ТРУДЫ АЛЬФРЕДА И. КОНА
ИЗДАТЕЛЬСТВО
ДЖОН УАЙЛИ И СЫНОВЬЯ.
Индикаторы и реактивные бумаги. Их источник, приготовление, применение и испытания на чувствительность. С табличным сводом применения индикаторов. Второе издание, переработанное и дополненное. 12-я доля листа, ix + 267 страниц. В коленкоровом переплете, $2.00.
Тесты и реактивы. Химические и микроскопические, известные по именам их авторов; вместе с предметным указателем. 8-я доля листа, iii + 383 страницы. В коленкоровом переплете, $3.00.
ПЕРЕВОДЫ.
Количественный химический анализ Фрезениуса. Новый авторизованный перевод последнего немецкого издания. В двух томах. Альфред И. Кон, доктор фармации. Пересчитано на основе новейших атомных весов, а также значительно дополнено переводчиком. 8-я доля листа, 2 тома, более 2000 страниц, 280 рисунков. В коленкоровом переплете, $12.50.
Технико-химический анализ. Д-ра Г. Лунге, профессора Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе. Авторизованный перевод Альфреда И. Кона, доктора фармации. 12-я доля листа, vii + 136 страниц, 16 рисунков. В коленкоровом переплете, $1.00.
Токсины, яды и их антитоксины. Эм. Поцци-Эско. Авторизованный перевод Альфреда И. Кона, доктора фармации. 12-я доля листа, vii + 101 страница. В коленкоровом переплете, $1.00, нетто.
ТОКСИНЫ, ЯДЫ И ИХ АНТИТОКСИНЫ
ЭМ. ПОЦЦИ-ЭСКО
АВТОРИЗОВАННЫЙ ПЕРЕВОД АЛЬФРЕДА И. КОНА, ДОКТОРА ФАРМАЦИИ
ПЕРВОЕ ИЗДАНИЕ ПЕРВАЯ ТЫСЯЧА
НЬЮ-ЙОРК ДЖОН УАЙЛИ И СЫНОВЬЯ Лондон: ЧАПМЕН И ХОЛЛ, Лимитед 1906
Copyright, 1906
BY
ALFRED I. COHN
РОБЕРТ ДРАММОНД, ПЕЧАТНИК, НЬЮ-ЙОРК
ВВЕДЕНИЕ.
Наши знания о токсинах весьма недавнего происхождения. Прошло едва ли двадцать лет с тех пор, как мы начали приобретать сведения о фактах, подробно изложенных в этом томе и которым современная медицина обязана своим последним и поразительным прогрессом, особенно в области серотерапии.
В этом томе мы изучили, помимо истинных токсинов — веществ клеточного происхождения белковой природы с неизвестным составом, — другие токсические вещества: азотистые алкалоидные основания, введенные в науку благодаря исследованиям Сельми, Армана Готье и фон Беринга, которые представляют собой высокогидрированные азотистые кристаллизующиеся начала определенного химического состава — продукты более или менее глубокого распада белковых веществ.
Хотя эти начала в целом значительно отличаются по своим физиологическим свойствам от токсических альбуминоидов, или истинных токсинов, представляется правильным рассматривать их как продукты глубокого разложения этих токсинов, и в этом отношении их изучение становится обязательным, тем более что они очень часто встречаются вместе с токсинами, особенно в змеиных ядах, где их действие проявляется в дополнение к действию истинных токсинов.
В первом томе этого сборника мы остановились на существенно восстановительной природе клеточного функционирования. Именно этому функционированию, вызывающему расщепление или разложение путем гидролиза азотистых белковых питательных веществ, обязано образование этих токсических основных продуктов внутри организма, как в нормальных условиях, так и вследствие определенных патологических состояний.
Одного этого достаточно, чтобы показать, что во время физиологической жизни кислород играет существенно антитоксическую роль внутри организма.
Есть надежда, что это краткое резюме, которое мы стремились сделать как можно более ясным, окажется полезным для тех, кто, не будучи учеными, активно участвующими в научном прогрессе, желает быть в курсе знаний о современной эволюции, но при этом не имеет возможности обращаться к оригинальным статьям или крупным трактатам.
СОДЕРЖАНИЕ.
