Уголь. В XV веке уже было известно, что уголь способен обесцвечивать окрашенные растворы. Но это свойство было вновь открыто лишь 300 лет спустя. Первые упоминания об угле как антидоте относятся к 1813 году. Но лишь в 1846 году в опытах на животных была доказана значимость угля: морских свинок, кроликов и собак он защищал от отравлений стрихнином, аконитином и синильной кислотой. Впрочем, настоящий угольный бум начался с 1910 г., когда уголь научились активировать. Название произошло от его пористости и, следовательно, увеличенной, активированной способности поглощать вещества. Такая структура получается при пропускании воздуха или водяного пара через раскаленный уголь. Разработанные методы оценки и стандартизации активированных углей дали толчок к созданию целого ряда углесодержащих адсорбентов.
В начале XIX века появились первые противоядия, иногда не потерявшие своего значения и поныне. Самой простой была реакция, дающая с ядовитым соединением нерастворимую форму, которая уменьшает всасывание яда в кровь из желудочно-кишечного тракта.
Например, при реакции соединений ртути (сулемы) с сероводородом образуется нерастворимый и нетоксичный сульфид. Но сероводородная вода неустойчива и требует специального приготовления. В настоящее время используется antidotummetallorum, в котором сероводородная вода изготавливается по способу Стрижевского, придающему ей стойкость. Алкалоиды с таннином дают нерастворимые таннаты, и в современный антидот добавляют таннин. Окисленная форма соединения часто теряет свою токсичность. При отравлении некоторыми алкалоидами применяют раствор марганцевокислого калия - сильного окислителя. Введение в желудок активированного угля приводит к сорбции ряда неорганических ядов на угле. Названные противоядия могут принести пользу, только если они применяются вскоре после отравления, пока яд еще не успел всосаться в кровь. Современная токсикология создает антидоты, действие которых было бы эффективно и когда яд циркулирует в крови и поступает в ткани.
До XX века врачи работали с теми антидотами, которые были эффективны до всасывания яда в кровь и которые обезвреживали его в ЖКТ (желудочно-кишечном тракте). Если яд попадал в кровь и связывался со специфичными рецепторами, все средства борьбы с отравлениями считались бессильными.
Но химия продолжала развиваться. В ее арсенале появились эффективные боевые газы, фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ). Токсикологии пришлось срочно подтягиваться и искать меры противодействия. Так в 1960-х годах исследователи пришли к атропину. Первоначально изучалось действие атропина при отравлении. Клиническая картина отравления ядом мухомора (мускарином) - слюно- и потоотделение, рвота, брадикардия, сужение зрачков, коллапс, нарушения дыхания, отек легких и смерть аналогична отравлению ФОВ. Атропин устраняет все эти явления. Немецким исследователям Шмидебергу и Коппе удалось установить, что атропин, через промежуточное звено, блокирует рецепторы, которые активирует яд. Так, яд и эффективно действующий антидот не вступают в непосредственный контакт. Это открытие стало мощным толчком к изучению сущности функционального антагонизма. Большинство применяемых в настоящее время противоядий действуют именно по этому принципу.
Антидот солям тяжелых металлов. И еще один антидот обязан своим появлением боевой химии. В ~1920 г. американский химик Уинфорд Ли Льюис (1878-1943) синтезировал хлорвинилдихлорарсин, органическое вещество, содержащее мышьяк (арсеноорганика). Его испытания показали необычайную эффективность отравляющего вещества (ОВ) кожно-нарывного действия. Люизит токсичен для человека при любых формах воздействия, способен проникать через защитные костюмы и противогаз; смертелен при попадании внутрь 5-10 мг/1кг массы тела.
