Химический элемент мышьяк, крысиный яд или лекарство

Вокруг этого элемента, который исторически известен как сильный яд и одновременно лекарственное средство, всегда много тайн и загадок. Не случайно, мышьяк вызывал любопытство  не только у знахарей и целителей, но был интересен и ученым.

Ходят слухи, что в средние века, когда холера косила людей городами, многие из них умерли вовсе не от этой болезни, а от передозировки мышьяком, который в качестве лекарства местные целители назначали людям. Симптомы, описанные очевидцами того времени, очень схожи с симптомами при отравлении этим ядом.

Вещество, без которого организм не может обойтись и в то же время, оно очень опасно для здоровья. Ведь всего 60 мг этого яда лишают человека жизни, а в мизерных дозах он обладает рядом полезных свойств.

Что это такое? Описание элемента и его физических свойств

Элемент  таблицы Менделеева имеет официальное название  (Arsenicum) или арсеник, что означает желтый аурипигмент, а русское название, скорее всего связано с тем, что его соединения применяются для уничтожения мышей и грызунов. В таблице Менделеева химический элемент располагается под порядковым номером 33 и обозначается  — As.

Мышьяк условно относят к химическим элементам группы полуметаллов, но многие ученые считают, что это все же скорее неметалл. Одной из особенностей, отличающих данный элемент от подобных ему – чрезвычайная плотность, что существенно влияет на физические и химические свойства. Его атом имеет 3 холостых электрона и валентность 3, что определяет химические свойства.

Полуметаллу свойственен стальной цвет, с зеленоватым отливом, но он может быть и желтоватым, некоторые разновидности бывают черными, правда в чистом виде он  встречается редко, являясь сопутствующим компонентом в свинцовых, медных или серебряных рудах.

Наибольшие месторождения, на которых добывают этот элемент, расположены в Грузии, Средней Азии, Казахстане, Великобритании, США, Канаде и других странах Европы и Азии, в некоторых регионах России.

Несмотря на высокий уровень токсичности, арсеник обладает многими важными качествами, используемыми как в медицине, так и в промышленности. В чистом виде As применяется в процессе синтеза полупроводников. Еще один важный метод использования, при изготовлении красок: в создании краски как для живописи, так и для кожевенного производства применяют сульфиды этого вещества. В химической промышленности используется мышьяковая кислота, образуемая в результате окисления исходного материала.

Интересные исторические данные

В 19 столетии с Штатах и некоторых странах Европы прокатился слух о чудотворном косметическом лекарстве под названием Арсеник, все дамы были уверены, что оно придает коже бледность благородную, а глазам живой блеск.

Дозировки приема лекарства были строго регламентированы, начинались с маленьких доз и постепенно повышались….

А еще описаны моменты использования этого вещества, как средство для похудения. Его мизерными дозами добавляли в таблетки для снижения веса. К чему это приводило в итоге, история умалчивает.

В интернете мне попалось фото вырезки из газеты Нью-Йорка, в которой дается рецепт вкусных вафель с мышьяком.

Роль мышьяка для организма человека

Вместе с такими качествами, делающими этот минерал необходимым в промышленности, он является очень токсичным ядом, при этом в микродозах полезным и иногда даже необходимым для здоровья.

Фактически элемент As ядовит для человека только условно, действие зависит от дозировки. А в минимальных дозах он даже необходим для нормального функционирования человеческого организма.

Так, в сутки человек должен получать 12 – 15 мкг арсеника, поступающего преимущественно с пищей и водой и всасывающегося в желудке и кишечнике. Для нормального функционирования, он должен присутствовать в организме количестве 15 мг.

Соединения вещества имеют свойство быстрого всасывания в кровь, когда они попадают в организм с продуктами питания. Но помимо этого, до 9% человек получает элемент при дыхании и около 1% через кожу.

С током крови элемент попадает в печень, где происходит процесс образования метильных групп (метилирование) с присоединением 3 атомов водорода и атома углерода к другой молекуле.