Page Introductioniii PART I. GENERALITIES REGARDING TOXINS AND ANTITOXINS. CHAPTER I. Alkaloidal Toxins, Ptomaines, and Leucomaines. Alkaloidal products of cellular life1 Ptomaines4 Physiological action5 Extraction5 Classification, etc.7 Leucomaines10 Xanthic leucomaines12 Creatinic leucomaines13 Neurinic leucomaines13 Indeterminate leucomaines14 CHAPTER II. Toxins and Antitoxins. Toxins15 Action of pathogenic bacteria16 Action of toxins17 Nature of toxins18 Origin of toxins20 Autointoxications21 General mode of action23 Constitution of toxins; Ehrlich's theory24 Means of defense possessed by the organism against the action of toxins28 Pasteur's vaccination method30 Virus action30 Phagocytosis32 Antitoxins33 Mode of action35 Formation; Ehrlich's theory38 Serotherapy41 PART II. THE TOXINS PROPER. CHAPTER III. I. Vegetable and Animal Toxins.42 Abrin42 Ricin44 Robin45 Toxicity of the vegetable diastases45 II. Toxins from Mushrooms46 Phalline48 Symptomatology49 Antidiastases51 III. Animal Toxins53 “Peptotoxin”53 Alimentary Intoxications55 Urinary toxins57 Variation of urinary toxicity59 Autointoxications (animal)60 Glandular secretions62 Suprarenal capsules63 CHAPTER IV. The Microbial Toxins. Pyogenic and pyretogenic properties66 Anthrax toxin67 Tubercular toxin69 Diphtheria toxin71 Tetanus toxin76 Mallein79 Typhoid toxin80 Cholera toxin82 CHAPTER V. The Venoms. General nature of venoms85 Venomous serpents87 Nature of serpent-venoms88 Natural immunity towards serpent-venoms90 Artificial immunity towards serpent venoms91 Venoms of batrachians and saurians92 Fish-poisons95 Poisons of the hymenoptera96 Poisons of scorpions97 Poisonous blood and serums98 Poisonous meats100
ТОКСИНЫ И ЯДЫ.
ЧАСТЬ I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКСИНАХ И АНТИТОКСИНАХ.
ГЛАВА I. АЛКАЛОИДНЫЕ ТОКСИНЫ, ПТОМАИНЫ И ЛЕЙКОМАИНЫ.
Алкалоидные продукты клеточной жизни.
Прежде чем приступить к изучению истинных токсинов, которые являются продуктами алкалоидной природы и неизвестного состава, необходимо сказать несколько слов о наиболее определенных токсических алкалоидных началах, которые часто встречаются в различных условиях совместно с истинными токсинами, особенно в ядах, и которые, кроме того, тесно связаны с этими белковыми токсинами.
Эти начала образуются в существенно восстановительных средах, будь то внутри тела организма и в результате простого осуществления его нормальной функции, в каковых случаях эти начала носят общее название лейкомаины1; или же вследствие действия анаэробных микробов, когда они обозначаются как птомаины2. Эти основные начала, которые по существу являются продуктами клеточной секреции, обычно токсичны, а иногда даже чрезвычайно.
Как мы сейчас увидим, птомаины — это по существу продукты, образующиеся во время гнилостного брожения. Токсические свойства экстрактов из трупных жидкостей известны давно. Уже в 1838 году Панум3 обнаружил эти продукты в змеиных ядах. Бергман и Шмидеберг4 в 1868 году выделили из септического гноя токсическое вещество, которое они назвали сепсином; и почти в то же время Цюльцер и Зонненшейн5 сообщили, что выделили из анатомических препаратов алкалоид, обладающий мидриатическими свойствами. Однако именно исследованиям Сельми и Армана Готье мы обязаны тем, что сейчас так хорошо осведомлены об этих токсических началах.
Труды Армана Готье были впервые опубликованы в его «Трактате по химии, прикладной к физиологии»; труды Сельми — в «Актах Болонской академии».
На первый взгляд кажется, что существует большая разница между этими алкалоидными основаниями, птомаинами и лейкомаинами, и собственно белковыми токсинами. Токсические основания первых двух групп являются вполне определенными химическими продуктами, которые, как правило, могут быть получены в довольно чистом виде и часто в кристаллической форме. Токсины же, напротив, представляют собой весьма сложные белковые вещества, которые во всех своих свойствах сильно напоминают истинные диастазы.
Тем не менее, между токсическими алкалоидами, птомаинами и лейкомаинами и токсическими альбуминоидами, или, точнее, токсинами, не существует абсолютно резкой границы, но наблюдается постепенный переход от одних к другим через все промежуточные ступени в результате распада белковой молекулы.
Более того, по мере нашего продвижения мы увидим, что эти вещества образуются при сопутствующих обстоятельствах и что, следовательно, они встречаются вместе, будь то в вирусе или в змеином яде.
Мы сначала рассмотрим птомаины, а затем лейкомаины.
Птомаины.
Это название более специально зарезервировано для обозначения тех алкалоидных веществ, как правило, высокогидрированных, которые образуются вне организма в результате ферментативного действия анаэробных микробов на белковые вещества.
