CC BY
12
Судимость ЦНС (снижение СПП). Дозу 0,1 мг/кг можно считать пороговой по токсикологическому признаку вредности. В дозе 0,01 мг/кг ХФ не вызывал существенных изменений изученных показателей.
Комплексная оценка полученных результатов и сравнение пороговых концентраций по всем изученным признакам вредности позволяет рекомендовать в качестве ПДК ХФ 0,07 мг/л. Изученное вещество следует отнести к 3-му классу опасности. Признак вредности — токсикологический.
Литература
1. Асланян Г. Д., Аветисян А. В., Арутюнян С. А. и др.// Журн. эксперим. и клин. мед.— 1985.—№ 4. — С. 339— 345.
2. Кореннан Я■ И., Сельмлнщук Н. Н. // Химия и технология воды. — 1986. — № 4. — С. 46—48.
3. Ланин С. Н„ Лигаен А. //., Никитин Ю. С. //Журн. аналит. химии. — 1986. — № 8, —С. 1411 — 1418.
Поступила 09.02.88
УДК 615.916:546.49
М. Н. Коршун
о токсичности НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ РТУТИ
Киевский научно-исследовательский филиал ГОСНИИХЛОРПРОЕКТа
На современном уровне развития биологии и токсикологии научный анализ данных о биологической активности (в том числе токсичности) неорганических производных металлов невозможен вне того перспективного и развиваемого в последнее время направления в бионеорганической химии, которое получило название химии координационных соединений. Если в прошлом ведущая роль в токсичности производных металлов отводилась катиону, то теперь ак цент делается как на изучении свойств молекулы в целом так и партнера металла по взаимодействию с биосубстра том. Такой подход обусловлен среди прочих причин и тем что попытки однозначно связать все проявления биологи ческого действия ионов металлов со свойствами элемента оказались несостоятельными.
С учетом предпочтительности в комплексообразова-нии [7] предложено различать три класса металлов: жесткий, мягкий и пограничный. Ионы металлов соответствующих классов получили название жестких, мягких и амфо-терпых кислот Льюиса. Аналогичные классы выделены среди рецепторов (лиганд). Как правило, ионы жестких металлов предпочитают координировать жесткие лиганды, ионы мягких металлов — мягкие лиганды, образующиеся при этом комплексы являются устойчивыми. Ионы пограничных металлов (амфотерные кислоты Льюиса) отличаются выраженным сродством к лигандам всех трех классов при трудной предсказуемости устойчивости образующихся комплексных соединений.
В целом токсичность металлов по величине среднесмер-тельной дозы для теплокровных животных при любых путях поступления в организм уменьшается с переходом от (мягких кислот Лыонса (Си, А^ Аи, Т1, Нд, В1, Р<1, Р0 к амфотерным (Мп, Ие, Со, Си, и др.) и, наконец, жестким (щелочные и щелочно-земельные металлы) кислотам. В то же время последовательность металлов по смертельному эффекту не соответствует таковой по биологическим эффектам на токсических уровнях, это связано с тем, что жесткие кислоты Льюиса, не вызывая смертельных эффектов, благодаря способности образовывать прочные недис-социирующие комплексы являются сильными конкурентами биоэлементов и приводят тем самым к дискоординацин обмена веществ [6].
Целесообразность проведения анализа токсичности неорганических ртутьсодержащих веществ с позиции химии координационных соединений определяется рядом обстоятельств. Во-первых, склонность к комплексообразованию является одним из наиболее важных химических свойств ртутн, обличающим ее от элементов как основной, так и побочной подгруппы II группы таблицы Д. И. Менделеева [4]. Во-вторых, именно Нд2+-ион, производные которого нашли широкое применение в народном хозяйстве, в отличие от ^2+она характеризуется выраженной способностью к комплексообразованию [5]. В связи с этим нельзя не отметить, что неорганические производные ртути (И), даже кислородсодержащие соли типа нитратов, подобны комплексным соединениям, а не ионным солям типа нитрата натрия,
а связь ртуть — лиганд во всех комплексах является кова-лентной [1]. Именно поэтому наряду с обозначением НдС1» в литературе фигурирует [НдОг]0. В третьих, ртуть в виде хелата с ЭДТА оказалась несколько ядовитее ртути в форме хлорида, хотя токсичность большинства элементов в виде хелата в 2—11 раз ниже токсичности их хлоридов [3]. Токсичность ртути (как элемента, так и солей) всегда рассматривалась в связи со способностью нона ртути к комплексообразованию. В связи с изложенным представляется правомерной попытка связать различную токсичность производных неорганической ртути (II) с влиянием аниона (А) на прочность связи Нд-А и изменением выраженности комп-лексообразующих свойств.
