Яды и противоядия

В литературе подчас встречаются противоречивые толкования понятия «антидот».[39] Однако современное его значение, по мнению большинства авторов, должно включать:

а) вещества, инактивирующие яды посредством прямого химического (или физико-химического) взаимодействия с ними в организме;

б) вещества, устраняющие последствия воздействия ядов на биологические структуры.

Но являясь однозначным, этот ответ на вопрос, что такое антидот, основывается на следующем, известном в токсикологии в течение многих лет определении: «Противоядием (оно называется по традиции также антидотом, т. е. даваемым против) называется лекарство, применяемое при лечении отравлений, т. е. нарушений здоровья, вызываемых вредным воздействием какого-либо химического агента (яда), и способствующее либо обезвреживанию последнего, либо предупреждению и устранению токсического эффекта».[40] Итак, применяя антидоты, стремятся, с одной стороны, при помощи специальных химических препаратов воспрепятствовать действию ядов на организм, а с другой — нормализовать или по крайней мере затормозить развивающиеся при этом неблагоприятные функциональные сдвиги в различных органах и системах. Понятно, что чем большее распространение будут иметь сведения о сущности действия и способах применения противоядий, тем более успешными станут мероприятия по предотвращению отравлений и ликвидации их последствий. Справедливость этих слов можно проиллюстрировать хотя бы такими примерами. Известно, что глюкоза инактивирует проникшую в организм синильную кислоту и ее соли. В определенных условиях такое широко распространенное вещество, как питьевая сода, может также стать противоядием, поскольку обезвреживает некоторые кислоты. Не зная этого, трудно рассчитывать на успех в оказании помощи при отравлениях названными ядами, даже если под рукой окажутся сахар и сода.

Из истории антидотов

Появлению эффективных противоядий предшествовал долгий путь исканий многих поколений человечества. Естественно, что начало этого пути связано с тем временем, когда людям стали известны яды. В Древней Греции существовало убеждение, что против любого яда должно применяться свое противоядие. Этот принцип, одним из авторов которого был Гиппократ, поддерживался и другими выдающимися представителями медицины в течение многих веков, хотя, конечно, в химическом смысле тогда не существовало каких-либо оснований для таких утверждений. Тем не менее признание представителями древней медицины за противоядиями особо специфических целебных свойств само по себе является примечательным, ибо в дальнейшем отдельные антидоты стали наделять многими свойствами. Так, в книге Никандра из Колофана (185–135 гг. до н. э.) под названием «Алексифармака» можно уже встретить упоминание о подобных антидотах. Примерно к этому времени надо отнести и знаменитый антидот понтийского царя Митридата VI Эвпатора (120–63 гг. до н. э.), состоявший из 54 частей. Он включал опий, различные растения, высушенные и растертые в порошок части тела змеи. Имеются свидетельства, что Митридат принимал свой антидот ежедневно малыми дозами чтобы выработать невосприимчивость к отравлениям любыми ядами.[41] Впоследствии на его основе было создано другое универсальное противоядие под названием «терьяк», которое в течение многих веков применялось в разных странах для лечения отравленных, хотя обладало только успокаивающим и болеутоляющим действием. Описание универсального противоядия есть и у Плиния Второго (23–73 гг. н. э.). Таким противоядием он считал молоко.

Во II–I веках до н. э. при дворах некоторых царей специально изучали действие ядов на организм, причем сами монархи не только проявляли интерес к этим исследованиям, но иногда даже принимали в них личное участие. Объясняется это тем, что в те времена яды нередко применялись для убийств прежде всего с политическими целями. В частности, для этого использовали змей, укус которых рассматривался как кара богов. Так, например, царь Митридат и его придворный врач ставили опыты над приговоренными к смерти людьми, которых они подвергали укусам ядовитых змей и на которых испытывали различные способы лечения. Впоследствии она составили «Тайные мемуары» о ядах и противоядиях, которые тщательно охранялись. В 66 г. до н. э. эти мемуары были захвачены римским полководцем Помпеем и по его приказу переведены на латинский язык.[42]

Но, пожалуй, наиболее интересные сведения о противоядиях содержатся в произведении выдающегося врача античной эпохи Клавдия Галена (129–199 гг. н. э.), которое так и называлось — «Антидоты». В нем Гален приводит список важнейших из существовавших тогда противоядий, которые затем в течение почти двух веков находили практическое применение. Гален считал, что применение лекарств, в том числе противоядий, должно в основном соответствовать принципу «противоположное противоположным». Так, он различал охлаждающие, согревающие и вызывающие гниение яды, а в качестве противоядия рекомендовал вещества, восстанавливающие нарушенное в организме равновесие. Например, при отравлении опием, считавшимся охлаждающим ядом, рекомендовались согревающие процедуры.

