методику промышленного синтезирования яда. Предполагалось, что использоваться это вещество будет отнюдь не для целей убийства себе подобных, а для борьбы с сельскохозяйственными вредителями и в кожевенном производстве. Производные синильной кислоты часто применялись в качестве красящего пигмента в красках.
Тем не менее в начале XX французские военные впервые применили цианиды как химическое оружие. Несмотря на то что газовая атака в боях на берегах Сены не принесла ожидаемого результата, некоторые немецкие ученые рассмотрели «перспективы» использования цианидов в проведении военных действий. В ходе Второй мировой войны нацисты уже широко использовали более усовершенствованные модификации отравляющих веществ, созданных на основе цианидов, в концлагерях и на некоторых участках фронта.
Виды цианидов
Что такое цианистый калий и какое влияние он оказывает на человеческий организм, наверное, знает большинство людей. Однако мало кто знает, что ядовитое семейство может содержать как органические, так и неорганические цианиды.
Первую группу преимущественно используют в фармакологии и сельском хозяйстве (в борьбе с вредоносными насекомыми). Вторая группа нашла широкое применение в химической промышленности и печати фотографий, кожевенном и текстильном производстве, а также в горнодобывающем и гальваническом производстве.
Как выглядит
Люди, знающие, что такое цианид, описывают его как полупрозрачный порошок с кристаллической структурой. Это вещество полностью растворяется в воде. Однако из-за того, что более сильные кислоты способны легко вытеснить синильную кислоту из соединения, данное ядовитое вещество считается крайне неустойчивым соединением. В результате происходящих реакций элементы цианогруппы CN улетучиваются, поэтому исходное соединение теряет свои ядовитые свойства. Отрицательное воздействие на отравляющее действие может оказать влажный воздух.
Запах
Считается, что цианид калия обладает специфическим запахом прогорклого миндаля, однако, далеко не все люди способны его уловить. Так происходит из-за индивидуальных особенностей обонятельного аппарата каждого человека.
Где встречается цианид
Что такое цианид в природе и где его можно встретить? В чистом виде цианистого калия в природе не бывает, однако, ядовитые соединения цианогрупп - амигдалины, можно найти в абрикосовых, вишневых, персиковых и сливовых косточках. Их можно встретить в миндале. Листья и побеги бузины также содержат амигдалин.
Опасность для человеческого организма при употреблении данных продуктов, представляет синильная кислота, образующаяся в процессе расщепления амигдалина. Смерть может наступить после употребления всего одного грамма вещества, что соответствует примерно 100 граммам ядер косточек абрикоса.
В быту цианид можно обнаружить в реактивах, используемых в фотолабораториях, а также в препаратах для чистки драгоценностей. Некоторое количество этого вещества применяют в ловушках для насекомых. Цианиды добавляются в художественные краски, имеющие лазурные оттенки. Благодаря взаимодействию с железом, также входящим в состав гуаши и акварелей, они дают глубокий синий цвет.
Риск отравлений
Соли синильной кислоты и цианиды - очень токсичные вещества, которые могут вызвать тяжелейшие формы отравлений. Наибольшая вероятность получить отравление от действия цианида имеется у людей, работающих на горнодобывающих и горно-обогатительных приисках и в гальванических цехах. Здесь цианиды калия или натрия используют в технологических процессах, когда металлы подвергаются катализации.
Риск получить отравление подобными ядовитыми веществами есть и у людей, находящихся в зоне токсических выбросов с этих предприятий. Так, на территории Румынии и Венгрии в начале 2000 годов в результате случайных выбросов с горно-обогатительных предприятий в реку Дунай пострадали жители окрестностей поймы.
В группу риска получить токсические отравления цианидами попадают сотрудники специальных лабораторий, в которых эти вещества используются в качестве реактивов.
Воздействие на человека
Под влиянием яда происходит блокирование клеточного фермента - цитохромоксидаза, который отвечает за усвоение в клетке кислорода. В результате клетки наполнены кислородом, но усвоить его не могут. Это приводит к тому, что в организме происходит нарушения жизненно важных обменных процессов. Эффект подобного воздействия равносилен удушью.
Цианиды ядовиты при попадании вовнутрь с пищей или водой, отравление можно получить в результате вдыхания паров раствора. Цианиды могут проникнуть через поврежденную кожу.