Накопление элемента происходит не только в печени, но и легких, кишечнике тонком и коже. Уже через 24 часа часть соединений, до 30% выводится с мочой и до 4% с калом. Оставшаяся часть выводится более длительно и через кожу и через кишечник, с выпадающими волосами, отшелушивающимися частичками кожи.

Более опасен для здоровья человека неорганическая форма химического элемента, которая и желудок раздражает и состав крови изменяет, влияет за здоровье легких и кожи. Большие его количества могут спровоцировать развитие рака, вызвать бесплодие у женщин и выкидыш. А кроме этого эта форма может повредить ДНК.

Органическая форма соединений мышьяка менее опасна для здоровья, она не вызывает образование злокачественных клеток и не изменяет ДНК, но может вызвать боли в желудке,кишечнике и расстройства нервной системы.

Главной биологической функцией арсеникума в организме человека является:

• Регуляция фосфорного и азотного обмена, содействие в сохранении фосфора в организме и его усвоение. Его роль сравнивают с ролью витамина D, без которого усвоение кальция в организме невозможно.
• Без его присутствия не проходят окислительные реакции в энергетических станциях клеток — митохондриях.
• Соединения арсеника активизируют процесс кроветворения и улучшают метаболические процессы в клетках.
• Частично стимулирует рост и развитие ткани костной системы, если его недостаточно в организме, то это отражается на росте детей и их развитии и ведет к резкому снижению концентрации жиров.

Из предполагаемых, но пока не доказанных особенностей As, ученые отмечают его способность улучшать ферментативные реакции в организме, заменяя фосфор, отдельные  соединения мышьяка способны снижать активность раковых клеток.

Элемент входит в состав известного многим природного минерально-органического вещества мумие, используемого в терапевтических целях.

На последней стадии лечения сонной болезни, до сих пор применяют мышьяк. А мышьяково-минеральные воды применяют для лечения некоторых заболеваний ЖКТ и малокровия.

Важное свойство арсеника: аурипигмент может выступать противоядием. Являясь по своим свойствам антагонистом селена, фосфора и серы, он способен нейтрализовать отравление одним из перечисленных веществ.

Источники поступления химического элемента в организм

Подобно другим химическим элементам полуметалл попадает в организм преимущественно через питьевую воду и продукты питания. В развитых странах содержание этого элемента в воде соответствует норме, в бедных государствах существует проблема недостаточного контроля состава воды, вследствие чего, местные жители массово становятся жертвами последствий отравления.

Наиболее богатые мышьяком продукты – виноградное вино и соки, рыба и морепродукты, немало его в рисе, зерновых культурах и хлебе, чечевице, а также некоторых овощах (прежде всего моркови), ягодах, растениях.

Так лечебное комнатное растение денежное дерево или толстянка содержит в своем составе этот химический элемент. Читайте более подробно, пройдя по ссылке.

Часть соединений попадает в организм с медицинскими препаратами, фруктами и овощами, содержащими гербициды и пестициды.

Признаки нехватки мышьяка в организме и признаки избытка

Содержание любого химического элемента в организме живого существа должно подчиняться существующим нормам. При дефиците или избытке, могут развиваться патологии разного уровня сложности. Это правило касается и данного элемента. А поскольку он очень токсичен, важно знать нормы, касающиеся его содержания в организме, и симптомы, сигнализирующие о наличии дисбаланса.

Дефицит: причины и последствия

Вопрос нехватки элемента As в организме человека изучался недостаточно активно, предполагается, что при поступлении химического вещества в дозировке 1 мкг/день и менее развивается дефицит.

При недостатке элемента в организме изменяются показатели состава крови (уменьшается число триглециридов в крови и сыворотке), развивается заболевание анемия и дерматит.

У животных дефицит этого элемента вызывает выкидыш а детеныши при его недостатке плохо растут.

Чем грозит избыток

Один из важнейших аспектов негативного действия As  на здоровье человека — снижение  усвоения цинка, селена, отдельных витаминов и аминокислот. В минимальном количестве это свойство не опасно, но накапливаясь в организме, этот элемент может стать причиной серьезных сбоев в состоянии здоровья.

