Кто или что выделяет сероводород в воздухе. Отравление сероводородом. Влияние на нервную систему

Еще из школьной программы некоторые помнят, что сероводород (H2S) - бесцветная газообразная молекула. Это вещество имеет довольно специфический запах протухших яиц. В сочетании с кислородом получается взрывоопасная смесь. Также нам известно, что при соединении с различными окислителями сульфид водорода преобразуется в благодаря этому свойству его используют в самых разных промышленных отраслях.

В процессе многократных клинических экспериментов удалось выяснить, что газообразная молекула синтезируется в клетках человека. От нее зависит целый спектр важных физиологических процессов. Впервые изучать положительное и токсическое влияние сероводорода на организм человека начал итальянский доктор еще в 16 столетии. О своих открытиях он неоднократно упоминал в трудах.

Современная наука постоянно изучает свойства H2S. Специалисты проводят фундаментальные исследования на животных и находят все новые качества этой биомолекулы. Стало понятно, что она отвечает за передачу нейронов в клетках ЦНС, мышечное сокращение и регуляцию кровяного давления. Вопрос о воздействии бесцветного газа на экологию и человека до сих пор волнует многие умы. Будем разбирать полезные и токсические свойства.

Нахождение в природе

Сульфид водорода в небольших количествах образовывается повсюду, где происходят гнилостные процессы. Присутствует в составе вулканических, природных и нефтяных газов, а также в слоях Черного моря на глубине более двухсот метров. Молекулу можно обнаружить в теле умерших живых существ - происходит разложение белковых соединений.

Кроме того, H2S найден в горячих источниках. Целебная сила минеральных вод давно известна в медицинской области. Практически в каждом оздоровительном санатории и профилактории активно используются сульфидные ванны. Лечебное воздействие таких процедур установлено еще в 1939 г. при помощи специальных электротермических экспериментов Нестерова. Биомолекула проникает через кожные покровы в организм и оказывает положительное влияние на капиллярное кровообращение и нервные окончания.

Сероводород в бальнеологии

Выработка газа осуществляется в разных клетках нашего организма. По утверждению специалистов, проводивших экспериментальные опыты, важную роль молекула выполняет в сердечно-сосудистой системе. Она осуществляет регуляторное действие в артериях, участвуя в регуляции давлении. Несмотря на наличие токсического действия, бесцветный газ в ограниченных дозировках также борется с многочисленными патологическими процессами.

Его дефицит приводит к необратимым физиологическим последствиям, вызывая заболевание Альцгеймера (потерю памяти). Сероводород, влияние на организм которого хорошо изучено, обладает бактерицидными, противовоспалительными и ранозаживляющими свойствами. Сульфидные ванны разной крепости способствуют укреплению защитных сил, оказывают анестезирующее действие. Их терапевтическая сфера довольна обширна. Несколько таких процедур значительно улучшают обмен веществ, нормализуют метаболические процессы в мембране клеток и очищают от накопившихся шлаков. Под воздействием биомолекул восстанавливается психоэмоциональное состояние, исчезают беспочвенные страхи, приходит в норму давление.

Положительный эффект ванны оказывают в первую очередь на коронарный кровоток и опорно-двигательный аппарат. После 2-минутного соприкосновения с газообразным сульфидом водорода наблюдается интенсивное покраснение кожи: расширяются капиллярные петли, улучшается циркуляция крови. Восстанавливается подвижность в больных конечностях.

При каких патологиях помогает сульфид?

Сероводородные процедуры способствуют снижению повышенного артериального давления. Такое умозаключение основано на практических опытах. Исследования проводились на крысах, которым периодически вводилась внутривенно порция раствора сероводорода. Отмечено, что люди, страдающие от гипертонии, имеют сниженные показатели уровня H2S в плазме.

С успехом назначается при заболеваниях лимфатической системы сероводород. Влияние на организм человека слабого раствора газа благоприятно, он воздействует на кишечный тракт, мягко очищает и нормализует перистальтику. Применяется при злокачественных образованиях, интоксикации по назначению доктора. Наружно используется в виде ингаляций и ванн при следующих болезнях:

• Закупорка сосудов, порок сердца и головного мозга.
• Заболевания позвоночника, мышц (артрозы, ревматизм, артриты).
• Неврологические патологии.
• Гинекологические проблемы.
• Эндокринные изменения.

Положительное влияние сероводорода на организм человека основано на высокой физико-химической реакции. Дозированные концентрации частиц молекул оказывают выраженный лечебный эффект на дыхательные пути, слизистые оболочки и эпителиальную ткань. Сульфидные процедуры проводятся в дерматологии при псориазе, экземах разной этиологии, дерматите и прочих заболеваниях. Однако следует помнить о токсичности - высокие концентрации отрицательно влияют на здоровье, усугубляя проблемы.

Сульфид водорода продлевает молодость

Уникальные открытия сделали ученые из Китая. Они сообщили, что предотвращает раннее старение сероводород. Влияние на организм этого химического газа проверено экспериментальным методом. Оказывается, что биомолекула активизирует фермент сиртуин, который влияет на выработку естественных антиоксидантов. Местные процедуры (компрессы, ванночки) улучшают кровоток, качество эпидермиса, избавляют от проблем с кожей (акне, воспаления). Восстанавливается эластичность, разглаживаются морщинки.

Кому нельзя проводить процедуры сульфидом?

Несмотря на обилие преимуществ таких ванн и ингаляций, все же некоторым лицам их запрещено назначать во избежание негативных последствий. К таковым относятся больные стенокардией, люди с патологиями желчевыводящих путей, заболеваниями печени, туберкулезом. Противопоказаны бальнеологические процедуры при острой стадии воспалительных процессов, беременности, миокарде. Влияние сероводорода на организм человека может быть негативным, если имеется склонность к аллергии. В любом случае целесообразно провести беседу с врачом и пройти ряд диагностических тестов.

Опасное влияние сероводорода на человека

Можно много говорить о пользе сульфидных ванн, но не стоит забывать о высокой очень опасный газ, который может привести к летальному исходу. Оказывает раздражающее действие на дыхательный аппарат сероводород. Влияние на организм человека негативное наблюдается при больших дозировках, когда в атмосфере присутствует 0,1% этого вещества.

За считаные минуты настигает удушье, блокируются При повышенной концентрации наступает смерть. По уверению токсикологов, кратковременное действие на уровне небольших доз абсолютно безопасно.

Признаки интоксикации

Люди, проживающие вблизи промышленных заводов, которые регулярно выбрасывают в атмосферу газообразные молекулы, подвергают свое здоровье значительному риску. Они часто страдают от хронических интоксикаций и головокружений. При длительном нахождении в загрязненном регионе (от 0,02%) наблюдаются постоянные мигрени, тошнота, слабость, привкус серы, снижение зрения.

Животные тоже страдают от высокой концентрации H2S. Доказано негативное влияние сероводорода на организм собаки: снижение веса, потеря аппетита, выпадение шерсти, светобоязнь. У людей и животных отмечаются сильные судороги, отек легких и даже кома. Требуется срочная медицинская помощь.

Сероводород в воде: влияние на организм человека

В питьевой воде не должно присутствовать больше 0,002 миллиграмма газа, эта цифра регламентирована санитарными нормами. Негативное влияние сероводорода на организм человека через жидкость будет незаметно, но практически необратимо. Поначалу будет ощущаться неприятный сладковатый привкус и запах тухлых яиц, позже это пройдет. Притупятся обоняние и вкусовое восприятие. Вред наносится не только организму, но и коммуникациям, бытовой утвари. Газ H2S разъедает металлическую поверхность, приводя к ржавчине и образуя щели.

Воздействие сероводорода на организм человека

Интересный факт: Нижние слои воды Черного моря чрезвычайно насыщены сероводородом (H2S), что делает эту воду абсолютно непригодной для какой бы то ни было жизни, а Черное море – самым большим хранилищем сероводорода на планете. Сероводород – это страшно токсичный газ, который больших дозах однократное его вдыхание может вызвать мгновенную смерть.