Даже в незначительных количествах они крайне опасны для здоровья живых организмов. Из-за высокой токсичности использование этих препаратов контролируется с особой строгостью.
Симптомы отравления
Легкая форма отравления цианидами сопровождается першением в горле, головокружением, слюнотечением, рвотой и панической атакой. При более тяжелых формах усиливается горечь во рту, появляются сердечные боли, человек теряет сознание, начинаются судороги и паралич дыхательных путей. Тяжелые отравления обычно сопровождаются неконтролируемым недержанием мочи и опорожнением кишечника, чрезмерным покраснением кожных покровов и слизистых. После этих проявлений наступает смерть.
Оказание первой помощи
Для оказания адекватной помощи необходимо в первую очередь установить, каким образом яд мог попасть в организм пострадавшего. Если отравление произошло через кожу, то необходимо сменить одежду, на которой, скорее всего, остались частицы отравляющего вещества. Самого пострадавшего необходимо обтереть мыльной водой.
Если яд попал в организм вместе с продуктами питания, то в первую очередь необходимо вызвать рвоту и промыть желудок. Для этого нужно выпить большое количество воды с добавлением перманганата калия (марганцовки) или пищевой соды. После промывания желудка пострадавшему дают любой сладкий напиток. Чтобы облегчить симптомы отравления, пострадавшего необходимо вывести на свежий воздух.
В случае если пострадавший находится без сознания, необходимо следить за его сердцебиением и дыханием. При отсутствии дыхания нужно провести искусственное дыхание. Однако человеку, проводящему подобные мероприятия, следует исключить возможное отравление парами яда и обратиться за медицинской помощью.
В любом случае необходимо вызвать скорую помощь. Только медицинский работник, имеющий специальное образование и опыт, может предпринять адекватные меры лечения. Приехавшим медикам необходимо сообщить, что причина отравления - синильная кислота. В этом случае врач внутривенно введет противоядие - тиосульфат натрия. Антидот способствует снижению вредоносного воздействия яда. При необходимости доктор примет реанимирующие меры и госпитализирует пострадавшего для последующего лечения.
Антидоты
Смертельной дозой для человека считается 17 мг на один килограмм общего веса тела. Летальный исход наступает всего через несколько минут после попадания достаточного количества яда в организм. Однако это количество считается условным. Степень отравления зависит от способа попадания, физических особенностей человека и употребляемой пищи. При регулярном попадании в организм незначительных доз яда цианида отравление наступает постепенно, в течение длительного времени.
Доказано, что при попадании цианиды в организм, своеобразным антидотом к отравляющему свойству вещества является обычная глюкоза. Сахар способствует мгновенному окислению соединений синильной кислоты и солей калия. Поэтому люди, контактирующие с ядовитыми соединениями, обычно имеют при себе несколько кусочков сахара. При первых же симптомах отравления, они его съедают, чтобы нейтрализовать действие ядовитых соединений.
Стрельникова Е.
(«ХиЖ», 2011, №3)
«Я достал из поставца шкатулку с цианистым калием и положил ее на стол рядом с пирожными. Доктор Лазаверт надел резиновые перчатки, взял из нее несколько кристалликов яда, истер в порошок. Затем снял верхушку пирожных, посыпал начинку порошком в количестве, способном, по его словам, убить слона. В комнате царило молчанье. Мы взволнованно следили за его действиями. Осталось положить яд в бокалы. Решили класть в последний момент, чтобы отрава не улетучилась...»
Это не отрывок детективного романа, а слова принадлежат не вымышленному персонажу. Здесь приведены воспоминания князя Феликса Юсупова о подготовке одного из известнейших в российской истории преступлений — убийства Григория Распутина. Произошло оно в 1916 году. Если до середины XIX века главным помощником отравителей был мышьяк, то после внедрения в криминалистическую практику метода Марша (см. статью , «Химия и жизни», № 2, 2011) к мышьяку прибегали всё реже. Зато все чаще стал использоваться цианид калия, или цианистый калий (цианистый кали, как его называли раньше).
Что это такое...