Эти основания обычно летучи, обладают интенсивным и стойким гнилостным запахом; часто, однако, они обладают цветочным запахом (боярышника, сирени) и даже запахом мускуса. Они легко соединяются с кислотами и хлоридами тяжелых металлов, образуя кристаллизующиеся соли.
Птомаины не дают специфической реакции, по которой их можно было бы легко идентифицировать; их идентификация осуществляется только после кропотливого анализа.
Мы должны здесь, однако, обратить внимание на некоторые из их наиболее общих свойств, начиная с их основного характера, их окисляемости на воздухе и, следовательно, их четко выраженной восстановительной способности — свойства, которое побудило Сельми предложить смесь хлорида железа и феррицианида калия в качестве реактива для их обнаружения6. Они осаждаются всеми общими реактивами на растительные алкалоиды. Сельми привел несколько реакций, таких как реакции с серной, соляной и азотной кислотами, которые, однако, по-видимому, относятся гораздо больше к присутствующим примесям, чем к самим основаниям.
Физиологическое действие этих оснований сильно варьируется; у некоторых действие является чрезвычайно токсичным, как в случае нейрина и мускарина, которые являются истинными птомаинами; существуют другие, такие как кадаверин и путресцин, которые совершенно безвредны. Физиологическое действие этих оснований, подобно действию истинных токсинов, изучается путем подкожных инъекций растворов оснований здоровым животным, таким как морские свинки, кролики и собаки.
У животных основные явления, наблюдавшиеся Сельми после инъекции этих веществ, следующие: сначала расширение зрачка, затем сужение; тетанические судороги, вскоре сменяющиеся мышечным расслаблением, и замедление, редко ускорение, сердцебиения; полная потеря кожной чувствительности; потеря мышечной сократимости; паралич вазомоторов; сильно замедленное дыхание; ступор, за которым следует смерть при сердце в систоле.
Следует отметить, что в ряде случаев, когда в прошлом проводились токсикологические исследования, эти основания принимали за яды, которые, как полагали, были введены в организм с преступным умыслом. Никто никогда не узнает, сколько людей пало жертвами в прошлом из-за незнания клеточного механизма!
Экстракция этих оснований — утомительная и трудная операция. Материалы должны быть сначала истощены водой, слегка подкисленной; затем, после осаждения белковых веществ кипячением и очистки добавлением ацетата свинца, жидкость выпаривается до половины своего объема и подвергается диализу в вакууме7.
Затем к диализованной жидкости добавляется фосфомолибдат, и образовавшийся осадок, который теперь содержит все основания, разлагается кипячением с ацетатом свинца. После удаления избытка свинца получается прозрачный раствор всех алкалоидных оснований в форме ацетатов. Они разделяются спиртом и посредством дробных осаждений различными металлическими солями, в зависимости от известных свойств оснований.
Для облегчения их изучения птомаины были сгруппированы в два отдельных класса: один охватывает трупные или гнилостные птомаины неустановленного микробного происхождения, другой содержит птомаины, образованные микробами известного характера. Каждая из этих двух групп сама разделена на подгруппы, как показано в следующей таблице:
ГРУППА I.
ТРУПНЫЕ ПТОМАИНЫ НЕУСТАНОВЛЕННОГО МИКРОБНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.
a. Амины. b. Гуанидины. c. Оксамины (жирные или ароматические). d. Амидокислоты. e. Карбопиридиновые кислоты и аналоги. f. Неустановленные птомаины.
ГРУППА II.
ПТОМАИНЫ ИЗВЕСТНОГО МИКРОБНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.
a. Птомаины, извлеченные из микробных клеток.
b. Птомаины из патологической мочи.
Мы не будем здесь вдаваться в детальное изучение оснований, принадлежащих к каждой из этих групп. Это обширная тема, требующая для своего рассмотрения отдельного тома. Мы здесь просто коснемся основных свойств нескольких оснований каждой из названных подгрупп.
Основания группы I.
a. Амины. — Среди них мы находим почти все жирные амины, такие как метиламины, и циклические алкалоиды, такие как пиридин. Они образуются, в частности, при гниении рыбы.
Некоторые из этих оснований очень токсичны, например триметилендиамин, коллидины и парволины.
b. Гуанидины. — Среди продуктов обычного гниения пока обнаружен только метилгуанидин, C2H7N3. Это высокотоксичное основание, 0,2 г которого смертельны для морской свинки.
c. Оксамины. — Под этим обозначением объединены следующие основания: 1. Нейриновые основания; 2. оксигенированные ароматические основания; 3. основания неизвестного строения. Среди них мы находим нейрин и холин, которые токсичны, и бетаин, который безвреден. Они встречаются, в частности, в гнилой рыбе.
d. Амидокислоты. — Эти птомаины, которые обычно безвредны в малых количествах, являются, в частности, продуктами разложения белковых веществ. Среди них мы находим гликокол, лейцин и тирозин как члены этой группы.
e. Карбопиридиновые и карбохинолиновые кислоты. — Пока известно только одно основание, принадлежащее к этой группе, — это морруиновая кислота, которая находится в разложившейся печени трески и является мощным средством для возбуждения аппетита и стимулятором диссимиляции.
f. Неустановленные птомаины. — Под этим заголовком классифицируются некоторые неустановленные основания, такие как те, что найдены в нормальной моче, а также в испорченном мясе и хлебе.