Применение: В аналитической химии сероводород и сероводородная вода используются как реагенты для осаждения тяжёлых металлов, сульфиды которых очень слабо растворимы. В медицине - в составе природных и искусственных сероводородных ванн, а также в составе некоторых минеральных вод. Сероводород применяют для получения серной кислоты, элементной серы, сульфидов. Используют в органическом синтезе для получения тиофена и меркаптанов.

Физические свойства: Термически устойчив (при температурах больше 400 °C разлагается на простые вещества - S и H2). Молекула сероводорода имеет угловую форму, поэтому она полярна (μ = 0,34·10−29 Кл·м). В отличие от молекул воды, атомы водорода в молекуле не образуют прочных водородных связей, поэтому сероводород является газом. Раствор сероводорода в воде - очень слабая сероводородная кислота.

Химические свойства: Собственная ионизация жидкого сероводорода ничтожно мала. В воде сероводород мало растворим, водный раствор H2S является очень слабой кислотой: Реагирует с основаниями: Сероводород - сильный восстановитель. На воздухе горит синим пламенем. Сероводород реагирует также со многими другими окислителями, при его окислении в растворах образуется свободная сера или SO42 −.

Пути проникновения в организм Ингаляционный Т рансдермальный

Механизм токсического действия: ОЧЕНЬ ТОКСИЧЕН!!! Большая часть сероводорода, проникающего в организм, окисляется до сульфатов, гипосульфита и других неорганических соединений серы. Основная масса сероводорода, проникшего в организм (а точнее, продуктов его окисления), выводится через почки, в значительно меньшем количестве он удаляется из организма через легкие, в том числе и в неизменном виде. При большой концентрации ввиду паралича обонятельного нерва запах сероводорода не ощущается.

Отравление легкой степени: На первый план выступают симптомы раздражающего действия сероводорода: О щущение жжения Р ези в глазах С лезотечение С ветобоязнь Б лефароспазм П окраснение конъюнктивы Н асморк Ч увство царапания в горле и за грудиной Кашель В легких могут выслушиваться сухие хрипы. Возможен рефлекторный бронхоспазм.

Отравления средней степени: П омимо симптомов легкого отравления, отмечаются признаки резорбтивного действия: Г оловная боль Т ошнота, рвота Г оловокружение С лабость Н арушение координации движений О бморочное пли возбужденное состояние Иногда бывают цианоз, тахикардия, гипотония, поносы, расстройство мочеиспускания. В моче - белок, цилиндры.

Тяжёлое отравление: Рвота С инюшность Н арушение сердечно-сосудистой деятельности и дыхания. В дальнейшем может наступить коматозное состояние со смертельным исходом. После пробуждения - апатия, оглушенность, астенический синдром. Эти симптомы переходят в стойкие явления энцефалопатии. Нередко но выходе из коматозного состояния развивается отек легких с нарастающей легочной, а затем сердечной недостаточностью.

Молниеносная, «апоплексическая» форма отравления: Развивается при действии очень высоких концентраций (1000 мг/м3 и выше) сероводорода. Почти мгновенно появляются судороги и потеря сознания. Быстро наступает смерть от паралича дыхательного центра, иногда от паралича сердца.

Хроническое отравление: У лиц, длительное время подвергавшихся воздействию сероводорода, могут наблюдаться: Х ронические воспалительные заболевания (ХВЗ) глаз (кератоконъюнктивиты), ХВЗ верхних дыхательных путей (риниты, ларинготрахеиты, бронхиты), Ж елудочно-кишечные расстройства; Вегетоастенический синдром с головной болью, головокружением, слабостью, упадком питания, нарушением сна, общей потливостью, артериальной гипотонией и брадикардией. Могут быть вегетативные полиневриты.

Первая медицинская помощь: На глаза - прохладные примочки с 3% борной кислотой; инсталляция за веки вазелинового масла и индифферентной мази, закапывание новокаина с адреналином в конъюктивальный мешок. При выраженных признаках резорбтивного действия рекомендуется внутривенное введение метиленового синего, а также применение нитритов.

Первая Врачебная помощь: Пациент доставляется в токсикологическое отделение где производится специфическая и симптоматическая терапия: Ведение метгемоглобин образователей, что способствует связыванию сероводорода метгемоглобином и тем самым уменьшает его взаимодействие с тканевыми железосодержащими ферментами. При сосудистой недостаточности (бледно-серая окраска губ и кожи лица, малый пульс, гипотония) противопоказаны кровопускания, под кожу вводят норадреналин, кофеин, кордиамин. Судороги купируются наркозом (закись азота).

Профилактика: Мероприятия по предупреждению поступления сероводорода в воздух и быстрейшему удалению его. Индивидуальные меры защиты. Предварительные и периодические медицинские осмотры.

Сероводород в зависимости от концентрации оказывает как положительное, так и отрицательное действие на жизнедеятельность организма и его физиологические процессы . Это химическое соединение может образовываться во внутренних средах или поступать из внешнего окружения. Влияние сероводорода на организм человека многогранное, как полезное, так и отравляющее, способное вызвать мгновенную смерть.

Что такое сероводород и его полезные свойства

Сероводород (сернистый водород) – это газ без цвета, сладковатый по вкусу, с сильным выраженным запахом, пахнет тухлыми яйцами . Вещество плохо растворяется в воде, но хорошо в спирте, он тяжелее воздуха. Газ легко воспламеняется при нахождении в воздухе в концентрации от 5 до 45%. Горит в воздухе голубоватым пламенен.

Сероводород распространён в водных природных условиях, например, в морях на глубине 150-200 м.

Вещество образуется в процессе гниения белковых соединений, которые содержат в своём составе аминокислоты с серой. Сероводород в незначительном количестве вырабатывается в кишечнике человека.

Эндогенный, образующийся в организме, сероводород важен для нормальных физиологических процессов. Он принимает активное участие в синаптической передаче нервных импульсов. Положительно влияет на головной мозг, способствует развитию памяти и восприятию новой информации.

Газ является спазмолитиком, при его использовании расслабляются кровеносные сосуды мелкого калибра и гладкая мускулатура полых органов. Поэтому сероводород – это профилактика развития сердечно-сосудистой патологии.

Вещество регулирует внутриклеточные обменные процессы .

В небольших объёмах действует как антиоксидант, снижает выраженность воспаления тканей.

При попадании в кровь, отравляющее вещество разрушает гемоглобин, освободившееся при этом железо вступает в реакцию с H 2 S, и формируется чёрный сульфит. Он окрашивает кровь в тёмный цвет.

Токсическое действие газа

Сероводород, находящийся в воздухе, опасен для человека (класс опасности-2). Газ попадает внутрь организма ингаляционным и трансдермальным (через кожу) путём .

Внешние источники отравляющего вещества:

• полигоны твёрдых и жидких отходов, в которых активно проходят процессы гниения;
• выгребные ямы, канализация, очистные водные сооружения, туннели;
• нефтеперерабатывающая, химическая и газовая промышленность;
• предприятия по производству целлюлозы, чугуна, асфальтной крошки;
• химические лаборатории.

Сероводород чрезвычайно токсичен и опасен для здоровья. При содержании высокой дозы в атмосфере достаточного одного вдоха, чтобы вызвать летальный исход.

Попадая в организм, вещество окисляется и образует неорганические соединения. При вдыхании сероводород парализует обонятельные нервы, и человек перестаёт ощущать запах газа, который оказывает смертельное действие. Это часто приводит к сильным отравлениям из-за неспособности своевременно распознать и прекратить контакт с токсическим источником.

При проникновении во внутренние среды организма механизм токсического действия направлен на поражение нервной и кроветворной системы, костный мозг.

Газ оказывает поражающее воздействие на слизистые оболочки. Из-за разрушения гемоглобина приводит к выраженной гипоксии (кислородное голодание). Такое системное влияние нарушает функциональность всех органов. Первым под токсическое отравление попадает мозг.