Цианид калия - это соль циановодородной, или синильной, кислоты Н-СN, его состав отражает формула KCN. Синильную кислоту в виде водного раствора впервые получил шведский химик Карл Вильгельм Шееле в 1782 году из желтой кровяной соли K 4 . Читатель уже знает, что Шееле разработал первый метод качественного определения мышьяка (см. «Мышь, мышьяк и Калле-сыщик»). Он же открыл химические элементы хлор, марганец, кислород, молибден и вольфрам, получил мышьяковую кислоту и арсин, оксид бария и другие неорганические вещества. Свыше половины известных в XVIII веке органических соединений также выделил и описал Карл Шееле.
Безводную синильную кислоту получил в 1811 году Жозеф Луи Гей-Люссак. Он же установил ее состав. Циановодород - это бесцветная летучая жидкость, закипающая при температуре 26°C. Корень «циан» в его названии (от греч. - лазурный) и корень русского названия «синильная кислота» сходны по смыслу. Это не случайно. Ионы CN – образуют с ионами железа соединения синего цвета, в том числе состава KFe. Это вещество используется в качестве пигмента гуаши, акварельных и прочих красок под названиями «берлинская лазурь», «милори», «прусская синяя». Возможно, вам эти краски знакомы по наборам гуаши или акварели.
Авторы детективов дружно утверждают, что синильная кислота и ее соли имеют «запах горького миндаля». Конечно, синильную кислоту они не нюхали (равно как и автор этой статьи). Информация о «запахе горького миндаля» почерпнута из справочников и энциклопедий. Есть и другие мнения. Автор «Химии и жизни» А. Клещенко, окончивший химический факультет МГУ и знакомый с синильной кислотой не понаслышке, в статье «Как отравить героя» («Химия и жизнь», 1999, № 2) пишет, что запах синильной кислоты не похож на миндальный.
Авторы детективов пали жертвами давнего заблуждения. Но с другой стороны, справочник «Вредные химические вещества» тоже специалисты составляли. Можно было бы, в конце концов, получить синильную кислоту и понюхать ее. Но что-то страшновато!
Остается предположить, что восприятие запахов - дело индивидуальное. И то, что одному напоминает запах миндаля, для другого не имеет с миндалем ничего общего. Эту мысль подтверждает Питер Макиннис в книге «Тихие убийцы. Всемирная история ядов и отравлений»: «В детективных романах непременно упоминается аромат горького миндаля, который связан с цианистым натрием, цианистым калием и цианистым водородом (синильной кислотой), однако лишь 40–60 процентов обычных людей способны хотя бы почувствовать этот специфический запах». Тем более что житель средней полосы России с горьким миндалем, как правило, не знаком: его семена, в отличие от сладкого миндаля, в пищу не употребляют и в продажу не поступают.
...и зачем его едят?
К миндалю и его запаху вернемся позже. А сейчас - о цианистом калии. В 1845 году немецкий химик Роберт Бунзен, один из авторов метода спектрального анализа, получил цианид калия и разработал способ его промышленного производства. Если сегодня это вещество находится в химических лабораториях и на производстве под строгим контролем, то на рубеже XIX и XX веков цианистый калий был доступен любому (включая злоумышленников). Так, в рассказе Агаты Кристи «Осиное гнездо» цианистый калий купили в аптеке якобы для уничтожения ос. Преступление сорвалось только благодаря вмешательству Эркюля Пуаро.
Энтомологи использовали (и до сих пор используют) небольшие количества цианида калия в морилках для насекомых. Несколько кристаллов яда кладут на дно морилки и заливают гипсом. Цианид медленно реагирует с углекислым газом и парами воды, выделяя циановодород. Насекомые вдыхают отраву и погибают. Заправленная таким образом морилка действует более года. Нобелевский лауреат Лайнус Полинг рассказывал, как его снабжал цианистым калием для изготовления морилок завхоз стоматологического колледжа. Он же и научил мальчика обращаться с этим опасным веществом. Дело было в 1912 году. Как видим, в те годы к хранению «короля ядов» относились довольно легкомысленно.
Откуда у цианистого калия такая популярность среди преступников настоящих и вымышленных? Причины понять нетрудно: вещество хорошо растворимо в воде, не обладает выраженным вкусом, летальная (смертельная) доза невелика - в среднем достаточно 0,12 г, хотя индивидуальная восприимчивость к яду, конечно, различается. Высокая доза цианида калия вызывает почти мгновенную потерю сознания, а затем паралич дыхания. Добавим сюда доступность вещества в начале XIX века, и выбор заговорщиков-убийц Распутина становится понятным.