При изучении токсичности катионов наилучшие условия обеспечивались тогда, когда различные катионы сочетались с одним и тем же (желательно наиболее индифферентным, типа С1~) анионом. Напротив, если ставилась задача оценить биологическое действие анионов, то подбирали такую группу веществ, где бы различные кислотные остатки были связаны с одним и тем же (желательно малоактивным в биологическом отношении) катионом, например Ыа+. Наиболее полная подборка такого рода данных приведена Э. Н. Левиной [3]. Изученная нами [2] группа веществ характеризуется тем, что с высокоактивным катионом Hg:l+, относящимся к мягким кислотам Льюиса, связаны анионы, относящиеся ко всем трем классам оснований: мягким (Л-, БСЫ-), жестким (С1~, СН3СОО_, БО?-, N0^)
Вг -ЛР,-
СНтСОО Вг~ ш =С1= 9
способ =С1= Вг ш
г
Ш ЩШ Вг~ Ж
Ряды возрастания токсичности (по данным Ы)$») производных Нд (II) с различными анионами. о — псроральное введение крысам; б — нероральное введение мышам; в — внутрнбрюшинкое введение мышам: г —ианесеяие па кожу крысам; / — жесткие основания Лыонса; 2 — амфотерные основания Льюиса; 3 — мягкие основания Лыонса.
Общие константы нестойкости галоген- и псевдогалогенпроизводиых комплексов ртути (II) в водных растворах
Лнганд (Л) Тип комплекса
[Ий-А] t- [Нн-Л, О [Hg-A,] [Hg-A,]2-
К РК К РК К РК К РК
CI- 1,8-Ю-7 6,7 1,0- Ю-м 14,0 8,5 io-ч 14,1 8,5 Ю-ю 15,1
6,0 10-м 13,2
Вг- 0,9-10-° 9,1 2,0 Ю-18 17,7 2,8 10~2С 19,7 1,0 10~51 21,0
4,8 Ю-'8 17,3
I- 1,35-10"13 12,9 1,5 10-" 23,8 2,5 10"?е 27,6 1,0 10-зо 30,0
1,0 10-25 25,0 1,48 10-зо 29,8
SCH- 3.4 10-« 17,5 5,9 Ю-м 22,2
CN" 4,0 ю-4? 41,4
Примечание. К—константа нестойкости реакции типа Д".еАп +=t Me-f-пА; рК — отрицательный десятичный логарифм К.
амфотерным (Вг~). Зависимость токсичности неорганических производных ртути (II) от жесткости кислотных остатков представлены на схеме (см. рисунок). Последняя убеждает в том, что только при внутрибрюшинном введении мышам имеет место соответствие между токсичностью производных ртути (II) и степенью жесткости оснований, а именно токсичность веществ (иона Hg2+) нарастает в ряду жссткие<амфотерные<мягкие основания. Поскольку мягкие кислоты Льюиса предпочитают координировать мягкие лиганды, полученные данные свидетельствуют о том, что токсичность производных ртути (II) на уровне смертельных доз при любых, кроме внутрибрюшннного, путях поступления в организм слабо коррелирует с комплексообразовани-ем. Последнее может служить дополнительным аргументом в пользу вывода о том, что при внутрибрюшинном пути введения в организм токсичность производных металлов в наибольшей степени определяется факторами, характеризующими взаимодействие вещества с тканями организма, и в наименьшей мера — физико-химическими свойствами, •определяющими транспорт веществ в организме.