В жаркое время года возрастает вероятность более сильного действие газа на человека . Это связано с тем, что активность ядовитого соединения при высоких температурах увеличивается, возрастает его летучесть. Газ легко и беспрепятственно проникает через кожу и слизистую дыхательных путей.

Токсический механизм действия запускается уже при содержании сероводорода в воздухе в объёме 0,06%. При концентрации не более 150 мг/л раздражаются слизистые оболочки. Количественные показатели 1,2-1,8 мг на литр вдыхаемого воздуха вызывают смерть. Содержание алкоголя в организме усиливает действие яда.

Признаки отравления сероводородом

При вдыхании воздуха, отравленного вредными сероводородными соединениями, человек начинает чувствовать недомогание, появляется головокружение и боли в височной и затылочной части головы . Постепенно нарастает тошнота. Во рту появляется привкус металла.

Лёгкое отравление

Легкая степень отравления проявляется раздражающим действием на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей . Появляется жжение конъюнктивы, рези и боли глазного яблока. Начинается сильное слезотечение, которое приводит к мацерации кожи (размягчение). Развивается боязнь солнечного света. Под воздействием газа сокращаются круговые мышцы вокруг глаз, веки интенсивно смыкаются и отекают. Склеры становятся красными.

Слизистая носа воспаляется, образовывается обильный экссудат. У пострадавшего развивается насморк . Горло раздражено, зудит и першит. Появляются боли за грудиной и кашель. При прослушивании слышаться сухие хрипы. Рефлекторно возникает спазм бронхов.

Средняя степень отравления

Усиливаются боли в голове, нарастает общая слабость . Координация движений нарушена. Общее состояние человека быстро меняется, от возбуждения переходит в обморок. Кожа становится синей, учащается сердцебиение, артериальное давление падает.

На фоне сбоя функциональности внутренних органов бывает непроизвольный акт дефекации в виде жидкого стула и недержание мочи. Температура тела стремительно повышается. Из-за поражения дыхательной системы развивается воспаление бронхов и лёгких.

Нарушается фильтрация почек . В моче обнаруживаются цилиндры и белок.

Тяжёлое отравление

При тяжёлой форме отравления сероводородом состояние и жизнь пострадавшего находится под угрозой. Серьёзно нарушена работа жизненно важных органов – сердца, лёгких, почек, мозга, печени .

Человек находится в состоянии комы. Этому предшествуют такие признаки:

• апатия;
• потеря в пространстве и времени;
• оглушённость;
• снижение эмоциональных проявлений;
• коллапс.

Развивается стойкая энцефалопатия – функциональные сбои в работе нервной системы из-за недостаточного кровоснабжения мозга. В результате кислородного голодания появляется шум в ушах, нарушение слуха, двоение в глазах, потеря памяти, появление галлюцинаций, бреда, расстройства речи. В тяжёлых случаях – временная потеря зрения.

Находясь в состоянии комы, у пострадавшего развивается сильный отёк внутренних органов, что приводит к недостаточности дыхательной системы и сердца .

Смертельное отравление сероводородом

Апоплексическая форма поражения организма развивается внезапно и молниеносно. Условия для такого отравления – содержание газа в воздухе в количестве 1000 мг на м 3 .

Человек мгновенно теряет сознание. Поражение нервной системы вызывает эпилептические судороги скелетных мышц.

Смерть наступает в результате паралича дыхательного центра в продолговатом мозге . Иногда парализуется миокард – мышечная оболочка сердца.

Подострое отравление

При малых концентрациях газа в воздухе симптомы отравления проявляются постепенно и выражены слабо:

• головные боли;
• периодическое повышение температуры тела до 37,5°C ;
• озноб;
• диспепсические расстройства ЖКТ;
• слюнотечение;
• жидкий стул темно-зелёного или чёрного цвета;
• быстрая утомляемость, вялость, снижение работоспособности;
• потливость, долго не проходящий насморк;
• пересыхание слизистых, болезненное глотание;
• конъюнктивит;
• воспаление трахеи и бронхов.

Хроническое отравление

Такой вид отравления возможен в случае несоблюдения техники безопасности на производстве с применением сероводорода, где есть потенциальный риск токсического воздействия газа на человека .

Признаки:

• хронические болезни глаз, верхних отделов дыхательной системы (риниты, ларингиты, фарингиты, синуситы);
• систематические расстройства функциональности ЖКТ;
• вегето-астенический синдром – слабость, потеря аппетита, нарушение сна, замедленное сердцебиение, падение артериального давления, полиневриты.

Осложнения после отравления сероводородом

Если человек перенёс острую или подострую интоксикацию отравляющим газом, в этом случае часто развиваются неблагоприятные последствия и осложнения со стороны внутренних органов.

У пострадавшего постоянно присутствуют боли в голове . Иногда бывают лихорадки. Чаще присоединяются инфекционно-воспалительные заболевания дыхательной системы – бронхиты, пневмонии, отёки паренхимы лёгких, нарушения функции газообмена.

При поражении сердечной мышцы развивается её дистрофия, которая впоследствии приводит к инфаркту миокарда.

Наблюдаются органические поражения центральной нервной системы, менингиты и энцефалиты .

В целом сероводород влияет на организм человека негативно, даже при невысоких концентрациях. Газ очень токсичен. Опасность создаёт тот факт, что человек быстро адаптируется к едкому запаху и перестаёт ощущать его. Поэтому не всегда своевременно оказывается первая помощь пострадавшему.

На внешний вид вода с содержанием сероводорода никак не отличается от очищенной воды, но этот газ придает ей ужасный запах тухлых яиц и неприятный сладковатый привкус.

Норма примесей

Сероводород крайне токсичен . Токсичными газами считают те, которые даже в малых концентрациях способны нанести непоправимый вред здоровью или даже жизни человека, животных и других организмов.
Именно поэтому его содержание в воде строго регламентируют и контролируют в пределах установленной нормы, которая составляет 0,003 миллиграмма на литр.

Сероводород после химический превращений и реакций, встречается в виде молекул H 2 S , ионов гидросульфида HS с отрицательным зарядом. Намного реже встречаются ионы S22 с отрицательным зарядом.

Главный источник сероводорода и сульфидов в — это восстановительные процессы , которые протекают при разложении под действием бактерий и биохимическом окислении органических веществ. Обычно эти процессы наиболее активно протекают в грунтовых водах и самых глубоких слоях водоемов, так как основные характеристики этих вод — слабое перемешивание и недостаток кислорода.

Значительное количество сероводорода, повышающее общую концентрацию этого вещества в воде, может поступать со сточными водами , идущими, например, из города или сбрасываемые с нефтеперерабатывающих заводов, водами, которые использовались для производства минеральных удобрений.

Вред воды с содержанием сероводорода для здоровья человека

Из-за высокой токсичности, даже такая небольшая доза сероводорода, что находящегося в воде, может нанести серьезный удар здоровью. Отрицательное воздействие на здоровье остается незаметным, его сложно предотвратить. Организм человека привыкает к запаху тухлых яиц, который присущ воде с содержанием сероводорода, и перестает его замечать, в то время как этот суперэкотоксикант оказывает разрушающий эффект на здоровье .

1. Вдыхание небольших доз сероводорода приводит к головокружениям и головным болям, легкой тошноте, отравлениям. Это происходит из-за разрушения клеток , вследствие чего затрудняется перенос кислорода по организму, ткани с большим трудом выполняют свои функции.
2. Повышенные концентрации могут привести к коме, судорогам, отекам легких. Это связано с разрушающим действием сероводорода, которое проявляется в уничтожении некоторых клеток крови, мозга и отрицательном влиянии на легкие.
3. Большие дозы сероводорода могут привести к летальному исходу.
4. При слишком высоких концентрациях сероводорода в специальных лечебных ваннах резко возрастает риск различных кожных заболеваний , начиная от аллергических реакций и заканчивая сухостью и отмиранием отдельных участков кожи.
5. Сероводород притупляет обоняние и вкус , тухлый запах почти сразу перестает ощущаться, в последующем остается лишь сладковатый привкус от загрязненной воды, заглушающий все остальные вкусы. Становится сложнее определять запахи и вкусы блюд, улавливать окружающие ароматы.