Синильная кислота так же ядовита, как и цианиды, но неудобна в применении: имеет специфический запах (у цианидов он очень слаб) и не может быть использована незаметно для жертвы, к тому же из-за высокой летучести опасна для всех окружающих, а не только для того, кому она предназначена. Но и она находила применение как отравляющее вещество. Во времена Первой мировой войны синильная кислота была на вооружении французской армии. В некоторых штатах США ее использовали для казни преступников в «газовых комнатах». Применяется она также и для обработки вагонов, амбаров, судов, заселенных насекомыми, - принцип тот же, что и у морилки юного Полинга.
Как он действует?
Пора разобраться, как же действует такое нехитрое по составу вещество на организм. Еще в 60-х годах XIX века было установлено, что венозная кровь отравленных цианидами животных имеет алый цвет. Это свойственно, если вы помните, артериальной крови, богатой кислородом. Значит, отравленный цианидами организм не способен усваивать кислород. Синильная кислота и цианиды каким-то образом тормозят процесс тканевого окисления. Оксигемоглобин (соединение гемоглобина с кислородом) впустую циркулирует по организму, не отдавая кислород тканям.
Причину этого явления разгадал немецкий биохимик Отто Варбург в конце 20-х годов ХХ века. При тканевом дыхании кислород должен принять электроны от вещества, подвергающегося окислению. В процессе передачи электронов участвуют ферменты под общим название «цитохромы». Это белковые молекулы, содержащие небелковый геминовый фрагмент, связанный с ионом железа. Цитохром, содержащий ион Fe 3+ , принимает электрон от окисляемого вещества и превращается в ион Fe 2+ . Тот, в свою очередь, передает электрон молекуле следующего цитохрома, окисляясь до Fe 3+ . Так электрон передается по цепи цитохромов, подобно мячу, который «цепочка баскетболистов передает от одного игрока к другому, неумолимо приближая его к корзине (кислороду)». Так описал работу ферментов тканевого окисления английский биохимик Стивен Роуз. Последний игрок в цепочке, тот, который забрасывает мяч в кислородную корзину, называется цитохромоксидазой. В окисленной форме он содержит ион Fe 3+ . Эта форма цитохромоксидазы и служит мишенью для цианид-ионов, которые могут образовывать ковалентные связи с катионами металлов и предпочитают именно Fe 3+ .
Связывая цитохромоксидазу, цианид-ионы выводят молекулы этого фермента из окислительной цепи, и передача электрона кислороду срывается, то есть кислород клеткой не усваивается. Был обнаружен интересный факт: ежики, находящиеся в зимней спячке, способны переносить дозы цианида, во много раз превосходящие смертельную. А причина в том, что при низкой температуре усвоение кислорода организмом замедляется, как и все химические процессы. Поэтому уменьшение количества фермента переносится легче.
У читателей детективов иногда возникает представление, что цианистый калий - самое ядовитое вещество на Земле. Вовсе нет! Никотин и стрихнин (вещества растительного происхождения) в десятки раз более ядовиты. О мере ядовитости можно судить по массе токсина на 1 кг веса лабораторного животного, которая требуется для наступления смерти в 50% случаев (LD 50). Для цианида калия она равна 10 мг/кг, а для никотина - 0,3. Далее идут: диоксин, яд искусственного происхождения - 0,022 мг/кг; тетродотоксин, выделяемый рыбой фугу, - 0,01 мг/кг; батрахотоксин, выделяемый колумбийской древесной лягушкой, - 0,002 мг/кг; рицин, содержащийся в семенах клещевины, - 0,0001 мг/кг (подпольную лабораторию террористов по изготовлению рицина раскрыли британские спецслужбы в 2003 году); β-бунгаротоксин, яд южноазиатской змеи бунгарос, - 0,000019 мг/кг; токсин столбняка - 0,000001 мг/кг.