Сопоставление среднесмертельных доз галоген- и псевдо-галогенпроизводных ртути (II) при внутрибрюшинном введении с величинами общих констант нестойкости комплексов всех типов (в том числе типа [Hg-A2j° fIJ свидетельствует о том, что токсичность и способность к комплексо-образованню изменяются в целом параллельно (см. таблицу). На основании этого напрашивается неожиданный и на первый взгляд нелогичный вывод о том, что токсичность неорганических соединений ртути (II) типа [Hg-A|° возрастает с повышением прочности связи между металлом (катионом, кислотой по Льюису) и кислотным остатком (анионом, основанием Льюиса). Формальная нелогичность этого вывода определяется тем, что в основе токсического действия производных ртути, как известно, лежит взаимодействие Hg2+-HonoB с SH-группами белков, приводящее к инактивации ферментных систем, нормальное функционирование которых обязано наличию свободных SH-групп. Поэтому мы вправе ожидать более высокую токсичность тех веществ, молекулы которых легко отщепляют металл в виде иона, т. е. диссоциирующих соединений. Это, очевидно, и имеет место в условиях опытов in vitro. Проявление этой закономерности в условиях целостного организма затруднено и даже искажено в силу того, что Hg2+-non, высвободившись из вещества, начинает взаимодействовать с белками крови и тканей всего организма, а не только того критического органа, поражение которого определяет гибель животного (при воздействии неорганических производных ртути (II) —почек). Целостный организм как бы защищает критический орган, мобилизуя для защиты другие ткани и органы. Эффект такой защиты (при прочих равных усло-
виях) зависит от темпов (скорости) высвобождедшя иона металла из молекулы вещества. Если это высвобождение начинается относительно быстро, когда вещество разносится кровыо по всем органам и системам и его содержание в тканях определяется преимущественно их васкуляриза-цией, то эффект защиты критического органа со стороны целостного организма выражен значительно. Если же высвобождение нона металла начинается после того как наступила стадия перераспределения вещества в организме и он преимущественно накопился в органе-мишени, то эффект защиты последнего со стороны целостного организма минимален. Высвобождаясь в органах-мишенях, ^2+-ноны связывают БН-группы тканевых белков именно данных органов, превращая их в критический орган (почки — при воздействии неорганических соединений, ЦНС — при воздействии алкилртутных соединений, почки и кишечник —• при воздействии феиилртутиых соединений).
Выводы. 1. Комплексообразование как одно из отличительных физико-химических свойств элемента ртути должно учитываться в первую очередь при оценке биологической активности и токсичности ртутьсодержащих соединений.
2. Токсичность галоген- и псевдогалогенпроизводных ртути (II) типа [Н^-А]0 при внутрибрюшинном введении возрастает с повышением прочности связи ртуть — анион и устойчивости комплексов ртути всех типов.
3. В основе влияния аниона на токсичность катиона ртути (Нд2+) в соединениях типа [1-^-А]° может лежать различная прочность связи ртуть — анион и различная способность к комплексообразованшо соединений, образованных разными анионами.
Литература
1. Гладышеа В. П.. Левицкая С. А., Филиппова Л. М. Аналитическая химия ртути. — М., 1974.
2. Коршун М. Н. // Гиг. и сан, — 1985. —№ 10. — С. 79— 80.
3. Левина Э. //. Общая токсикология металлов. — Л., 1972.
4. Некрасов Б. Н. Основы общей химии. — М., 1973.— Т. 2.
5 Реми Г. Курс неорганической химии: Пер. с нем. — М., 1966, —Т. 2.
6. Чекунова М. П., Фролова А. Д.// Гиг. и сан,—-1986. —
№ 12.— С. 18—21. 7 Эйхгорн Г. Неорганическая биохимия: Пер. с англ. — М„ 1978, —Т. 1.
Поступила 12.01.88