Вред с содержанием сероводорода для коммуникаций и бытовой техники

Вред, наносимый водой с повышенным содержанием сероводорода коммуникациям и бытовой технике примерно одинаков, хотя и проявляется только при огромных концентрациях этого токсичного вещества.

1. Разъедает многие металлы, вызывает их сильную коррозию, приводит к полной непригодности коммуникационные сети, которые приходится менять из-за появившихся дырок в стенках. Бытовая техника так же выходит из строя, так как ее металлические детали разъедаются очень быстро.
2. При соединении с железом, находящимся в воде, образует осадок сернистого железа (FeS), которые оседает на стенках коммуникационных сетей и бытовых приборах. В первом случае это уменьшает пропускаемость труб , они забиваются и требуют чистки. Во втором случае осадок, образующийся на приборах, является своеобразной вариацией накипи и выводит из строя нагревательные элементы.

Сероводород отрицательно воздействует на здоровье и ухудшает органолептические показатели воды , а так же негативно влияют на коммуникации и бытовые приборы. Повышенное содержание ядовитого газа в воде опасно и для поения скота, разведения рыб и, тем более, санитарно-бытового применения. Именно из-за сильного негативного токсичного воздействия количество сероводорода в воде строго нормируют и контролируют.

Задайте свой вопрос по статье

Болезни, вызываемые воздействием сероводород а.

Профессиональные заболевания

Что такое сероводород и где он применяется.

Сероводород (H2S) - воспламеняемый бесцветный газ тяжелее воздуха, имеет характерный запах тухлых яиц.

Распространенность и области применения сероводорода.

В природе сероводород встречается в вулканических газах и сырых местах, где благодаря бактериальной флоре происходит разложение серосодержащих органических веществ. В промышленности он может образоваться в результате контакта элементарной серы или серосодержащих соединений с органическими материалами при высоких температурах. Сероводород является нежелательным побочным продуктом многих производств. Сюда относятся: нефтехимическая промышленность, коксохимические предприятия, предприятия по производству вискозного волокна, целлофана, солей бария, серосодержащих красок и пигментов, фабрики по изготовлению литографий и фотогравюр, сахарные и кожевенные заводы, а также предприятия по очистке стопных вод.
Сероводород используется в качестве полупродукта при синтезе неорганических соединений серы, серной кислоты и органических соединений серы.

Профессиональные группы, подвергающиеся риску воздействия сероводорода

Наибольшему риску воздействия подвергаются работники предприятий но очистке сточных вод , шахтеры, металлурги, лица, имеющие дело с силосом, рабочие сахарных заводов, кожевенных предприятий, заводов по производству вискозного волокна и целлофана, химических предприятий (получение серной кислоты, солей бария и др.).

Механизм действия сероводорода на людей. Опасность сероводорода.

Всасывание
В производственных условиях всасывание сероводорода происходят только через органы дыхания.
Биотрансформация
Сероводород быстро окисляется до сульфатов. Он является ингибитором цитохромоксидазы (дыхательный фермент Варбурга).
Выделение
Только небольшая часть (менее 10%) от всосавшегося количества выделяется в неизмененном виде с выдыхаемым воздухом. Метаболиты сероводорода (сульфаты, тиосульфаты) выделяются с мочой.

Оценка воздействия сероводорода

Оценка состояния окружающей среды
Там, где вероятно наличие опасных концентраций , для определения последних можно использовать индикаторные трубки. Для количественного исследования концентраций сероводорода в воздухе рекомендуют как колориметрический метод с метиленовым синим, так и газовую хроматографию. Следует заметить, что последний метод позволяет использовать индивидуальные пробоотборники.
Биологическая оценка
Биологических методов оценки не существует.

Отравление сероводородом и заболевания от воздействия сероводорода.

Острые заболевания
Сероводород оказывает раздражающее действие на глаза, в результате чего может развиться кератоконъюнктивит. Он раздражает также дыхательные пути, следствием чего может быть бронхит и даже отек легких. При воздействии больших концентраций развивается паралич обоняния, поэтому человек перестает воспринимать запах газа. К симптомам острого отравления относятся: раздражение глаз и дыхательных путей, головная боль, головокружение и загрудинные боли. В тяжелых случаях в течение нескольких секунд могут развиться кома, судороги и наступить смерть.

Хронические заболевания
По мнению ряда авторов, в результате длительного воздействия сероводорода в концентрациях, не вызывающих острого отравления, могут появиться следующие симптомы: нарушения она, головная боль, головокружение, невозможность сосредоточиться на чем-либо, неустойчивое настроение, гипергидроз, дисфункция вегетативной нервной системы, хронический бронхит и диспепсия. Однако другие исследователи отвергают возможность хронической интоксикации.

Зависимость между уровнем воздействия и заболеванием

Порог восприятия сероводорода по запаху составляет около 0,012-0.03 мкг/м3 воздуха. При концентрации 7-11 мкг/м3 запах становится нестерпимым даже для тех, кто имеет регулярный контакт с сероводородом. При концентрации 1500 мкг/м3 кома может развиться после одного только вдоха, вслед за этим может быстро наступить смерть. Продолжительное воздействие в концентрации 375 мкг/м3 вызывает отек легких, а в концентрации 75 мкг/м3 - кератоконъюнктивит и бронхит.

Прогноз

Последствием тяжелых острых отравлений с комой может быть стойкое поражение головного мозга или сердца, в то же время прогноз умеренно выраженных отравлений благоприятный.

Дифференциальный диагноз

Необходимо исключить другие причины, вызывающие нарушения сознания (неврологические, сердечно-сосудистые, метаболические), а также доказать воздействие сероводорода в больших концентрациях (на основании профессионального анамнеза, обнаружения больших концентраций в воздухе). В случае развития кератоконъюнктивита или острого респираторного заболевания достаточно подтвердить воздействие сероводорода в больших концентрациях.

Чувствительность

Чувствительность к воздействию сероводорода повышают все болезни, сопровождающиеся ухудшением снабжения кислородом жизненно важных органов (атеросклероз сосудов головного мозга и коронарных артерий, анемия, хронические респираторные заболевания), а также кератоконъюнктивит.

Медицинские обследования

Предварительный осмотр
Он должен включать сбор анамнеза и клиническое обследование, при котором особое внимание следует обращать на состояние глаз, нервной и сердечно-сосудистой систем, органов дыхания. Можно проводить исследование основных показателей легочной функции (ФЖЕЛ, ФОВ1,0).
В медицинском плане они не отличаются от осмотра перед наймом на работу. Их обычно проводят один раз в год.

Лечение отравления сероводородом.

При остром отравлении сероводородом пострадавшего необходимо немедленно вывести на свежий воздух и начать симптоматическое лечение. Может оказаться необходимым искусственное дыхание.

Профилактические мероприятия

Концентрации сероводорода в воздухе необходимо поддерживать на как можно более низком уровне с помощью специальных технических мер (герметизация производственных процессов, вентиляция). Может понадобиться защита органов дыхания (с помощью респираторов или дыхательных аппаратов с замкнутой циркуляцией) .
Предельно допустимые концентрации сероводорода в воздухе на рабочих местах в разных странах варьируются от 10 до 15 мкг/м3.

К профилактическим мерам необходимо отнести обязательное ношение средств индивидуальной защиты и спецодежды. Производственно-текстильное предприятие «Факел» - сайт компании f-tk.ru – предлагает широкий выбор спецодежды, спецобуви и средств индивидуальной защита.

Сероводород может образовываться в организме и влиять на протекание метаболических реакций. Изменение его концентрации приводит к развитию патологий. В то же время избыток этого газа в воздухе опасен!