Наиболее ядовит ботулинический токсин (0,0000003 мг/кг), который вырабатывается бактериями определенного вида, развивающимися в анаэробных условиях (без доступа воздуха) в консервах или колбасе. Разумеется, сначала они должны туда попасть. И время от времени попадают, особенно в консервы домашнего производства. Домашняя колбаса сейчас встречается редко, а когда-то именно она нередко была источником ботулизма. Даже название болезни и ее возбудителя произошло от латинского botulus - «колбаса». Ботулиническая бацилла в процессе жизнедеятельности выделяет не только токсин, но и газообразные вещества. Поэтому вздувшиеся консервные банки не стоит вскрывать.
Ботулинический токсин - нейротоксин. Он нарушает работу нервных клеток, которые передают импульс к мышцам. Мышцы перестают сокращаться, наступает паралич. Но если взять токсин в низкой концентрации и воздействовать точечно на определенные мышцы, организм в целом не пострадает, зато мышца окажется расслабленной. Препарат и называется «ботокс» (ботулинический токсин), это и лекарство при мышечных спазмах, и косметическое средство для разглаживания морщин.
Как видим, самые ядовитые на свете вещества создала природа. Добывать их гораздо сложнее, чем получить нехитрое соединение КСN Понятно, что цианид калия и дешевле, и доступнее.
Однако не всегда применение цианистого калия в преступных целях дает гарантированный результат. Посмотрим, что пишет Феликс Юсупов о событиях, происходивших в подвале на Мойке студеной декабрьской ночью 1916 году:
«...Я предложил ему эклеры с цианистым калием. Он сперва отказался.
Не хочу, - сказал он, - больно сладкие.
Однако взял один, потом еще один. Я смотрел с ужасом. Яд должен был подействовать тут же, но, к изумлению моему, Распутин продолжал разговаривать, как ни в чем не бывало. Тогда я предложил ему наших домашних крымских вин...
Я стоял возле него и следил за каждым его движением, ожидая, что он вот-вот рухнет...
Но он пил, чмокал, смаковал вино, как настоящие знатоки. Ничего не изменилось в лице его. Временами он подносил руку к горлу, точно в глотке у него спазм. Вдруг он встал и сделал несколько шагов. На мой вопрос, что с ним, он ответил:
А ничего. В горле щекотка.
Яд, однако, не действовал. «Старец» спокойно ходил по комнате. Я взял другой бокал с ядом, налил и подал ему.
Он выпил его. Никакого впечатления. На подносе оставался последний, третий бокал.
В отчаянии я налил и себе, чтобы не отпускать Распутина от вина...»
Все напрасно. Феликс Юсупов поднялся к себе в кабинет. «...Дмитрий, Сухотин и Пуришкевич, едва я вошел, кинулись навстречу с вопросами:
Ну что? Готово? Кончено?
Яд не подействовал, - сказал я. Все потрясенно замолчали.
Не может быть! - вскричал Дмитрий.
Доза слоновья! Он все проглотил? - спросили остальные.
Все, - сказал я».
Но все-таки цианид калия оказал некоторое действие на организм старца: «Голову он свесил, дышал прерывисто...
Вам нездоровится? - спросил я.
Да, голова тяжелая и в брюхе жжет. Ну-ка, налей маленько. Авось полегчает».
Действительно, если доза цианида не столь велика, чтобы вызвать мгновенную смерть, на начальной стадии отравления ощущаются царапанье в горле, горький вкус во рту, онемение рта и зева, покраснение глаз, мышечная слабость, головокружение, пошатывание, головная боль, сердцебиение, тошнота, рвота. Дыхание несколько учащенное, затем делается более глубоким. Некоторые из этих симптомов Юсупов заметил у Распутина. Если на этой стадии отравления поступление яда в организм прекращается, симптомы исчезают. Очевидно, отравы оказалось для Распутина маловато. Стоит разобраться в причинах, ведь организаторы преступления рассчитали «слоновью» дозу. Кстати, о слонах. Валентин Катаев в своей книге «Разбитая жизнь, или Волшебный рог Оберона» описывает случай со слоном и цианистым калием.