Надо отметить, что в первом тысячелетии н. э. наука о ядах и противоядиях мало продвинулась вперед. В сочинениях этой эпохи можно найти взгляды и предписания античных авторов, например Галена, Никандра из Колофана, множество рекомендаций, основанных на религиозных представлениях и схоластических умозаключениях. В частности, в те времена и вплоть до Средних веков и эпохи Возрождения упорно поддерживалась вера в единый механизм (принцип) действия ядов, а значит и в то, что побеждены они могут быть только универсальными антидотами. Одним из веществ такого рода длительно считался безоар — измельченный желчный камень, извлекавшийся у жвачных животных и нашедший широкое применение в качестве противоядия наружного и внутреннего использования при различных отравлениях и заболеваниях. Увлечение идеей создания противоядия многостороннего действия продолжалось и в более позднюю эпоху, что видно на примере антидота Маттиомуса (1618 г.), включавшего около 250 компонентов. В медицинских книгах XVII и XVIII вв. все еще можно было найти упоминания о безоаре и других подобных антидотах как о чудесных и верных средствах против всех ядов и заразных болезней.

Еще в древности широко было распространено требование к противоядиям (как, впрочем, и к лекарствам вообще) как к средствам, способствующим изгнанию яда из организма или притягивающим его к себе. Считалось также, что эти вещества должны возбуждать соответствующие функции организма с целью скорейшего освобождения его от токсичного агента. Поэтому с давних времен высоко ценились лекарства, вызывавшие рвоту, понос, усиленное мочеотделение, потоотделение, слюноотделение.[43] Надо сказать, что и до настоящего времени рвотные, слабительные и мочегонные средства играют немалую роль в лечебных мероприятиях по удалению ядовитых веществ из организма.

Для раннего средневековья наиболее ценным с точки зрения практических рекомендаций по борьбе с отравлениями следует признать знаменитый «Канон врачебной науки» Абу-Али Ибн-Сины (Авиценны) (980–1037 гг.), созданный в период с 1012 по 1023 г. В нем описано 812 лекарств растительного, животного и минерального происхождения и среди них немало противоядий. Вообще Ибн-Сина придавал противоядиям большое значение. В то время на Востоке были распространены умышленные отравления, в особенности посредством подмешивания яда к пище. Поэтому в «Каноне» даются специальные советы, как уберечься от яда, и подчеркивается, что попадание яда в пищеварительный тракт после еды облегчает течение отравлений. В «Каноне» приводится немало конкретных советов по применению противоядий при различных интоксикациях.[44] Например, отравленным солями предписывалось молоко и масло, а отравленным железными опилками и окалиной — магнитный железняк, который, как тогда считалось, собирает рассеивающиеся в организме железо и другие металлы. Особое место в сочинениях Ибн-Сины занимает описание укусов ядовитых членистоногих и змей и способов борьбы с их последствиями. Не оставил он без внимания и кишечные отравления, в частности ядовитыми грибами и испорченным мясом. В качестве противоядий Ибн-Сина рекомендовал антидот Митридата, а также инжир, цитварный корень, терьяк, вино.

В начале XII в. на Востоке получило известность сочинение одного из последователей Ибн-Сины — Зайнуддина Джурджани под названием «Сокровище Хорезмшаха», написанное на таджикском языке (фарси). Это многотомный труд, который содержит большое число оригинальных сведений о характере и механизмах действия различных токсических веществ, о способах лечения отравлений. Что касается противоядий, то Джурджани описывает в основном те из них, которые упоминались еще античными авторами. Немало рекомендаций по наиболее рациональному использованию противоядий приводится в другом средневековом медицинском трактате, известном под названием «Салернский кодекс здоровья» и составленном Арнольдом из Виллановы (1235–1311 гг.).[45] Это замечательное произведение содержит множество медицинских рекомендаций по борьбе с отравлениями, изложенных в стихотворной форме. Вообще слова «яд» и «противоядие» довольно часто употребляются в «Кодексе». Вот только 2 примера:

Интересно отметить, что еще за 3–4 века до Арнольда из Виллановы в том же Салерно был создан практический труд под названием «Антидотарий» — книга наиболее употребительных средств борьбы с отравлениями.