Сероводород – это газ с крайне неприятным запахом гниющего белка или, попросту говоря, протухших яиц. Он выделяется при разложении органики. Сероводород тяжелее воздуха, поэтому может накапливаться в канавах, оврагах, ямах и загрязненных колодцах. Им также богаты вулканические газы. В промышленности сероводород является побочным продуктом переработки нефти и угля, очистки сточных вод, производства красок, целлофана, сахара, вискозы и др. Какое влияние он оказывает на организм, читайте ниже.

Контакт человека с сернистым водородом очень опасен. Этот газ является сильным ядом. Попадая в организм, он превращается в сульфат и блокирует дыхательный фермент цитохромоксидазу. При небольшой концентрации сероводорода в воздухе происходит возбуждение дыхательной системы. Так организм человека стремится компенсировать недостаток кислорода.

С повышением содержания этого газа начинается резкое угнетение системы дыхания. При концентрации сероводорода 1000 мг/м3 и выше человека ждет мгновенная смерть.

Запах тухлых яиц с детства напоминает всем о том, что такое сероводород. Бесцветный газ с химической формулой Н2 S легко воспламеняется. Ядовитый токсин редко становится причиной острого отравления, но без лечения ухудшает здоровье человека даже в малых дозах. Люди попадают под его воздействие в промышленных условиях, где может гореть кристаллическая сера. Получение вещества в лаборатории осуществляется с помощью газогенератора. Во время пожаров сероводород горит синим пламенем.

Распространение вещества

Соединение и получение серы и водорода связано с гниением органики, горных пород с сульфидными соединениями, потому оно распространено в шахтной, коксовой, газовой и нефтяной промышленности . находится в промышленных сточных и канализационных водах . Предельно допустимая концентрация (ПДК) в составе воздуха - 10 мг/м3, но присутствии углеводородов - до 3 мг/м3. Отмечается скопление газа сероводорода в вулканической породе, в местах выхода серных минеральных вод на земную поверхность или хранения органических отходов в глубоких ямах.

Интоксикациям подвергаются работники заводов по очистке стоков, рабочие канализаций, насосных станций , тоннелей, колодцев, шахтеры и сотрудники химлабораторий.

Применение сульфидов распространено в металлургии при обработке руд цветных металлов, в легкой промышленности в качестве люминофоров и электронике. Вещество проявляется химические свойства восстановителя, может использоваться для получения серы и серной кислоты.

Токсичность и обнаружение

Токсин имеет третий класс опасности, уступает цианиду по ядовитости примерно в 5-10 раз. Его физические свойства обуславливают тяжесть интоксикаций. Сероводород тяжелее воздуха и конденсируется в бесцветную жидкость, быстро растворяется в воде.

Пахнущий газ не обнаруживается при концентрации ниже 1 промилле, минимальный порог осязания - 0,18 мг/м3. Он разит тухлыми яйцами при дозе около 40 мг/м3, при ПДК от 40 до 150 мг/м3- имеет сладковатый запах. Доза выше 150 мг/м3 вызывает стремительный временный паралич обонятельных нервов, что приводит к невозможности распознать газ.

Лечебные воды с серой

Сероводород в воде не всегда опасен. В скважине с питьевой водой допустимая концентрация составляет ниже 0,03 мг/л, а при отстаивании вода станет мутной из-за вытеснения серы кислородом. Польза и вред раствора сероводорода связана с лечебными качествами сульфидных кислот. Отсюда появились минеральные воды, которые образуются естественным путем при контакте воды и неорганических серных пород.

Сероводородная вода с концентрацией 10-40 мг/л уменьшает выработку желудочную сока, устраняет запоры и способствует выведению желчи. Пить воды рекомендовано при поражениях печени и отравлениях тяжелыми металлами, но принимать только по рекомендациям врача.

Отравляющее воздействие сероводорода на человека

Существует два пути отравления сероводородом:

• вдыхание;
• контакт с кожей или слизистыми.

На клеточном уровне вещество связывается с железом в молекулах и подавляет цитохромоксидазы в митохондриях, блокирует доставку кислорода.

Кислородное голодание - вот, чем опасен газ, который при попадании в кровь образует сульфиды.

Отравление появляется, когда процесс накопления сульфидов превышает возможности организма по их выведению. Вещество легко растворяется в жирах, потому беспрепятственно проникает в любые клетки, особенно центральной нервной системы и легких.

Спектр проявлений зависит от концентрации и продолжительности воздействия сероводорода на организм человека.

Острое отравление, связанное с высокими дозами токсина, имеет несколько форм:

1. Легкая: проявляется раздражением слизистых и дыхательных путей. Человек ощущает резь в глазах, першение и царапание в горле, становится чувствителен к цвету. Может усиливаться кашель, насморк, наступать бронхоспазм. Внешне проявляется покраснением глаз, спонтанным морганием и закрытием (блефароспазмом).
2. Средняя: проявляется, когда вещество проникает через легкие в кровь. Человек испытывает головную боль, головокружение, слабость, тошноту и рвоту, диарею. Может нарушаться координация движений, склонность к возбуждению и обморокам. Внешне проявляется синюшностью губ. Врач обнаруживает повышение давления, ускорение пульса. Анализ мочи выявляет белок и цилиндрические клетки. Иногда повышается температура, появляются симптомы бронхита и воспаления легких.
3. Тяжелая: сильная рвота , посинение кожи, нарушение работы сердца и удушье. Глубокое коматозное состояние обычно заканчивается смертью. Если человек то впадает в глубокий сон, то просыпается, это говорит о благоприятном исходе. Проявляется интоксикация апатией, астенией, оглушенностью, постепенно развивается поражение центральной нервной системы. Возможно развитие отека легкого.

Под действием доз выше 1000 мг/м3 развивается молниеносная или «апоплексическая» форма, которая проявляется судорогами и обмороком. Смерть наступает за 20 минут из-за паралича дыхательного центра (ствола мозга) или на фоне паралича сердца.

Подострая интоксикация действует медленнее, постепенно нарастают головные боли, слабость или утомляемость. Человек испытывает потливость, слизистые оболочки рта краснеют, и при глотании появляется боль. Глаза пересыхают, развивается конъюнктивит. Повышается отделение слюны, тошнота, живот болит приступообразно, развивается диарея с характерным стулом черно-зеленого цвета.

Хроническое отравление

Низкий уровень воздействия сероводорода - не редкость. В некоторых странах разработаны стандарты для промышленных выбросов в атмосферу. Воздействие в жилых домах не рассматривается на уровне государства, хотя близлежащие заводы и сельскохозяйственные объекты, разработки нефти и газа, очистные сооружения загрязняют питьевую воду , особенно в сельской местности, где лечение не проводится.

Если человек часто страдает воспалением глаз, ринитами, бронхитами и ларингитами, диареей и тошнотой, жалуется на упадок сил, слабость с потливостью, головные боли, нарушение сна на фоне сниженного артериального давления и замедления сердцебиения, возможно, он испытывает постоянное отравление сероводородом. Контакт с растворами проявляется сыпями. Анализ крови будет обнаруживать гипохромную анемию, изменение размеров и деформация эритроцитов, повышение количества моноцитов. Человек может не различать запах сероводорода, что указывает на привыкание.

Признаки отравления сероводородом зависят от скопления сероводорода в атмосферном воздухе. При малоинтенсивном воздействии человек испытывает раздражение глаз и слизистых оболочек, но в целом организм не страдает. Осложнения возникают после вдыхания сероводорода в концентрации выше 1000 мг/м3 в атмосферном воздухе:

• острый респираторный дистресс-синдром;
• острый инфаркт миокарда;
• нервно-психические осложнения.

Проявления долгосрочных неврологических осложнений не изучены, поскольку в большинстве случаев воздействие сероводорода приводит к смерти. После острого или подострого отравления появляется склонность к болезням желудочно-кишечного тракта, бронхов и легких, сердечным патологиям и инфаркту, органическим поражениям центральной нервной системы. Иногда из-за влияния на организм сероводорода человек испытывает только головные боли.