В дореволюционные времена в одесском цирке-шапито Лорбербаума впал в ярость слон Ямбо. Поведение взбесившегося слона стало опасным, и его решили отравить. Как вы думаете чем? «Его решили отравить цианистым кали, положенным в пирожные, до которых Ямбо был большой охотник», - пишет Катаев. И далее: «Я этого не видел, но живо представил себе, как извозчик подъезжает к балагану Лорбербаума и как служители вносят пирожные в балаган, и там специальная врачебная комиссия... с величайшими предосторожностями, надев черные гуттаперчевые перчатки, при помощи пинцетов начиняют пирожные кристалликами цианистого кали...» Не правда ли, очень напоминает манипуляции доктора Лазоверта? Следует только добавить, что воображаемую картину рисует себе мальчик-гимназист. Не случайно этот мальчик впоследствии стал известным писателем!
Но вернемся к Ямбо:
«О, как живо рисовало мое воображение эту картину... Я стонал в полусне... Тошнота подступала к сердцу. Я чувствовал себя отравленным цианистым кали... Мне казалось, что я умираю... Я встал с постели и первое, что я сделал, это схватил «Одесский листок», уверенный, что прочту о смерти слона. Ничего подобного!
Слон, съевший пирожные, начиненные цианистым кали, оказывается, до сих пор жив-живехонек и, по-видимому, не собирается умирать. Яд не подействовал на него. Слон стал лишь еще более буйным».
О дальнейших событиях, произошедших со слоном и с Распутиным, можно прочитать в книгах. А нас интересуют причины «необъяснимого нонсенса», как писал о случае со слоном «Одесский листок». Таких причин - две.
Во-первых, HCN - очень слабая кислота. Такая кислота может быть вытеснена из своей соли более сильной кислотой и улетучиться. Даже угольная кислота сильнее синильной. А угольная кислота образуется при растворении углекислого газа в воде. То есть под действием влажного воздуха, содержащего и воду, и углекислый газ, цианид калия постепенно превращается в карбонат:
KCN + H 2 O + CO 2 = HCN + KHCO 3
Если цианид калия, который использовали в описанных случаях, долго хранился в контакте с влажным воздухом, он мог и не подействовать.
Во-вторых, соль слабой циановодородной кислоты подвержена гидролизу:
KCN + H 2 O = HCN + КОН.
Выделяющийся циановодород способен присоединяться к молекуле глюкозы и других сахаров, содержащих карбонильную группу:
СН 2 ОН-СНОН-СНОН-СНОН-СНОН-СН=О + HC≡N →
СН 2 ОН-СНОН-СНОН-СНОН-СНОН-СНОН-С≡N
Вещества, образующиеся в результате присоединения циановодорода по карбонильной группе, называют циангидринами. Глюкоза - продукт гидролиза сахарозы. Люди, работающие с цианидами, знают, что для профилактики отравления следует держать за щекой кусочек сахара. Глюкоза связывает цианиды, находящиеся в крови. Та часть яда, которая уже проникла в клеточное ядро, где в митохондриях происходит тканевое окисление, для сахаров недоступна. Если у животного повышенное содержание глюкозы в крови, оно более устойчиво к отравлению цианидами, как, например, птицы. То же наблюдается и у больных сахарным диабетом. При поступлении в организм небольших порций цианидов организм может обезвредить их самостоятельно с помощью глюкозы, содержащейся в крови. А при отравлении в качестве антидота используют 5%-ный или 40%-ный растворы глюкозы, вводимые внутривенно. Но это средство действует медленно.
И для Распутина, и для слона Ямбо цианидом калия начинили пирожные, содержащие сахар. Съедены они были не сразу, а тем временем цианид калия выделил синильную кислоту, и она присоединилась к глюкозе. Часть цианида определенно успела обезвредиться. Добавим, что на сытый желудок отравление цианидами происходит медленнее.
Есть и другие противоядия к цианидам. Во-первых, это соединения, легко отщепляющие серу. В организме содержатся такие вещества - аминокислоты цистеин, глутатион. Они, как и глюкоза, помогают организму справиться с малыми дозами цианидов. Если же доза большая, в кровь или мышцу можно специально ввести 30%-ный раствор тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 (или Na 2 SO 3 S). Он реагирует в присутствии кислорода и фермента роданазы с синильной кислотой и цианидами по схеме:
2HCN + 2Na 2 S 2 O 3 + О 2 = 2НNCS + 2Na 2 SO 4
При этом образуются тиоцианаты (роданиды), гораздо менее вредные для организма, чем цианиды. Если цианиды и синильная кислота относятся к первому классу опасности, то тиоцианаты - вещества второго класса. Они отрицательно влияют на печень, почки, вызывают гастрит, а также угнетают щитовидную железу. У людей, систематически испытывающих воздействие небольших доз цианидов, возникают заболевания щитовидной железы, вызванные постоянным образованием тиоцианатов из цианидов. Тиосульфат в реакции с цианидами более активен, чем глюкоза, но тоже действует медленно. Обычно его используют в комбинации с другими антицианидами.