Аналогичные работы велись в Германии, Великобритании, Японии, СССР. Ученым удалось раскрыть механизм действия люизита, что стало залогом успеха. Выяснилось, что этот яд тормозит углеводный обмен. Британские ученые Р.Питерс, Л.Стоукен и Р.Томсон предположили, что люизиту можно предложить «подсадную утку», чтобы яд связывался с подставной молекулой, не повредив организму. Они взяли трехатомный жирный спирт глицерин и вместо двух расположенных рядом гидроксильных групп (-ОН) ввели две тиоловые (-SH). (Тиоловые вещества - это производные ртути, свинца, кадмия, мышьяка).
Синтезированный 2,3-димеркаптопропанол получил название британского антилюизита (БАЛ). Сообщение об этом антидоте было опубликовано в 1946 г. в журнале Nature. Британский люизит (БАЛ) оказался не только подставным веществом, но и настоящим лекарством, полноценным антидотом. Его недостатком является то, что БАЛ обладал очень узким «терапевтическим окном». Его лечебная доза - сотые доли грамма, а токсическая - десятые, то есть при тяжелых отравлениях его использовать нельзя. Во-вторых, БАЛ плохо растворяется в воде, его введение возможно лишь в масляных растворах, что затрудняет всасывание в кровь и замедляет лечебное действие.
Решение было найдено в 1950 гг. токсикологами СССР - А.И. Черкеса и В.Е. Петрунькина. Ими был синтезирован и успешно испытан модифицированный БАЛ - 2,3-димеркаптопропансульфонат натрия - унитиол. Препарат получился более активным, лучше и быстрее проникал в кровь, обладал меньшими побочными явлениями. Но передозировка или повышенная чувствительность вызывала у пациентов головную боль, снижение давления и появление зудящей сыпи, из организма выводились жизненно необходимые микроэлементы - медь и марганец. Унитиол оказался эффективным антидотом против всех тиоловых ядов, к которым относятся соли тяжелых металлов. Рост промышленного производства привел к тому, что с ртутью, мышьяком, свинцом, кадмием и сурьмой с каждым годом контактировало все большее число людей. И росло число отравлений ими.
В 1945 г. в Англии в лаборатории Питерса был синтезирован 2,3 - британский антилюизит (БАЛ). Этот препарат должен был купировать токсичность люизита, использовавшегося в качестве боевого отравляющего вещества в конце I мировой войны. Люизит содержит в своей молекуле мышьяк и, как многие металлы и неметаллы (ртуть, мышьяк, кадмий, хром), входит в группу тиоловых ядов, токсическое действие которых зависит от их влияния на сульфгидрильные (SH-) группы белков и аминокислот. Защитное действие антидота объясняется тем, что его сульфгидрильные группы конкурируют с биологическими и вместо комплекса «яд-рецептор» образуется комплекс «яд-антидот», который постепенно выводится из организма через почки и желудочно-кишечный тракт. На этом же принципе основано действие отечественных защитных препаратов: унитиола и димеркаптоянтарной кислоты (сукцимера).
Сформировалась ещё одна важная точка зрения: яд необходимо как можно быстрее вывести из организма. Стали высоко цениться рвотные, мочегонные, слабительные, пото- и слюногонные лекарства. Этой точки зрения и этих методов детоксикации придерживается и современная токсикология. Группу современных антидотов при отравлении металлами составляют соединения, образующие с ними растворимые комплексы (хелаты), выводимые из организма с мочой.
Наука, изучающая действие ядов, называется токсикологией. Токсикология изучает физические и химические свойства ядов, механизмы их действия на живые организмы, признаки и картины поражения, изыскивает средства профилактики и лечения отравлений, а также формы и возможности полезного действия ядов. Появляются такие разделы, как токсикология металлов, пестицидов, полимеров, военная токсикология, токсикология замкнутых пространств и др.
С развитием химической науки и технологии стали применять синтетические яды, которые труднее определять. Началось соревнование отравителей и токсикологов: одни искали новые отравляющие вещества, другие-способы их обнаружения и лечения. В XX веке стали использовать сложные химические вещества, газы, радиоактивные вещества. Появились боевые отравляющие вещества (БОВ).