Cianidai: cheminė CN grupė — savybės, toksiškumas ir priešnuodžiai

Cianidai - tai cheminės medžiagos, kurių sudėtyje yra cianogrupės C≡N. Organiniai junginiai, kuriuose yra CN grupės, vadinami nitrilais. Toje grupėje anglies atomas turi tris cheminius ryšius su azoto atomu. Šios grupės yra daugelyje medžiagų: nuo paprastų druskų iki sudėtingų natūralių junginių. Tos medžiagos, iš kurių gali išsiskirti CN junginys, yra labai nuodingos, jei išlaisvinamas laisvas cianidas arba vandenilio cianidas (HCN).

Kai kurios bakterijos, grybai ir dumbliai gali gaminti cianidus. Cianidų taip pat yra tam tikruose maisto produktuose ar augaluose, pvz., manijokasuose (manioke arba kassava) ir kai kuriuose migdolų arba vyšnių sėklose, kur jie esti kaip cianogeniniai glikozidai. Tokių junginių vaidmuo gamtoje dažnai yra apsauga nuo žolėdžių – jie mažina tikimybę, kad augalą suės gyvūnai.

Populiariojoje kultūroje dažnai sakoma, kad cianidai yra labai toksiški. Tai iš dalies teisinga: kai kurie cianidai yra labai pavojingi, ypač laisvas vandenilio cianidas (HCN) ir druskos, kurios gali greitai išlaisvinti HCN rūgščioje terpėje. Pavyzdžiui, aptikus apsinuodijimą tokiomis metalų druskomis kaip taliu ar ceziumu, gydyme taikomas specialus agentas — prūsiškas mėlynasis (Prussian blue), kuris yra geležies ferrocianido kompleksas ir skirtingas nuo laisvo cianido; jis naudojamas tam, kad surištų ir padidintų tam tikrų radionuklidų ar sunkiųjų metalų pašalinimą iš organizmo.

Paprastai minimi nuodai yra vandenilio cianidas (HCN) ir į jį panašios cheminės medžiagos, pavyzdžiui, kalio cianidas (KCN) ir natrio cianidas (NaCN). Šios druskos yra vandenilio cianido dariniai, kurie vandenyje lengvai disocijuoja arba, esant rūgščiai aplinkai, atpalaiduoja HCN. Pavojingiausias junginys yra vandenilio cianidas, kuris yra dujos ir gali greitai žudyti įkvėpus.

Kaip cianidai veikia organizmą

Cianidai blokuoja ląstelių kvėpavimą – jie prisijungia prie mitochondrijų baltymų kompleksų, ypač prie citokromo c oksidazės, ir neleidžia deguoniui būti panaudotam energijos gamybai. Dėl to ląstelės negali gaminti ATP, vystosi ląstelių „metabolinė asfiksija“ (vidinis deguonies nebuvimas), greitai kaupiasi pieno rūgštis ir susidaro greita hipoksija, nepaisant to, kad kraujyje gali būti pakankamas deguonies kiekis.

Simptomai

• Pirmieji požymiai gali būti galvos skausmas, silpnumas, pykinimas, vėmimas, sumišimas, šleikštulys.
• Plaučių ir kvėpavimo eiga: greitas kvėpavimas (tachipnėja), kvėpavimo nepakankamumas, dusulys; įkvėpus HCN — ūmi kvėpavimo slopinimo rizika.
• Širdies ir kraujotakos sutrikimai: tachikardija, hipotenzija, kolapsas.
• Sunkiuose atvejuose greita sąmonės netekimas, traukuliai, kvėpavimo sustojimas ir mirtis.
• Galimas odos požymis — kartais pastebima raudona arba rožinė oda dėl kraujagyslių prikimšimo deguonimi, tačiau tai nėra patikimas simptomas.
• Chronic low-level exposure gali sukelti nuovargį, galvos skausmus, dirglumą, taip pat padidinti tiocianatų kiekį (skiriamojo produkto), kuris gali trukdyti skydliaukės veiklai ir sukelti strumą.

Šaltiniai ir rizikos situacijos

• Pramonė: metalurgija, kasyba (auksokasimo procesai), elektrolizė, fotoaparatūros, cianidų naudojimas pramoniniuose procesuose.
• Gaisrai: degant sintetinėms medžiagoms (pvz., poliuretanas, kita plastika, kai kurios tekstilės), dūmuose gali susidaryti cianidų — tai svarbi gaisrų aukų apsinuodijimų priežastis.
• Maistas: netinkamai paruošta maniokas (manijokasuose) arba kai kurios kitos augalinės kilmės žaliavos, kuriose yra cianogeninių glikozidų.
• Buityje / nusikaltimuose: cianidų druskos ir vandenilio cianidas buvo naudojami kaip nuodai arba teroro priemonė.
• Natūralios kilmės: tam tikros bakterijos, grybai ir dumbliai gali sintetinti cianidus.