Второй тип антидотов против цианидов - это так называемые метгемоглобинобразователи. Название говорит о том, что эти вещества образуют из гемоглобина метгемоглобин (см. «Химию и жизнь», 2010, № 10). Молекула гемоглобина содержит четыре иона Fe 2+ , а в метгемоглобине они окислены до Fe 3+ . Поэтому он не способен обратимо связывать кислород Fe 3+ и не переносит его по организму. Это может произойти под действием веществ-окислителей (среди них оксиды азота, нитраты и нитриты, нитроглицерин и многие другие). Ясно, что это яды, «выводящие из строя» гемоглобин и вызывающие гипоксию (кислородную недостаточность). «Порченный» этими ядами гемоглобин не переносит кислород, но зато способен связывать цианид-ионы, которые испытывают непреодолимое влечение к иону Fe 3+ . Попавший в кровь цианид связывается метгемоглобином и не успевает попасть в митохондрии клеточных ядер, где неизбежно «перепортит» всю цитохромоксидазу. А это гораздо хуже, чем «испорченный» гемоглобин.
Американский писатель, биохимик и популяризатор науки Айзек Азимов объясняет это так: «Дело в том, что в организме имеется очень большое количество гемоглобина... Геминовые же ферменты присутствуют в очень незначительных количествах. Уже нескольких капель цианида оказывается достаточно, чтобы разрушить большую часть этих ферментов. Если это случается, конвейер, окисляющий горючие вещества организма, останавливается. Через несколько минут клетки тела погибают от недостатка кислорода столь же неотвратимо, как если бы кто-нибудь схватил человека за горло и попросту задушил его».
В этом случае мы наблюдаем поучительную картину: одни яды, вызывающие гемическую (кровяную) гипоксию, тормозят действие других ядов, тоже вызывающих гипоксию, но другого типа. Прямая иллюстрация русского идиоматического выражения: «вышибать клин клином». Главное - не переборщить с метгемоглобинобразователем, чтобы не поменять шило на мыло. Содержание метгемоглобина в крови не должно превышать 25–30% от общей массы гемоглобина. В отличие от глюкозы или тиосульфата метгемоглобин не просто связывает цианид-ионы, циркулирующие в крови, но и помогает «испорченному» цианидами дыхательному ферменту освободиться от цианид-ионов. Это происходит благодаря тому, что процесс соединения цианид-ионов с цитохромоксидазой обратим. Под действием метгемоглобина уменьшается концентрация этих ионов в плазме крови - а в результате новые цианид-ионы отщепляются от комплексного соединения с цитохромоксидазой.
Реакция образования цианметгемоглобина тоже обратима, поэтому со временем цианид-ионы снова поступают в кровь. Чтобы связать их, одновременно с антидотом (обычно нитритом) в кровь вводят раствор тиосульфата. Наиболее эффективна смесь нитрита натрия с тиосульфатом натрия. Она способна помочь даже на последних стадиях отравления цианидами - судорожной и паралитической.
Где с ним можно встретиться?
Имеет ли шанс обычный человек, не герой детективного романа, отравиться цианидом калия или синильной кислотой? Как любые вещества первого класса опасности, цианиды хранятся с особыми предосторожностями и недоступны рядовому злоумышленнику, если только он не сотрудник специализированной лаборатории или цеха. Да и там подобные вещества на строгом учете. Однако отравление цианидами может произойти и без участия злодея.