Нередко художественные произведения средневековых авторов строились на сюжетах, связанных с использованием ядовитых веществ, иногда в них описывались способы, позволявшие предотвращать отравления или бороться с ними. Подчас слова «яд» и «противоядия» в этих произведениях приобретали иносказательный смысл: под ядом понималось зло, а противоядие олицетворяло положительные качества человека. Например, выдающийся персидский поэт Саади (XIII в.), напутствуя своего героя, восклицает:

Множество советов, рецептов и правил по борьбе с отравлениями содержалось и в других сочинениях древности, немало их передавалось из поколения в поколение у разных народов. Так, у индейцев как антидот против яда отравленных стрел использовался табак, причем его употребляли не через рот, а в виде табачного клистира. Некоторые приемы предупреждения отравлений становились обрядами и должны были исполняться всеми членами общины (рода, племени). Иногда они использовались лишь избранными, привилегированными людьми. Например, в книге доминиканского монаха Ажилду да-Эспиноса (XVII в.) описан способ создания резистентности к ядам с помощью самих ядов. Одна из глав этой книги так и называется — «О яд ядущих». В ней да-Эспиноса так описал обряд, существовавший на территории нынешней провинции Катанга (республика Заир): «… по вечерам король деревни и с ним уважаемые люди, которых мы бы назвали его министрами, изгнав из дома жен, детей и рабов, принимались в огромном котле варить некую жидкость, изрядно зловонную и гнусного вида, причем размешивал ее увешанный ужасными амулетами старик, без сомнения, местный колдун…». Потом, как пишет да-Эспиноса, король и министры по очереди пили адскую жидкость, предварительно размешав се с водой и медом диких пчел. На недоуменные вопросы монаха ему ответили, что это яд, а пьют его каждый день по небольшой дозе для того, чтобы стать невосприимчивым к отраве, «буде захочет ею воспользоваться некий злонамеренный человек». На глазах у высказавшего недоверие да-Эспиноса отвар дали выпить собаке. Не прошло и десяти минут, как несчастное животное задергалось в предсмертных судорогах. Колдун предложил выпить монаху, но тот отказался. «Теперь и я убедился в том, что это яд. По моему разумению, тут не обошлось без диявола, а я не сомневался, что мне он помогать не станет…».[47] Нетрудно заметить, что в этом описании содержится нечто сходное со способом создания невосприимчивости к яду, применявшимся царем Митридатом. Кстати, у Ибн-Сины также можно найти описание привыкания к токсичным веществам, использовавшееся даже в политических целях: невольниц, которые в результате длительного употребления небольших доз яда, например аконитина, приобретали к нему резистентность, подсылали для убийства людей, имевших с ними общение.[48]

Качественно иной этап развития учения об антидотах связан со становлением химии как науки и, в частности, — с выяснением химического состава многих ядов. Этот этап начался с конца XVIII в., и его можно считать переходным к нашему времени. Некоторые из созданных в конце XVIII и начале XIX в. противоядий существуют и поныне. Прежде всего в химических лабораториях того времени в сотрудничестве с медиками были найдены противоядия — нейтрализаторы ядовитых веществ, которые образовывали с ядами нетоксичные нерастворимые в воде соединения. Вначале такие антидоты, основанные главным образом на реакциях замещения и двойного обмена, демонстрировались в пробирках, что позволило скоро внедрить их в практику. Неверно было бы, однако, думать, что с этого времени развитие антидотнои терапии отравлений протекало гладко. Долго еще сказывалось отрицание многими исследователями возможности использования химических знаний для понимания жизненных процессов, а также тех явлений, которые наблюдаются в организме при применении лекарственных веществ. Тем не менее создание специфических средств борьбы с отравлениями в последующие годы продвинулось вперед. В противовес идее об универсальном антидоте все большее число открываемых химических реакций ложилось в основу новых противоядий. Предпринимались и попытки обезвреживания ядов в желудочно-кишечном тракте, причем наряду с адсорбцией применялось их осаждение и нейтрализация. Так, уже в 1800 г. были использованы карбонат кальция, гидрокарбонат натрия и окись магния для нейтрализации кислот в организме.[49] В 1806 г. немецкий химик К. Ф. Маркс предложил глауберову соль и сульфат магния как средства осаждения ионов бария. В последующие годы были введены в практику лечения отравлений и другие химические антидоты: органические кислоты и йод против алкалоидов, железо-синеродистый калий и сульфид железа против ядовитых металлов, гидрат закиси железа против мышьяка.[50] Но применение подобных антидотов вплоть до середины XIX в. было произвольным и не базировалось на экспериментах на животных, что резко снижало реальное значение противоядий и не позволяло научно прогнозировать их действие на человеческий организм. К тому же недостаток знаний о его строении и функциях затруднял понимание сущности антидотного эффекта.