Мероприятия первой помощи при отравлении

Химические свойства сероводорода позволяют легко найти противоядие при отравлении - вдыхание кислорода с примесью хлора.

Первая медицинская помощь заключается в немедленном переводе пострадавшего на свежий воздух или хорошо проветриваемое помещение. Используются респираторы, чтобы избежать длительного вдыхания вещества. Проводится измерение концентрации сероводорода в воздухе, чтобы оценить тяжесть отравления и принять меры для лечения. Иногда первая помощь при отравлении сероводородом дополняется интубацией и кислородотерапией на месте отравления.

Лечение проводится в отделении интенсивной терапии, где назначается вентиляция легких с созданием положительного давления в дыхательных путях при сильном поражении.

Проводится коррекция ацидоза на основании количества лактата в крови. Симптомы отравления сероводородом схожи с цианидом, потому индуцированная метгемоглобинемия будет препятствовать гипоксии. Пострадавшему вводится 10 мл 3%-ного раствора нитрата натрия за 2-4 минуты, и нужный уровень метгемоглобина достигается за 30 минут. Также внутривенно вводится антисептик метиленовый синий. При бледности кожи и гипотонии лечение дополняется подкожными инъекциями норадреналина, кордиамина и кофеина. Противосудорожная терапия включает закись азота.

При отсутствии реакции на внутривенное введение нитратов или при стойких нарушениях в работе ЦНС используется гипербарическая оксигенация.

При локальном раздражении глаз применение примочек с 3%-ной борной кислотой на глаза, накладывание на веки вазелинового масла, капли новокаина с адреналином в конъюнктивальный мешок.

Профилактика отравлений разрабатывается для опасных производств, где необходимо: контролировать состав воздуха, проводить периодические медосмотры, формировать план действий на случай аварий.

Сероводород крайне редко встречается в природе. Однако в некоторых случаях человек вынужден контактировать с этим веществом. Это происходит не только на работе, но и в быту. Стоит отметить, что незначительная концентрация вещества находится в кишечнике. Невозможно избежать его присутствия в жизни. Что же собой представляет сероводород? Чем опасен для здоровья?

Как образуется вещество

Далеко не все знают, что такое сероводород, чем опасен для здоровья и как образуется. Для начала стоит уточнить, что данное вещество представляет собой газ, который обладает характерным запахом. Состоит сероводород из нескольких компонентов: одной части серы и двух частей водорода.

Вещество присутствует в определенных природных источниках, в отходах вулканического происхождения, в слоях морской воды на большой глубине. Как образуется сероводород? Чем опасен для здоровья человека и животных? Это мы рассмотрим ниже. Для начала стоит разобраться, откуда берется такое вещество. В природе сероводород образуется в результате длительного гниения белка. Спутать газ с другими веществами очень сложно, так как для него характерен запах тухлого яйца.

Где с ним сталкивается человек

В жизни современного человека сероводород встречается достаточно часто:

• Вещество представляет собой побочный компонент, образующийся при выплавке чугуна, при производстве асфальта, целлюлозы и вискозы.
• Газ выделяется в условиях лаборатории в процессе получения солей меди и серебра. Именно по этой причине многие работники подобных предприятий имеют больше шансов отравиться.
• Сероводород очень часто образуется в канализационных водах в процессе их очистки.
• В состав некоторых красителей входят а также сероводород.
• Применяется в качестве компонента для лечебных ванн.

Где еще присутствует сероводород? Чем опасен для здоровья, и как может навредить? В кишечнике содержание газов у здорового человека должно составлять от 0,1 до 0,5 литра. Часть следовых концентраций приходится на сероводород. Это является нормой. При этом человек чувствует себя вполне нормально, так как газ ему не вредит.

Однако при появлении застойных процессов, а также при чрезмерном употреблении белковой пищи концентрация сероводорода в несколько раз повышается. Это негативно сказывается не только на работе всего кишечника. Человек получает отравление. Первая помощь при подобных явлениях - сбалансированное питание.

Газ сероводород: чем опасен?

С соединениями серы человек сталкивается ежедневно. Такое вещество опасно тем, что организм постепенно к нему привыкает. Человек перестает ощущать запах газа. В результате этого можно получить сильное отравление сероводородом. В небольших количествах вещество не наносит вреда. Однако при повышении концентрации газа во вдыхаемом воздухе от 0,01% и выше может произойти отравление. В первую очередь поражается пищеварительная система, а также угнетается нервная. Если концентрация повышается более чем на 0,05%, то человек чувствует резкое ухудшение здоровья. При этом отмечаются нарушения в работе практически всех внутренних органов, что может вызвать моментальную смерть. Чаще всего летальный исход наступает при контакте с сероводородом более 30 минут. Обычно отравление газом может произойти при вдыхании данного соединения во время работы с реагентами. Причина зачастую кроется в элементарном несоблюдении правил безопасности.

Влияние на организм

Сероводород опасен для человека, так как этот газ может вызвать серьезное отравление. При несвоевременном оказании помощи пострадавший может скончаться. Каковы

При вдыхании данного соединения серы у человека может появиться зуд в носу, насморк, а также повыситься слюноотделение. Очень опасно, если сероводород попадает в глаза. Пары данного вещества способны вызвать отек органов зрения, гиперемию конъюнктивы, болевые ощущения, поражение радужки, а также помутнение роговицы. В результате отравления человек может испытывать светобоязнь. При очень высокой концентрации сероводорода пострадавший может лишиться зрения.

Сероводород опасен для здоровья даже при попадании на кожу. Если концентрация невысокая, то вещество может вызвать покраснение, а если большая, то развивается ожог 2 либо 3 степени. При наличии обширных участков пораженной кожи у человека может случиться шок.

Если сероводород попал внутрь организма

Газ способен нанести вред даже внутренним органам. При попадании в организм сероводород способен вызвать рвоту, тошноту, расстройство сознания, головокружение, боль за грудиной, першение в горле. В некоторых случаях у пострадавшего развивается бронхит. При этом кашель может сопровождаться мокротой, смешенной с кровью. Крайне редко у пострадавшего может развиться бронхопневмония.

Кроме вышеперечисленного, человек при отравлении данным соединением может испытывать головные боли, усталость. Нередко наблюдается снижение кровяного давления, возбуждение сознания, обморок, а также повышение температуры. Если отравление тяжелое, то пострадавший может быстро потерять сознание. Подобное явление часто сопровождается судорогами, нарушением кровообращения и дыхания, угнетением рефлексов и так далее.

Перевод статьи Жуй Вана. Rui Wang - профессор биологии и вице-президент по научной работе Университета Лэйкхед, президент Канадского физиологического общества, ведущий специалист в области метаболизма и физиологических функций низкомолекулярных газов, играющих роль газообразных медиаторов - в том числе моноксида азота, моноксида углерода и сероводорода.

Ученые показали, что ядовитый в больших количествах газ сероводород (H2S)в малых дозах образуется в организме и выполняет многие важные для нормальной жизнедеятельности функции.

Некоторые из них приведены ниже. Однако H2S может оказывать и патологические эффекты: например, в чрезмерных количествах он снижает выработку инсулина, и есть данные о его противовоспалительном действии.

Представьте, что вы идете по приемному отделению больницы с его сияющими от чистоты, тщательно отмытыми дезинфицирующим раствором стенами - и вдруг до вас доносится характерный зловонный запах тухлых яиц!

Такая ситуация кажется невероятной, однако источник запаха - сероводород (H2S) - может в недалеком будущем стать неотъемлемой принадлежностью любых отделений неотложной помощи.

О токсичности сероводорода (H2S) для человека известно на протяжении столетий. В настоящее время этот газ занимает первое место в списке отравляющих веществ при добыче, перекачке и переработке нефти и газа. Мы начинаем ощущать его запах при концентрации в воздухе, равной 0,0047 миллионных долей.