Ученые полагают, что допустимой нормой поступления в организм соединений As, может быть 50-100 мкг/день, а порог токсичности, приводящий к появлению признаков отравления, равен 20 мг.

Причин избытка арсеникума в организме может быть несколько:

• отравление пестицидами или инсектицидами, в состав которых входит большая доза этого вещества;
• работа на производственном предприятии, предполагающая контакт с ядовитыми веществами. К таким видам деятельности можно отнести изготовление пестицидов, производство различных сплавов и другие;
• курение, чрезмерное употребление спиртных напитков, прежде всего вина;
• сбои в процессе регуляции обмена мышьяка и других веществ в организме.

Считается, что постоянная передозировка аурипигментом, являющегося сильным канцерогеном, может привести к развитию онкологии.

Симптомы отравления

Определить острую форму отравления мышьяком по внешним признакам несложно. К наиболее явным симптомам причисляют:

• наличие во рту металлического привкуса,
• при этом часто болит живот,
• наблюдаются рвота и диарея.

В самых тяжелых случаях доходит до: острой почечной и печеночной недостаточности и даже паралича с летальным исходом. Если отравление носит хронический характер, симптомы включают:

• частые головные боли,
• поражения сосудов и дыхательной системы,
• аллергические кожные реакции,
• постоянную усталость и раздражительность.

Последствия отравления мышьяком носят печальный характер, это могут быть признаки:

1. поражения легких и почек, жирового гепатоза,
2. снижения у детей остроты слуха, появление язв на коже,
3. развитие психозов и нарушения координации движения,
4. нарушения трофики мышц, развитие эндемического зоба,
5. проявления заболеваний нервной системы (энцефалопатии, судорог, нарушений речи),
6. развитие полиневрита и иммунодефицита,
7. поражения ЖКТ и костного мозга,
8. развитие онкологических заболеваий крови, кожи, глаз

Как оказать первую помощь при отравлении

Попасть в организм ядовитое вещество может несколькими путями:

• через рот при употреблении внутрь;
• при вдыхании паров этого вещества;
• через кожные поры.

Попадая внутрь, арсеникум посредством движения крови перемещается во внутренние органы – печень, сердце, легкие и селезенку, поражая органы пищеварения и нервную систему. В большом количестве поступая в клетки, он угнетает их работу, в том числе препятствуя осуществлению важнейших биохимических процессов и нарушая клеточное дыхание. При дозировке от 0,05 г это вещество может стать смертельно опасным.

Если у пострадавшего проявляются характерные симптомы отравления, нужно предпринять комплекс мер по оказанию первой помощи:

1. Вызвать скорую помощь;
2. Если потерпевший потерял сознание – перевернуть его на бок, а при остановке дыхания- провести реанимационные действия;
3. Если пострадавший находится в сознании, провести очистку организма от токсина. Для этого делают промывание желудка, добавляя на литр воды 2 ложки соли. Если это токсичное вещество попало на кожу, его удаляют с ее поверхности при помощи большого количества воды с мылом и мочалки;
4. Устранение последствий интоксикации и предотвращение обезвоживания – пострадавшему дают частое необильное питье. Иногда рекомендуют принимать активированный уголь, но для нейтрализации яда он достаточно слаб.

В зависимости от состояния пострадавшего он будет подлежать госпитализации (в тяжелых случаях) или может проходить лечение дома, когда доза токсина незначительна и опасности для жизни нет.

Терапевтические мероприятия при отравлении, их интенсивность и характер будут зависеть в первую очередь от степени поражения токсином. Если имело место отравление ядовитыми парами, применяют ингаляции.

Для очистки крови от токсичных компонентов проводят инфузионную терапию, если развивается почечная недостаточность – осуществляют соответствующие лечебные действия, а при поражении сердечно-сосудистой системы применяют специальную поддерживающую терапию.

В условиях медицинского стационара для устранения действия токсичного действия As прибегают к его наиболее эффективному антидоту «Унитиолу», который вводят внутривенным или внутримышечным способом.

