Акрилонитрил — наиболее часто применяемое алифатическое нитрильное соединение со структурной формулой R—C=N. В число других промышленно значимых нитрилов входят относительно менее токсичный ацетонитрил (CH3CN, метилцианид), более токсичный пропионитрил (CH3CH2CN) и n-бутиронитрил (CH3CHCCH2CN). Проявления острой токсичности в этой группе соединений напоминают таковые при цианидном отравлении; сообщалось о случаях смерти в результате вдыхания большого количества ацетонитрила. Применение тиосульфата и нитрита натрия эффективно в опытах с мышами, подвергшимися воздействию нитрильных паров, если эти вещества вводят до экспозиции, а в тяжелых случаях показано применение традиционных цианидных противоядий. В соответствии с Национальной токсикологической программой США акрилонитрил отнесен к веществам, которые обоснованно могут считаться вероятными канцерогенами.
а) Физические и химические свойства. Акрилонитрил — взрывоопасная воспламеняющаяся жидкость с температурой кипения 77 °С. Его химическая структура — CH2CHCN подобна структуре известного химического канцерогена, винилхлорида. Синонимы: акрилон, карбакрил, винилцианид, цианоэтилен и пропеннитрил. Акрилонитрил разлагается до цианида в процессе пиролиза, и он тяжелее воздуха, вследствие чего представляет большую опасность во время пожаров.
б) Применение. Наиболее широкое применение акрилонитрил находит в производстве акриловых (например, одеяла, ковры) и модакриловых (например, парики, меха) волокон, которые получают посредством сополимеризации с такими веществами, как винилхлорид и метилметакрилат. Возможны и другие виды промышленного применения: производство пластика акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) и химическое производство акриламида, адипонитрила и фумигантов.
в) Оценка острой токсичности. Применение акрилонитрила регламентируется как применение предположительного канцерогена, концентрации для экспозиции установлены на уровне 2 ppm (8-часовая СВВК, средневзвешенная во времени).
г) Токсикокинетика акрилонитрила:
- Всасывание. Акрилонитрил легко всасывается через желудок, кожу и легкие, при этом наиболее тяжелыми экспозициями являются экспозиции посредством вдыхания. Чрескожная абсорбция (около 1 %) происходит от загрязненных кожаных и каучуковых изделий вследствие очень высокой проникающей способности вещества. После всасывания большая часть акрилонитрила превращается в цианид. Последний затем преобразуется в тиоцианат.
- Выведение. После однократного перорального приема дозы акрилонитрила (30 мг/кг) 47 % вещества выделилось в виде 7 метаболитов с мочой. Тремя основными метаболитами являются тиоцианат, N-ацетил-5-(2-цианоэтил)цистеин и тиазин. После восьмичасовой экспозиции к 4,2 ppm акрилонитрила средний уровень выведения тиоцианата с мочой составлял 11,4 мг/л. Однако присутствие цианистого водорода в дыме приводит к тому, что концентрации тиоцианата и цианида в плазме у курильщиков выше, чем у некурящих (например, 1,5 мг/мл у курильщиков и 0,58 мг/мл у некурящих).
д) Патофизиология. Хотя в результате гепатической биотрансформации акрилонитрила выделяется цианид, острая токсичность обусловлена прежде всего целой молекулой. Детоксикация реактивных интермедиат — виниловых групп и эпоксидов — чревата истощением запасов глутатиона, что может привести к интоксикации печени. Выделение цианида in vivo не приводит к острой интоксикации.
- Токсикокинетика. Акрилонитрил легко всасывается (около 95 %) после перорального приема или вдыхания. На чрескожную абсорбцию приходится менее 1 %. Основной путь выведения — с мочой.
- Механизм действия. Токсическое действие обусловлено как выделением цианида, так и степенью ненасыщенности.
е) Клиника отравления акрилонитрилом:
- Острые эффекты. Вдыхание больших доз может индуцировать головную боль, чиханье, раздражение слизистых оболочек, чувство стесненности в груди, тошноту, рвоту, диарею, головокружение, слабость и ощущение тревоги; тяжелые экспозиции вызывают асфиксию и острую сердечно-сосудистую недостаточность. Клинический синдром напоминает симптомы отравления цианидом. Может развиться дисфункция печени, для которой характерны желтуха, недомогание, анорексия и лейкоцитоз. Кожная экспозиция может вызвать химический ожог, который усиливается при продолжительном контакте с загрязненными кожаными и каучуковыми изделиями.
- Рак. В опытах на животных получено много данных, свидетельствующих о канцерогенных свойствах акрилонитрила, хотя число таких данных, полученных в результате испытаний на людях, ограничено. Как показало ретроспективное покогортное исследование, у мужчин-рабочих, подвергавшихся воздействию акрилонитрила, наблюдалась повышенная смертность от рака, повышение уровня смертности было обусловлено главным образом увеличением частоты раковых заболеваний дыхательных путей. Исследование небольшой когорты рабочих каучуковой промышленности, подвергавшихся воздействию акрилонитрила, выявило повышенную смертность от рака легких. В настоящее время масштаб и структура упомянутых исследований и исследований, проводившихся в Англии, не позволяют с определенностью утверждать, что экспозиция к акрилонитрилу вызывает рак легких, но данные испытаний на животных и родство акрилонитрила с другими канцерогенными веществами убедительно свидетельствуют о том, что он является канцерогеном. По данным других эпидемиологических исследований, экспозиция к акрилонитрилу обусловливает повышение заболеваемости раком желудка, мозга, ободочной кишки и простаты.
- Репродуктивная функция. Акрилонитрил может быть слаботератогенным для крыс, но нет никаких данных о том, что он представляет опасность для репродуктивной функции человека.
ж) Лечение отравления акрилонитрилом:
- Стабилизация состояния. Необходимо удалить пациента от источника экспозиции. Отравления, вызванные вдыханием больших доз акрилонитрила, следует лечить так же, как отравление цианидом. Самая первая мера — обеспечение адекватных вентиляции (100 % кислород) и кровообращения, так как цианидные противоядия пригодны теоретически, но нет клинических подтверждений целесообразности их применения в случаях отравления акрилонитрилом.
- Очистка организма. Загрязненную одежду следует снять и поместить в запечатанный контейнер. Обслуживающий персонал должен носить пластиковые перчатки и удалять их после использования, так как акрилонитрил способен проникать через резину, перчатки и кожаные изделия. Обычные меры обеззараживания (сироп ипекакуаны, лаваж, активированный уголь) могут быть эффективны в первые 1—2 ч после проглатывания, но если у пациентов сильно выраженные симптомы, не следует откладывать применение нитритов и тиосульфата.
- Антидоты акрилонитрила. В качестве антидотов рекомендованы нитрит и тиосульфат натрия, хотя нет доказательств их эффективности в случаях интоксикации у людей. В большинстве случаев отравлений применения противоядий не требуется, но теоретически при тяжелых экспозициях может быть полезен противоцианидный набор Lilly.
- Поддерживающая терапия. Основное направление лечения — симптоматическое, прежде всего лечение дыхательных путей. У пациентов, подвергшихся умеренной или сильной экспозиции, необходимо исследовать функцию печени.