Хотя в деле создания специфических антидотов в первой половине XIX в. были достигнуты определенные успехи, продолжались и попытки реализовать старую идею создания универсального противоядия. Вносилось немало предложений, которые, по мысли их авторов, должны были привести к использованию веществ, способных одномоментно инактивировать многие яды. Такими «всеобщими» антидотами объявлялся уксус, мыло,[51] жженая магнезия, дубильная кислота, уголь животного и растительного происхождения. Из перечисленных веществ наиболее цепным противоядием оказался уголь из-за сильно выраженных сорбционных свойств, что лежит в основе неспецифической фиксации им различных веществ. Любопытен путь внедрения угля в практику борьбы с отравлениями. Несмотря на то что уже в XV в. было известно, что древесный уголь обесцвечивает окрашенные растворы, лишь в конце XVIII в. это к тому времени забытое свойство угля было снова открыто. Как антидот уголь упоминается в литературе только в 1813 г. В последующие годы в химических лабораториях ряда стран уголь применялся при постановке многих опытов. Так, было обнаружено (1829 г.), что растворы различных солей при пропускании через древесный уголь теряют металлы. Но экспериментальное доказательство антидотной значимости угля было получено только в 1846 г. Гарродом. В опытах на морских свинках, собаках и кроликах этот ученый доказал, что животных можно защитить от отравляющего действия стрихнина, аконитина, синильной кислоты и других сильнодействующих ядов посредством введения им в желудок животного угля. Тем не менее в течение второй половины XIX в. и даже в начале XX в. уголь не признавался в качестве антидота. Случилось так, что к концу XIX столетия применение угля для оказания помощи при отравлениях было забыто, и только начиная с 1910 г. можно наблюдать второе рождение угля как антидота. Это связано с именем чешского фармаколога Виховского, который разработал способ медицинской оценки и стандартизации активированных углей[52] с помощью пробы с метиленовым синим. Поскольку антидотные свойства угля определяются его адсорбционной активностью, то успехи физической химии в начале XX столетия заставили по-новому оценить существо его действия и дали толчок к получению углесодержащих адсорбентов с большой пористостью (площадью поверхности) из различных веществ растительного и животного происхождения. Здесь надо отметить заслуги выдающегося русского химика Н. Д. Зелинского и его учеников (Н. А. Шилова и др.) в разработке методов активации угля для противогаза. Известно, что во время первой мировой войны английские и французские инженеры приезжали в Россию к Н. Д. Зелинскому для знакомства с технологией производства противогазовых углей.

Возвращаясь к химическим противоядиям, надо упомянуть о трудном пути внедрения антидота против сулемы — яда, достаточно распространенного и в наше время. Химическое взаимодействие сулемы с сернистыми соединениями превращает ее в практически неядовитую сернистую ртуть. Такого рода реакция была известна еще в 70-х годах XVIII в., о ней упоминал также в начале XIX в. виднейший французский токсиколог Орфила и затем (вплоть до 20-х годов нашего столетия) многие другие исследователи. Несмотря на это, только в 1933 г. в качестве эффективного противосулемового антидота Стржижевским был предложен стабилизированный раствор, содержащий сульфиды натрия и магния.[53] Такой разрыв во времени, как отметил профессор В. М. Карасик (1962), возник прежде всего вследствие недостаточного контакта между медициной и химией, запаздыванием медицины в использовании результатов, достигнутых другими науками.

До сих пор речь в основном шла о таких антидотах, которые эффективны до всасывания яда в кровь из пищеварительного тракта, т. е. непосредственно реагируют с ядом и обезвреживают его. Что касается антидотного воздействия на уже проникший в кровеносное русло яд, то по крайней мере до конца XIX-начала XX в. оно или совсем не допускалось, или же оспаривалось, причем сомнения на этот счет высказывались и отдельными выдающимися представителями медицинской науки. Утверждалось, например, что все средства борьбы с отравлениями бессильны, если яд обнаружен во внутренних средах организма и тем более если он подействовал на определенные рецепторные структуры. Вот почему создание и внедрение в практику многих противоядий, обезвреживающих яды после их проникновения в кровеносное русло и в различные органы, явилось важным этапом развития аптидотной терапии интоксикаций. В числе таких препаратов — отечественный антидот унитиол, комплексообразователи, метгемоглобинообразующие антидоты, без которых в настоящее время практическая токсикология обойтись не может.

Конец 60-х годов прошлого века ознаменовался появлением качественно нового типа противоядий — веществ, которые сами не реагируют с ядами, но устраняют или предупреждают нарушения в организме, возникающие при отравлениях. Именно тогда немецкие ученые Шмидсберг и Коппе впервые показали антидотные свойства атропина[54] при отравлении ядом мухомора — мускарином. В последующем было доказано, что атропин способен блокировать (экранировать) те рецепторные структуры в организме, возбуждение которых определяет стравляющее действие мускарина. Таким образом, яд и эффективно действующее противоядие не вступают в непосредственный контакт. Этот фундаментальный факт спустя несколько десятилетий стал предпосылкой к изучению сущности функционального антагонизма комбинирующихся в организме веществ, о чем подробно речь пойдет в дальнейшем. Попутно отметим, что кроме широко применяющегося и теперь атропина в настоящее время существует большое число атропиноподобных противоядий, в основном синтетических веществ.