Во-первых, цианиды встречаются в природе. Цианид-ионы входят в состав витамина В 12 (цианокоболамина). Даже в плазме крови здорового человека на 1 л приходится 140 мкг цианид-ионов. В крови курящих людей содержание цианидов в два с лишним раза больше. Но такие концентрации организм переносит безболезненно. Другое дело, если с пищей поступят цианиды, содержащиеся в некоторых растениях. Тут возможно серьезное отравление. В ряду источников синильной кислоты, доступных каждому, можно назвать семена абрикосов, персиков, вишен, горького миндаля. В них содержится гликозид амигдалин.
Амигдалин принадлежит к группе цианогенных гликозидов, образующих при гидролизе синильную кислоту. Этот гликозид был выделен из семян горького миндаля, за что и получил свое название (греч. μ - «миндаль»). Молекула амигдалина, как и положено гликозиду, состоит из сахаристой части, или гликона (в данном случае это остаток дисахарида генцибиозы), и несахаристой части, или агликона. В остатке генцибиозы, в свою очередь, гликозидной связью связаны два остатка β-глюкозы. В роли агликона выступает циангидрин бензальдегида - манделонитрил, вернее, его остаток, связанный с гликоном гликозидной связью.
При гидролизе молекула амигдалина распадается на две молекулы глюкозы, молекулу бензальдегида и молекулу синильной кислоты. Это происходит в кислой среде или под действием фермента эмульсина, содержащегося в косточке. Из-за образования синильной кислоты один грамм амигдалина - смертельная доза. Это соответствует 100 г ядрышек абрикосовых косточек. Известны случаи отравления детей, съевших по 10–12 косточек абрикоса.
В горьком миндале содержание амигдалина в три - пять раз выше, но есть его косточки вряд ли захочется. В крайнем случае следует подвергнуть их нагреванию. При этом разрушится фермент эмульсин, без которого гидролиз не пойдет. Именно благодаря амигдалину семена горького миндаля имеют свой горький вкус и миндальный запах. Точнее, миндальный запах имеет не сам амигдалин, а продукты его гидролиза - бензальдегид и синильная кислота (запах синильной кислоты мы уже обсуждали, а вот запах бензальдегида, без сомнения, миндальный).
Во-вторых, отравление цианидами может произойти на производстве, где они используются для создания гальванических покрытий или для извлечения благородных металлов из руд. Ионы золота и платины образуют с цианид-ионами прочные комплексные соединения. Благородные металлы не способны окисляться кислородом, потому что их оксиды непрочны. Но если кислород действует на эти металлы в растворе цианида натрия или калия, то образующиеся при окислении ионы металла связываются цианид-ионами в прочный комплексный ион и металл полностью окисляется. Сам цианид натрия благородных металлов не окисляет, но помогает окислителю осуществить его миссию:
4Au + 8NaCN + 2H 2 O = 4Na + 4NaOH.
Рабочие, занятые в таких производствах, испытывают хроническое воздействие цианидов. Цианиды ядовиты и при попадании в желудок, и при вдыхании пыли и брызг при обслуживании гальванических ванн, и даже при попадании на кожу, особенно если на ней есть ранки. Недаром доктор Лазоверт надевал резиновые перчатки. Был случай смертельного отравления горячей смесью, содержащей 80% которая попала рабочему на кожу.
Даже не занятые в горно-обогатительном или на гальваническом производстве люди могут пострадать от цианидов. Известны случаи, когда в реки попадали сточные воды таких производств. В 2000, 2001 и 2004 году Европа была встревожена выбросами цианидов в воды Дуная на территории Румынии и Венгрии. Это приводило к тяжелым последствиям для обитателей рек и жителей прибрежных поселков. Отмечались случаи отравления рыбой, выловленной в Дунае. Поэтому нелишне знать меры предосторожности при обращении с цианидами. И читать в детективах про цианистый калий будет интереснее.
Список используемой литературы:
Азимов А.
Химические агенты жизни. М.: Издательство иностранной литературы, 1958.
Вредные химические вещества. Справочник. Л.: Химия, 1988.
Катаев В.
Разбитая жизнь, или Волшебный рог Оберона. М.: Советский писатель, 1983.
Оксенгендлер Г. И.
Яды и противоядия. Л.: Наука, 1982.
Роуз С.
Химия жизни. М.: Мир, 1969.
Энциклопедия для детей «Аванта+». Т.17. Химия. М.: Аванта+, 2001.
Юсупов Ф.
Мемуары. М.: Захаров, 2004.