В концентрации 500 миллионных долей сероводород вызывает нарушения дыхания, а концентрация 800 миллионных долей за пять минут приводит к смерти. В то же время, как ни удивительно, сероводород необходим для жизни.
Для того чтобы понять, как зловонный газ стал важным компонентом физиологических процессов, перенесемся мысленно на 250 млн лет в прошлое. Тогда, в конце пермского периода, жизнь на Земле держалась на волоске - происходило так называемое великое вымирание, ставшее одной из крупнейших катастроф в истории нашей планеты.

В соответствии с наиболее распространенной гипотезой, его причиной стал выброс углекислого газа при массовых излияниях вулканических пород в Сибири, запустивший цепную реакцию экологических изменений и приведший к критическому снижению уровня кислорода в воде Мирового океана.
Такие сдвиги в составе океана стали губительными для аэробных (потребляющих кислород) морских видов, но способствовали процветанию анаэробных организмов, в частности зеленых серобактерий.

Бурное размножение таких бактерий сделало океан окончательно непригодным для последних аэробных видов, т.к. серобактерии в больших количествах вырабатывали сероводород. В конечном счете, очевидно, этот ядовитый газ стал выделяться в воздух, уничтожая наземные растения и животных. К концу «великого вымирания» погибли 95% видов морских животных и 70% - наземных.
Возможно, роль сероводорода в физиологических процессах у человека является наследием тех давних времен. Пережить «великое вымирание» смогли лишь виды, способные выживать в атмосфере сероводорода, а иногда и потреблять его. Видимо, такая способность в какой-то мере сохранилась и у нас.

Доверяясь нюху

Сероводород (H2S) - не единственный токсичный газ, участвующий в физиологических процессах у человека. В 1980-х гг. стали появляться данные о том, что в организме в небольших количествах вырабатывается моноксид азота NO. Вскоре выяснилось, что он играет роль медиатора - сигнальной молекулы, влияющей на функции клеток.

В работе, удостоенной Нобелевской премии в области физиологии и медицины за 1998 г., было показано, что моноксид азота участвует во многих физиологических процессах, в частности в регуляции иммунных реакций и в передаче сигналов между нейронами, а также вызывает расширение сосудов. В дальнейшем были обнаружены сходные функции моноксида углерода (СО) - смертельно опасного вещества без цвета и запаха, широко известного под названием угарного газа.

Исследование физиологической роли СО и NO

Исследование физиологической роли СО и NO привело меня к убеждению в том, что в организме могут существовать и другие газообразные медиаторы. В результате постоянных раздумий на эту тему летом 1998 г. меня, наконец, посетила мысль о том, что таким медиатором может быть H2S. Вернувшись как-то с работы, я почувствовал в доме неприятный запах.

Выяснилось, что он исходил из стеклянного шкафа, где хранились наши семейные реликвии, а именно от испортившегося пасхального яйца, которое моя старшая дочка раскрасила в качестве школьного домашнего задания. В тот момент у меня и возник вопрос: если сероводород образуется в тухлых яйцах, то не может ли он вырабатываться в органах и тканях человека?
Поскольку мои исследования СО и NO касались влияния этих газов на сердечно-сосудистую систему, я решил провести аналогичное изучение эффектов H2S. Выбор оказался удачным.

Сероводород содержится в кровеносных сосудах

В первых же опытах, проведенных нашим коллективом, выяснилось, что сероводород содержится в небольших концентрациях в кровеносных сосудах крысы. Поскольку же физиологические особенности грызунов и человека весьма сходны, можно было с уверенностью предположить, что данный газ образуется и в сосудах человека.

Это открытие вселяло оптимизм, однако для выводов о физиологической роли H2S простой констатации факта присутствия его в сосудистой стенке было явно недостаточно.
На следующем этапе надо было исследовать механизмы образования сероводорода.

Фермент цистатионин-гамма-лиаза

Наше внимание привлек фермент цистатионин-гамма-лиаза, участвующий в образовании H2S у бактерий. В предыдущих работах было показано, что он содержится в печени, где играет роль в образовании некоторых серосодержащих аминокислот («кирпичиков», из которых состоят белки). В то же время не было никаких данных о присутствии цистатионин-гамма-лиазы в сосудистой стенке. Как и ожидалось, мы получили такие данные. Выяснилось, что в сосудах под действием цистатионин-гамма-лиазы из аминокислоты L-цистеина образуются сероводород, аммиак и пировиноградная кислота.

Какую же роль данный газ играет в сосудах.

Итак, источник Н2S в сосудистой стенке был установлен. Теперь важно было выяснить, какую же роль данный газ играет в сосудах. Зная, что NO вызывает расслабление сосудистых мышц, мы предположили, что и Н2S может действовать так же. Эта гипотеза оказалась верной: при погружении в раствор, содержащий сероводород, сосуды крыс расширялись.
В результате всех проведенных работ складывалось впечатление, что H2S, как и NO, участвует в регуляции артериального давления. В то же время молекулярные механизмы действия H2S оставались нераскрытыми. Первые данные о таких механизмах были получены нами в исследованиях на изолированных клетках сосудов и опубликованы в 2001 г.

Эти данные оказались довольно неожиданными: если NO вызывает расслабление сосудов, активируя фермент гладких мышц гуанилатциклазу, то H2S вызывает тот же эффект совершенно другим путем.

Под действием этого вещества повышается проницаемость так называемых АТФ-зависимых калиевых каналов (КАТР)- белковых комплексов, встроенных в мембрану клеток (в частности, гладких мышц сосудов) и пропускающих ионы калия. В результате выход калия из клетки усиливается, ее заряд меняется, что приводит к снижению проницаемости других - кальциевых - каналов. Как следствие, вход кальция в клетку снижается, а это приводит к расслаблению гладких мышц и расширению сосудов.
Настало время перейти от изолированных клеток к интактным животным. Введение крысам раствора сероводорода приводило в наших опытах к снижению артериального давления - видимо, вследствие расширения артерий и снижения сопротивления кровотоку. Таким образом, все больше данных говорило о том, что H2S участвует в регуляции артериального давления, вызывая расслабление сосудов. Однако необходимо было еще доказать, что эффекты газа при введении извне и при выработке в сосудистой стенке идентичны.
Для того чтобы исследовать естественные эффекты H2S, мы вывели линию мышей с инактивированным («нокаутированным») геном цистатионин-гамма-лиазы. У таких животных H2S в сосудах, разумеется, не образуется. Далее в течение пяти лет мы изучали мышей совместно с коллективами, возглавляемыми Соломоном Снайдером из Университета Джонса Хопкинса и Линюнь У из Саскачеванского университета (Канада). Наши усилия оказались не напрасными.

В 2008 г. мы опубликовали подробную статью, в которой показали, в частности, что у наших грызунов с возрастом сосуды сужаются, а артериальное давление (измеренное с помощью миниатюрных манжет, надеваемых на хвост), значительно возрастает. При введении таким мышам сероводорода давление снижалось.
Данные нашей работы не оставляли сомнений в том, что H2S играет ключевую роль в регуляции кровообращения. Кроме того, они позволили разрешить одну из многолетних загадок физиологии. Дело в том, что на протяжении долгого времени после удостоенных Нобелевской премии работ по исследованию NO было известно, что действием одного лишь этого вещества невозможно полностью объяснить расширение кровеносных сосудов.

Так, у животных с инактивированными генами, отвечающими за образование NO в клетках эндотелия (внутренней оболочки сосудов), периферические сосуды все же сохраняют способность расслабляться. Однако природа сосудорасширяющего фактора оставалась загадочной.
По нашим данным, этот фактор - H2S. В первых работах мы обнаружили отвечающий за образование сероводорода фермент цистатионин-гамма-лиазу в гладкомышечных клетках, но в дальнейшем он был найден и в эндотелиальных клетках мыши, коровы и человека - причем даже в больших количествах, чем в гладких мышцах. Остается пока неясным, каково соотношение между сосудорасширяющей функцией NO и H2S, хотя некоторые данные позволяют предполагать, что NO вызывает преимущественно расслабление крупных сосудов, a H2S - мелких.