Что касается других видов эффективных противоядий, которые сейчас имеются на вооружении практической токсикологии, то они создавались в новейшее время, главным образом в последние 2–3 десятилетия. В их числе вещества, возвращающие активность или замещающие поврежденные ядами биологические структуры или же восстанавливающие жизненно важные биохимические процессы, нарушенные токсичными агентами. Надо иметь также в виду, что немало антидотов находится в стадии экспериментальной разработки и, кроме того, отдельные старые антидоты периодически совершенствуются. Но обо всем этом — в последующих главах.

Большой вклад в изучение токсических свойств многих ядов и в разработку способов борьбы с отравлениями внесли русские ученые. Еще М. В. Ломоносов в знаменитом «Слове о пользе химии» (1751 г.) пророчески предвидел роль, которую со временем должно играть химическое направление в медицине. Так, его известное положение — «медик без довольного познания в химии совершен быть не может» — в наши дни имеет все возрастающее значение. Вообще в деле привлечения химических знаний к практике оказания помощи при отравлениях русские ученые занимали передовые позиции. Одним из таких ученых был Александр Алексеевич Иовский (1796–1857 гг.). С 1836 г. он читал в Московском университете лекции по общей химии, фармакологии и токсикологии и как талантливый исследователь был направлен для усовершенствования своих знаний за границу, где работал в лабораториях Дэви, Фарадея, Гей-Люссака, Берцелиуса. В своей речи «О важности химических исследований в кругу науки и искусства» (1827 г.) А. А. Иовский говорил о том, что «примеси, подмеси, доброкачественность, худокачественность пищи, питья, воздуха, лекарств, исследование отравлений — все это суть предметы, которые озаряются светом химии».[55] А. А. Иовскому принадлежит «Руководство к распознаванию ядов, противоядий и важнейшему определению первых как в организме, так и вне оного посредством химических средств, названных реактивами». В этой книге приводился список часто встречавшихся в то время ядов: кислот, щелочей, соединений ртути, мышьяка, свинца, сурьмы и др. Автор описал также важнейшие признаки отравлений, «средства избавления от яда» и реактивы, необходимые для обнаружения ядов.

Далее надо назвать современника А. А. Иовского, видного фармаколога и токсиколога Александра Петровича Нелюбина (1785–1858 гг.) — многолетнего руководителя кафедры фармации Медико-хирургической академии. А. П. Нелюбин был автором широко известного в то время двухтомного руководства по судебно-медицинской химии и общей токсикологии (1851 г.). Особый интерес представляют имеющиеся в этом руководстве сведения по оказанию первой помощи и лечению отравленных. Автор точно и кратко излагает соответствующие мероприятия:

1) удалить как можно поспешнее яд из желудка,

2) разложить или нейтрализовать яд с помощью химических средств,

3) лечить болезнь, возникшую от вредного действия яда.[56]

Надо отметить, что уже тогда А. П. Нелюбин подчеркивал особую значимость применения при отравлениях различных способов искусственного дыхания, а также предписывал использовать «нервные, оживляющие, возбуждающие и аналептические средства». И в дальнейшем ученые России обращались к актуальным токсикологическим вопросам и много ценного внесли в дело создания эффективных противоядий. Например, ученик А. П. Нелюбина профессор Ю. К. Трапп (1814–1908 гг.) был автором книги под примечательным названием: «Руководство для первых пособий при отравлении и для химического исследования ядов» (СПб., 1863). Другой крупный отечественный токсиколог профессор Петербургской медико-хирургической академии Е. В. Пеликан (1824–1884 гг.) в одной из своих монографий писал: «Действие ядов определяется их химическим составом или свойством, числом и расположением частиц, их образующих: поэтому вещества, аналогично составленные и представляющие симметрические реакции, оказывают аналогию в образе действия. Тела, принадлежащие к одному и тому же типу, действуют аналогически».[57] Этот материалистический взгляд на сущность токсического эффекта во многом предвосхитил пути раскрытия молекулярного механизма действия ядов, что в свою очередь явилось научной основой создания антидотных средств.