Pirmoji pagalba ir gydymas

• Nutraukite ekspoziciją: išneškite nukentėjusįjį į gryną orą, užtikrinkite saugumą ir asmeninės apsaugos priemones gelbėtojams (HCN yra labai toksiškos dujos).
• O2 terapija: duotas deguonis gali padėti, bet ne visada atkuria ląstelių kvėpavimą, nes problema yra cheminė blokada.
• Gydomosios priemonės ir antagonikai:
  • Hidroksokobalaminas reaguoja su cianidu ir susidaro cianokobalaminas, kurį inkstai gali saugiai pašalinti. Šis priešnuodžių rinkinys parduodamas prekiniu pavadinimu Cyanokit ir 2006 m. buvo patvirtintas JAV Maisto ir vaistų administracijos (FDA).
  • Natrio nitritas + natrio tiocianatas / natrio tiosulfatas: nitritas sukelia methemoglobinemiją, kuri gali surišti cianidą, o tiocianatas (perferoles procesą per fermentą rhodanese) padeda konvertuoti cianidą į mažiau toksišką tiocianatą, kuris išsiskiria su šlapimu. Tačiau nitritų skyrimas turi rizikų (ypač širdies ligoniams ar vaikams) ir turi būti atliekamas tik gydytojams.
  • Kiti: kai kuriais atvejais taikomas kepenų ar kraujo palaikymas, intensyvios terapijos priemonės, gydoma hipotenzija ir traukuliai, atliekama simptominė terapija.
• Diagnozė: kraujo cianido kiekio nustatymas, padidėjęs serumo pieno rūgšties (laktato) kiekis rodo sunkų ląstelinį kvėpavimo sutrikimą; būklė vertinama greitos pagalbos skyriuje.
• Pastaba: namudiniai „priešnuodžiai“ neturėtų būti taikomi be medicininės priežiūros — kreipkitės į skubios medicinos pagalbos tarnybas.

Prevencija ir sauga

• Pramonėje: griežti darbo saugos reikalavimai, ventiliacija, nuolatinė aplinkos stebėsena, cianidų detektoriai, apsauginės priemonės ir darbuotojų mokymas.
• Gaisrų atveju: pirmas prioritetas – greitas evakavimas ir profesionali gelbėjimo tarnybų pagalba; dūmuose gali būti cianido ir anglies monoksido mišinys.
• Maisto product safety: manioką reikia tinkamai apdoroti (mirkyti, fermentuoti, gerai išvirti), kad sumažintų cianogeninių junginių kiekį.
• Namų ūkyje: neleiskite vaikams prie produktų, kuriuose gali būti cianidų, ir saugokite chemikalus nuo prieigos.

Metabolizmas ir aplinkos likimas

Organizme cianidas dalinai neutralizuojamas fermento rhodanese pagalba, kuris paverčia jį tiocianatu, išskiriamu su šlapimu. Kai kurios bakterijos geba skilinti cianidus, todėl biologinis skilimas aplinkoje yra svarbus jų eliminuojant. HCN yra poliarus, bet laki medžiaga — jis gali greitai sklisti ore. Cianidų jonai vandenyje gali būti susaistyti metalais arba oksiduoti ir degraduoti, priklausomai nuo aplinkos sąlygų.

Santrauka: cianidai yra cheminės medžiagos su CN grupe, kurių laisvas arba atpalaiduojamas vandenilio cianidas gali būti labai toksiškas. Rizika kyla iš pramoninių procesų, gaisrų, tam tikrų augalų ir netinkamai apdoroto maisto. Esant įtarimui dėl apsinuodijimo, kuo greičiau nuvesti į gryną orą, skambinti pagalbos tarnyboms ir, jei reikia, skirti specifinį gydymą (pvz., hidroksokobalaminą).

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra cianidas?

K: Kokie yra kai kurie cianidų šaltiniai?

K: Ar visi cianidai yra labai toksiški?

K: Kokios rūšies nuodai yra vandenilio cianidas (HCN)?

K: Kaip augalai naudoja cianidus?

K: Ką reiškia CN?

Paieška pagal raidę