Новое суперлекарство?

Обнаружение синтеза сероводорода в сосудах и его роли в регуляции артериального давления привлекло внимание многих исследователей, ищущих новые способы защиты сердца от ишемического повреждения (т.е. повреждения, обусловленного снижением кровоснабжения, следовательно, доставки кислорода).

Типичный пример такого повреждения - инфаркт миокарда, когда питающий сердце сосуд закупоривается тромбом, и наступает гибель снабжаемого этим сосудом участка сердца. В 2006 г. Гэри Бакстер, в настоящее время работающий в Кардиффском университете (Уэльс), с соавторами опубликовали статью, в которой были впервые представлены данные о благотворной роли H2S при ишемическом повреждении сердца.

В работе использовали изолированные сердца крыс, снабжаемые не кровью, а солевым раствором, насыщенным кислородом. Моделью ишемического повреждения служило прекращение притока такого раствора по одной из коронарных артерий (сосудов, снабжающих сердце). Оказалось, что добавление в раствор H2S за несколько минут до перекрывания артерии уменьшало размер поврежденного участка.

Через год Дэвид Лифер из Университета Эмори показал, что генетически модифицированные мыши с повышенной выработкой сероводорода в сердце лучше переносят ишемию миокарда, вызванную перекрыванием коронарной артерии, и более устойчивы к повреждениям, часто возникающим после восстановления кровотока (так называемым реперфузионным повреждениям).
Эти и другие данные позволяют предположить, что H2S можно использовать для предупреждения и лечения артериальной гипертонии, инфаркта миокарда и инсульта. Кроме того, сосудорасширяющее действие сероводорода может найти применение и при других состояниях, связанных с расстройствами функции сосудов, например при нарушениях эрекции (эректильной дисфункции). Известно, что в основе эрекции лежит расширение сосудов полового члена и увеличение притока к нему крови.

Эффект «Виагры» обусловлен именно тем, что она увеличивает продолжительность расширяющего действия NO на сосуды. Есть данные о том, что сходный эффект может оказывать и H2S, хотя роль этого вещества в мужской половой системе человека еще предстоит изучить (известно, например, что в тканях полового члена вырабатывается СО, однако данный газ способствует не эрекции, а эякуляции).
Сероводород вырабатывается не только в сердце и сосудах. Он образуется и в нервной системе, только под действием не цистатионин-гамма-лиазы, а другого фермента - цистатионин-бета-синтазы. Функция H2S в нервной системе неясна. По некоторым данным, он может играть роль нейромодулятора - вещества, повышающего или снижающего возбудимость нейронных контуров. Возможно, H2S участвует в долговременной потенциации - процессе, облегчающем взаимодействие между нейронами и играющем роль в обучении и памяти.

Показано, что под действием сероводорода в нервных клетках повышается уровень антиоксиданта глутатиона, предохраняющего клетки от действия повреждающих факторов. Наконец, H2S может играть роль в болевом восприятии, обеспечивающем реакции на опасные воздействия.
Кроме того, сероводород может влиять на метаболизм, т.е. биохимические процессы, обеспечивающие выработку и использование энергии, и синтез веществ. В удивительных опытах Марка Рота и его коллег из Вашингтонского университета было показано, что ингаляционное введение мышам небольших доз Н2S приводит к замедлению метаболизма и, тем самым, к прогрессированию некоторых заболеваний.

Частота сердечных сокращений у таких мышей сразу после начала вдыхания H2S падала вдвое, и они переходили в состояние анабиоза: обменные процессы настолько снижались, что для существования животным было достаточно вдыхания кислорода и H2S без каких-либо отрицательных последствий. Создавалось впечатление, что во время такого сероводородного анабиоза метаболизм поддерживается на минимальном для жизненно важных органов уровне до тех пор, пока не восстановится нормальное энергообеспечение. Через 30 минут после прекращения ингаляции H2S уровень метаболизма восстанавливался.
Если бы сероводородный анабиоз оказался эффективным и безопасным у человека, то он мог бы стать мощнейшим методом экстренной помощи. Назначение ингаляций H2S пострадавшим при автомобильных авариях или больным с инфарктом миокарда могло бы дать выигрыш времени, необходимый для транспортировки в больницу и оказания специализированной помощи.

С помощью сероводорода можно было бы поддерживать в состоянии анабиоза нуждающихся в трансплантации до получения донорского органа - более того, можно было бы продлить жизнеспособность самих донорских органов.

Можно представить себе применение Н2S и в очагах военных конфликтов или природных катаклизмов: ингаляции этого газа могли бы отсрочить экстренность переливаний крови до доставки достаточных количеств последней. Вдыхание сероводорода существенно повышает выживаемость крыс при потере 60% крови: получавшие H2S крысы выживали в 75% случаев, а контрольные - лишь в 25%.

Сдержанный оптимизм

Не следует считать, однако, что сероводород - это идеальное средство от всех болезней. До сих пор идут споры, например, о том, облегчает он или усугубляет течение воспаления. В нашей и других лабораториях было показано, что Н2S играет важную роль в развитии сахарного диабета I - формы этого заболевания, часто возникающей в детстве и приводящей к пожизненной зависимости от инъекций инсулина.

Выяснилось, что H2S образуется в так называемых бета-клетках поджелудочной железы, секретирующих инсулин, и у животных с сахарным диабетом I выработка сероводорода в таких клетках резко повышена. Это приводит, во-первых, к гибели большого числа бета-клеток, во-вторых, к подавлению высвобождения инсулина оставшимися бета-клетками. В результате секреция инсулина падает до уровня, недостаточного для нормального распада глюкозы. Таким образом, H2S может быть одним из виновников сниженного уровня инсулина в крови при сахарном диабете I.
Некоторые из благотворных эффектов H2S у крыс и мышей не воспроизводятся у более крупных животных. Так, в 2007 г. Французскими исследователями было показано, что при ингаляциях H2S овцы, в отличие от грызунов, не впадают в состояние анабиоза. В другой работе вдыхание H2S у поросят приводило не к снижению, а к повышению скорости обменных процессов.
Даже если можно вызвать сероводородный анабиоз у человека, неизвестно, не приведет ли он к нарушениям деятельности мозга. Правда, у лабораторных животных подобных нарушений не выявлено, но переносить такие данные на психические функции человека сложно. Пока неясно, могут ли сохраняться такие высшие функции, как память и мышление, в условиях сероводородного анабиоза, когда жизнь чуть теплится.

И все же большие терапевтические возможности сероводорода вызывают повышенный интерес фармакологов. Несколько фирм уже разрабатывают препараты, выделяющие в организме этот газ. Так, итальянской фирмой CTG Pharma созданы лекарства, сочетающие свойства нестероидных противовоспалительных средств (НПВС) и носителей H2S .

В опытах на животных показано, что такие препараты могут быть эффективными при лечении воспалительных заболеваний нервной системы и желудочно-кишечного тракта, нарушений эрекции, ишемической болезни сердца и заболеваний кровеносных сосудов. А фирмой Ikaria (Нью-Джерси), один из учредителей которой - Марк Рот, недавно начата II фаза клинических испытаний (исследования клинической эффективности) инъекционной формы Н2S (точнее, Na2S) у больных с ишемической болезнью сердца либо готовящихся к операциям на сердце или легких.
Работы прошедшего десятилетия показали, что сероводород, чей запах вызывает у нас естественное отвращение, чрезвычайно важен для нормальной работы сердца, а может быть, также мозга и других органов. Не исключено, что он обладает и другими, не известными пока эффектами. Все это открывает новые горизонты в понимании молекулярных основ физиологии и здоровья человека. Изучение эффектов Н2S еще только начинается, но уже есть все основания полагать, что когда-нибудь оно позволит предложить новые способы борьбы с неизлечимыми сегодня заболеваниями.