Видную роль в создании современных противоядий сыграли советские ученые. Значительный вклад в этом направлении был сделан известным фармакологом и токсикологом, заслуженным деятелем науки профессором Н. В. Лазаревым (1895–1974 гг.). На его произведениях, касающихся основных теоретических и практических сторон лекарственного воздействия на токсический процесс, формировалось не одно поколение советских токсикологов. Многие ученики и сотрудники Н. В. Лазарева постоянно обращались к «антидотным» вопросам и немало сделали для разработки ряда эффективных противоядий. Большое место проблема антидотов занимала в научной деятельности крупного ученого — академика АМН СССР В. М. Карасика (1894–1964 гг.), ряд трудов которого специально был посвящен разработке основных вопросов теории антидотов, а также историческим аспектам этой проблемы. Большие заслуги в создании современных противоядий принадлежат киевской школе токсикологов во главе с академиком АМН СССР А. И. Черкесом и профессором Н. В. Луганским. Надо особо отметить роль этих исследователей во внедрении действенных противоядий в практику лечения и профилактики ряда профессиональных интоксикаций. При этом проявилось плодотворное содружество токсикологов и химиков-синтетиков. Значительно продвинули вперед токсикологическую науку труды коллектива ученых под руководством академика АМН СССР С. Н. Голикова. Их работа ознаменовалась серьезными достижениями в изучении биохимической сущности действия многих ядов и решении актуальных задач лечения отравлений, в том числе антидотного. Разработке многих теоретических и практических проблем современной токсикологии посвящены исследования советских ученых: Ж. И. Абрамовой, И. Д. Гадаскиной, Ю. С. Кагана, С. И. Локтионова, И. Г. Мизюковой, М. Я. Михельсона, В. В. Петрунькина, В. И. Розенгарта, Н. В. Саватеева, И. В. Санецкого, Г. А. Степанского, Ю. Н. Стройкова, Л. А. Тиунова, В. А. Филова и др. Совместно со своими сотрудниками они внесли весомый вклад в изучение молекулярных механизмов и количественных закономерностей токсических процессов и создание современных антидотов.[58]

Яд и противоядие — фармакологические антагонисты

Совершенно очевидно, что прямое или опосредованное взаимодействие противоядия и токсичного вещества в организме должно носить антагонистический характер. Точнее говоря, антидотный эффект в его фармакологическом значении является результатом такого совместного действия веществ, которое выражается в полном или частичном ослаблении биологической активности одного вещества другим. В последнее время в области изучения интимных механизмов антагонизма различных веществ достигнуты определенные успехи. Мы рассмотрим некоторые основные положения теории антагонистических отношений биологически активных химических агентов в той мере, в какой это необходимо для понимания молекулярных основ действия антидотов.[59]

Вначале надо отметить, что термин «антагонизм» в токсикологическом смысле имеет собирательное значение. Во-первых, взаимоотношения яда и антидота могут основываться на физическом, точнее — физико-химическом, антагонизме, который проявляется главным образом адсорбцией ядов такими веществами, как например активированный уголь. Будучи фармакологически инертными препаратами, сорбентные антидоты реализуют свое действие в основном еще до всасывания ядов в кровь за счет неспецифической фиксации их молекул. Тем самым ослабляется токсический эффект из-за уменьшения концентрации молекул яда в биофазе — среде, непосредственно окружающей биоструктуры. Подобным образом действуют окись цинка, белая глина (каолин),[60] крахмальный клейстер, а также ионообменные смолы — катиониты и аниониты, используемые, например, при отравлениях солями тяжелых металлов, алкалоидами, хлорированными углеводородами. Защитная мощность сорбентов подчас весьма значительна. Например, 1 г активированного угля, принятого внутрь, может связать несколько сотен миллиграммов сулемы или стрихнина. Однако существуют и такие адсорбенты, которые, способны связывать свободно циркулирующие в кровеносном русле атомы тяжелых металлов, микробные токсины, медикаментозные вещества. Одно из таких противоядий — поливинилпирролидон, точнее, его полимерные фракции с молекулярной массой около 12000 следующего строения:

Оказалось (и это особенно ценно), что данный препарат не только сорбирует вещества, растворенные в крови, но и освобождает белки плазмы и даже клеток от фиксированных ими частиц ядовитых соединений.[61] Практическое применение нашел водно-солевой раствор поливинилпир-ролидона под названием гемодез.

Далее, яд и антидот могут вступать в химическое взаимодействие, и тогда принято говорить о химическом антагонизме. Следствием этого типа антагонизма являются реакции образования нерастворимых и, как правило, нетоксичных (или малотоксичных) соединений, как это имеет место при упоминавшихся реакциях взаимодействия глюкозы с цианидами или двууглекислой соды с кислотами. Химический антагонизм веществ сопровождается также взаимным подавлением их диссоциации или растворимости. При этом обезвреживание ядов вследствие химической трансформации или связывания их молекул может осуществляться как до их проникновения в кровеносное русло, так и при их циркуляции в нем или даже после фиксации биологической структурой. О нескольких фармакологических агентах, нейтрализующих токсичные вещества за счет простых реакций замещения и двойного обмена, уже шла речь в связи с историей противоядий. Вот еще иллюстрация данного аптидотного механизма:

AgNO₃+NaCl→NaNO₃+AgCl↓.