Применение в медицине

Мощное действие этого полуметалла давно оценили медики, и в течение многих столетий его применяли для анестезии, а также в стоматологических целях. Главными действиями этого вещества, издавна ценившимися в медицине, можно считать прижигающее, раздражающее и некротирующее влияние. Последняя особенность и сегодня частично применяется в сфере стоматологии.

Ввиду сильной токсичности этого вещества с развитием новых технологий в медицине, его стали применять значительно реже, но в некоторых сферах он до сих пор используется. К таким направлениям относятся стоматология и онкология.

Мышьяк для лечения зубов

Стоматология – одна из немногих сфер, в которой до сих пор применяется это вещество. Правда, сегодня для лечения зубов применяют не собственно сам мышьяк, а особое соединение, называемое мышьяковистым ангидридом.

Используется оно не в чистом виде, а в составе специальной пасты, назначение которой – девитализация зубной пульпы. Простыми словами,  он убивает нерв, что требуется в случае поражения твердых частей зубов кариесом, сопровождаемого обычно сильной болью.

Такое действие обеспечивается благодаря наличию в составе этого элемента протоплазматического яда, который, вступая в реакцию с сульфгидридными группами, способствует блокировке ферментных систем. Следствием такого влияния будет гипоксия клеток и их последующая гибель, что собственно и требуется от действия пасты с мышьяковым ангидридом в своем составе.

Многие пациенты интересуются, насколько безопасно применение мышьяковистых паст в лечении зубов и можно ли подобрать столь же эффективные и менее токсичные аналоги.

В этом аспекте специалисты утверждают, что подобные пасты могут тем или иным способом навредить, только если не соблюдать технологию проведения процедуры или нарушить правила и сроки применения этого средства.

Противопоказания. Существуют и некоторые противопоказания к лечению зубов мышьяковистой пастой. Они относятся прежде всего к пациентам со склонностью к аллергии, детям до 1,5 – 2 лет, тем, кто страдает заболеваниями мочеполовой системы, повышенным внутриглазным давлением.

Противопоказан данный метод лечения и при наличии не полностью сформированных или рассасывающихся корней или в случае с образованием сквозных отверстий в корне, а также при некоторых прочих противопоказаний.

Что касается отравления, которого опасаются многие пациенты стоматологических клиник, такое последствие возможно только в том случае, если врач существенно превысил дозировку или срок действия препарата. Поэтому врач дает точные указания, сколько держать мышьяк в зубе.

Еще одна группа риска – больные, после закладки пасты, употребляющие спиртные напитки. Алкоголь способен усиливать действие мышьяковых соединений, тем самым увеличивая их токсичность. В иных случаях отравление в результате использования пасты маловероятно.

Мышьяк в борьбе с лейкозом

Способность арсеникума прекращать жизнеспособность клеток полезна и в лечении онкологических заболеваний, прежде всего лейкоза. Это заболевание, называемое  лейкемией или белокровием, относится к патологиям крови.

Основная суть лейкоза в образовании опухоли в результате множественной репликации незрелых клеток костного мозга. Если нет должного и своевременного лечения, происходит разрастание опухолевой ткани, затем начинается возникновение и рост метастаз в основных органах и системах органов.

Элемент As эффективно подавляет чрезмерное образование лейкоцитов, способствует более активному образованию красных кровяных телец, чем оказывает дополнительный терапевтический эффект.

При лечении лейкоза следует учитывать степень заболевания – максимально эффективны средства на основе арсеникума в первичной стадии, сразу после того как поставили диагноз, пока не начинается значительное увеличение лимфоузлов и селезенки. Если болезнь достигла более серьезного уровня, эффективность резко снижается.

Считается, что мышьяк — эссенциальный, иммутоксичный яд, которому свойственно не только наносить вред здоровью, но без которого организм обойтись тоже не может.

Изучая вопрос химических и терапевтических свойств арсеникума, особенности его использования в медицине и других сферах, следует учитывать, что эффект влияния  полуметалла на здоровье, зависит от методов применения, дозировки и индивидуальных особенностей человека.