Из этой реакции следует, что поваренная соль является противоядием при интоксикации (передозировке) нитратом серебра.[62] Таков же принципиальный механизм действия и комбинированных препаратов, например антидота против мышьяка (antidotum arsenici), содержащего сульфат железа и окись магния. Сюда должны быть причислены дитиоловые противоядия и комплексоны, антидотное действие которых основано также на реакциях замещения и двойного обмена и о которых речь подробно пойдет в дальнейшем. В данной подгруппе антидотов имеются вещества, химически связывающие целые молекулы или биологически активные радикалы ядов с превращением в безвредные недиссоциирующие соединения, а также необратимо трансформирующие яды с образованием нетоксичных или значительно менее токсичных соединений. Это, в частности, реализуется посредством гидролитических и окислительно-восстановительных реакций. Так, многие ФОС быстро гидролизуются в щелочной среде:

Вот почему при попадании ФОС на кожу и слизистые оболочки в качестве противоядий рекомендуют использовать растворы щелочей.

Определенное значение имеет обезвреживание яда за счет реакций окисления, что можно видеть на примере взаимодействия гидразина с перекисью водорода:

N₂H₂+2Н₂O₂→N₂+4Н₂O.

Однако в присутствии уксусной кислоты перекись водорода действует как восстановитель, что используется при отравлениях перманганатом калия:[63]

2КМnO₄+5Н₂O₂+6СН₃CООН→2Мn(СН₃СОО)₂+2СН₃СООК+3Н₂О+5O.

В то же время КМnO₄ применяют при отравлении различными органическими соединениями для окисления их в менее токсичные вещества (например, морфин окисляется в малотоксичный оксиморфин). К разбираемым антидотам надо отнести и органические кислоты (лимонную, уксусную, виннокаменную и др.), которые в малых концентрациях целесообразно применять при отравлениях щелочами. В свою очередь, и щелочные реагенты — жженая магнезия, углекислые соли, в частности мел (СаСО₃), — рекомендуются как противоядия, нейтрализующие в организме кислоты. Можно назвать еще несколько практически значимых химических противоядий, превращающих яды в малорастворимые соединения: танин,[64] связывающий алкалоиды и некоторые соли (например, цинка) с образованием нетоксичных таннатов; сульфат меди, осаждающий фосфор; хлорид кальция, переводящий растворимые соли фтора в осадок. Учитывая принципиальное сходство механизма действия сорбентных и химических противоядий (непосредственное взаимодействие с ядом), целесообразно их рассматривать как одну группу, объединив названием антидотыпрямого действия.

И наконец, принципиально иной и значительно более сложный тип антагонизма яда и антидота наблюдается тогда, когда они взаимодействуют не прямо, а косвенно, через различные биоструктуры, оказывая на них стимулирующее или угнетающее действие. Такой антагонизм называется функциональным. Прежде чем раскрыть сущность данного явления, необходимо охарактеризовать те элементы клеток, с которыми взаимодействуют яды и антидоты вследствие своей структурной специфичности. В этой связи важнейшим является понятие «клеточные рецепторы» или просто «рецепторы». В молекулярной токсикологии ими принято называть компоненты белковых, мукополисахаридных или липидных молекул, которые расположены внутри или на поверхности клеток и которые способны взаимодействовать с токсичным агентом или антидотом, вызывая специфический эффект. Часто понятие «рецептор» отождествляется с активными центрами ферментов, т. е. функциональными группировками атомов, непосредственно реагирующими с молекулами биологически активных веществ.[65] Следовательно, токсикологическое (фармакологическое) значение слова «рецептор» отличается от физиологического, которое, как известно, определяет рецепторы как составной элемент нервной системы, воспринимающий раздражение.

Как подчеркнул профессор И. В. Комиссаров, для понимания молекулярного механизма фармакологического эффекта необходимо разграничивать понятия «рецептор», «рецепторная биохимическая структура» и «реактивная биохимическая система», имея в виду, что каждое предыдущее относится к последующему как часть к целому: если рецептор — это субмолекулярное образование, то структура — понятие молекулярного порядка (рецепторный белок), а реактивная биохимическая система включает ряд белковых и небелковых молекул, через которые реализуются взаимосвязанные ферментно-химические процессы. Не касаясь различных сложных, подчас противоречивых и недостаточно изученных сторон существа функционального антагонизма комбинирующихся в организме веществ, отметим зависимость конечного эффекта от соотношения доз яда и антидота, а также от числа и функционального состояния тех рецепторов (структур), которые являются объектом их воздействия.[66]

Один из видов функционального антагонизма для токсикологии имеет особое значение. Это — конкурентный антагонизм при взаимодействии яда и антидота с одними и теми же рецепторами клеток, что приводит (в зависимости от их концентрации) к определенному эффекту, свойственному одному из этих комбинирующихся в организме веществ. Отсюда следует, что сущность конкурентного антагонизма состоит именно в том, что присутствие в организме антагониста уменьшает число рецепторов, способных взаимодействовать с агонистом (в нашем примере — с токсичным фармакологическим агентом), а его итогом, как правило, является противоположное по направлению действие яда и антидота на одни и те же клеточные элементы. Иной характер взаимоотношений яда и антидота можно видеть на примере так называемого независимого антагонизма.[67] О нем принято говорить тогда, когда яд и антидот действуют на разные клеточные элементы или на функционально различные и самостоятельные рецепторные биохимические структуры одних и тех же клеток и тем самым стимулируют или тормозят те или иные физиологические функции.

Интерес токсикологов проявляется еще к одному виду функционального антагонизма, известному под названием неконкурентного антагонизма. Считается, что 2 вещества — яд и антидот — неконкурентно действуют на биохимическую рецепторную структуру, если они реагируют с достаточно удаленными друг от друга, но взаимозависимыми ее функциональными группами (рецепторами). В том случае, когда данная структура представлена ферментом, одно из комбинирующихся веществ взаимодействует с его активным центром (центрами), а другое — с участком фермента вне активного центра. Последний называют аллостерическим в отличие от изостерического, который включает активные центры фермента. Воздействуя на аллостерический участок рецепторной структуры, антидот может изменять функциональные свойства активного центра и благодаря этому влиять на прочность его связи с молекулой яда. С точки зрения возможного применения антидотов, естественно, наибольший интерес представляет такое неконкурентное взаимодействие двух веществ, которое приводит к ослаблению или подавлению эффекта одного из них. Таким образом, различные виды функционального антагонизма взаимодействующих в организме химических веществ дают основание рассматривать как особую группу такие антидоты, специфический эффект которых проявляется без непосредственного их контакта с ядом. Поэтому вполне будет оправдано их объединение под общим названием антидоты непрямого действия.

Антидоты как лечебные препараты

Еще в 1818 г. Орфила сформулировал четкие требования, которым должно удовлетворять противоядие. Он считал, что это название можно присвоить веществу, обладающему следующими свойствами:[68]

1) необходимо, чтобы его можно было принимать большими дозами без всякой опасности;

2) оно должно действовать на яд, будь то жидкий или твердый, при температуре человеческого тела или еще более низкой;

3) его действие должно быть быстрым;

4) оно должно связываться с ядом в среде желудочного, слизистого, содержащего желчь и других соков, которые могут содержаться в желудке;

5) наконец, действуя на яд, оно должно лишать его вредных свойств.

Эти положения в большой степени сохраняют свое значение и в настоящее время. Так, весьма современно звучит требование о необходимости быстрого действия противоядий и об устойчивости их по отношению к пищеварительным сокам. Однако не следует забывать, что во времена Орфила были известны только те антидоты, которые непосредственно реагируют с ядами. Поэтому,. естественно, тогда не учитывались такие новые их свойства, как например способность воздействовать па определенные физиологические функции или защищать биологические структуры от токсического влияния.

Надо иметь в виду, что многие современные противоядия — сильнодействующие, а подчас и весьма токсичные синтетические препараты. Следовательно, применение их возможно только в определенных допустимых дозах, и тем из антидотов, которые при прочих равных условиях обладают большой терапевтической широтой, токсикологи отдают предпочтение. К сожалению, большинство быстродействующих современных антидотов разрушается в желудочно-кишечном тракте, что диктует необходимость вводить их в организм парентерально, т. е. посредством подкожных, внутримышечных и внутривенных инъекций, а также в виде вдыхаемого аэрозоля. Понятно, что данное обстоятельство затрудняет применение многих антидотов во внебольничной обстановке. Однако в последнее время созданы специальные приспособления в виде шприцев-тюбиков различных типов, с помощью которых можно вводить антидоты внутримышечно и подкожно в порядке само- и взаимопомощи на производстве и в домашних условиях. Вместе с тем химики-синтетики и токсикологи стремятся создать такие антидотные препараты, которые бы сохраняли свое фармакологическое действие при приеме внутрь. Одним из них является тарен — таблетированный антидот, используемый при интоксикациях фосфорорганическими ядами.