Основания группы II.
a. Птомаины, выделенные из культур патогенных бактерий. — Бактериальные культуры содержат, помимо истинных токсинов, некоторое количество алкалоидных оснований, которые иногда обладают значительной токсичностью.
В культурах Streptococcus pyogenes найдены триметиламин и ксантиновые основания; в культурах Staphylococcus pyogenes aureus найдены ксантиновые основания и креатинин; в то время как пиоцианин и пиоксантин найдены в культурах Bacillus pyocyaneus и т. д.
b. Птомаины, выделенные из патологической мочи. — Токсические птомаиновые основания были найдены в моче при большом количестве заболеваний8. Вполне вероятно, что эти основания являются результатами общего патологического состояния, обусловленного каким-либо бактериальным заболеванием, токсические продукты которого выводятся почками.
Из мочи эпилептиков Гриффитс9 выделил бесцветное основание, кристаллизующееся в призмах, имеющее формулу C12H15N5O7, которое оказалось чрезвычайно токсичным; тот же исследователь выделил из мочи больных экземой птомаин, который он назвал экземином10 и который также высокотоксичен.
В некоторых случаях цистинурии в моче обнаруживаются серосодержащие птомаины, а при кори моча содержит неустановленный птомаин, рубедин, который очень ядовит. Тифотоксин, очень токсичный птомаин, был выделен из мочи больных брюшным тифом; эризипелин, не менее токсичное основание, существует в моче больных рожей; в то время как спазмотоксин, тетанотоксин и тетанин, чрезвычайно активные алкалоиды, найдены в моче больных столбняком11.
Как общее правило, всякая патологическая моча содержит токсические основания; почки, по сути, по-видимому, служат средством выведения токсических продуктов, которые образуются в большом количестве всякий раз, когда и по какой бы то ни было причине организм перестает функционировать нормально, будь то в целом или в какой-либо из своих частей12.
Лейкомаины13.
Лейкомаины — это основные вещества, близкие к птомаинам, но еще более тесно связанные с уреидами. Они образуются прямо или косвенно в результате распада протоплазматических альбуминоидов. Агентами, осуществляющими этот распад, являются гидролизующие ферменты организма. Здесь уместно напомнить, что эти явления гидролиза происходят внутри самой клетки и в практически восстановительной среде, как мы уже указывали. Внутренний механизм этих явлений здесь не может быть подробно описан; он будет найден описанным Арманом Готье в «Биологической химии» и в его труде «Химия живой клетки»14.
Экстракция этих оснований — чрезвычайно деликатная операция. Необходимо работать с большим количеством вещества, скажем, 50 кг. Вещество мелко измельчается, затем истощается двойным весом воды, подкисленной уксусной кислотой (0,2 куб. см на литр) и содержащей следы горчичного масла, которое предназначено действовать как антисептик. Белковые вещества осаждаются кипячением, раствор затем фильтруется, выпаривается в вакууме при 60° C, и основания извлекаются 95-процентным спиртом.
Алкалоидные основания, полученные таким образом, разделяются кристаллизацией из спирта или посредством различных других химических методов, описание которых мы здесь не будем приводить.
Для облегчения изучения лейкомаинов они классифицируются по трем группам в соответствии с их химическим сродством. Эти группы следующие:
1. Ксантиновые лейкомаины. — Основания этой группы, по-видимому, имеют состав, напоминающий состав мочевой кислоты. При гидролизе они дают мочевину и гуанидин. Они являются слабыми основаниями и проявляют как основные, так и слабокислые свойства. Все они обладают общей характеристикой — осаждаться ацетатом меди в кислом растворе при нагревании и аммиачным нитратом серебра на холоде.
Согласно Косселю, эти основания происходят из нуклеоальбуминов, которые находятся в клеточных ядрах и которые, как мы знаем, являются веществами, богатыми азотом и фосфором.
Среди оснований этой группы можно упомянуть аденин, C5H5N5, который получается из настоев чая15. Это основание нетоксично; оно было открыто Косселем16, и оно легко кристаллизуется.
Некоторые другие из этой группы:
Гуанин, C5H5N5O, нетоксичен, открыт Унгером; псевдоксантин, полученный из мышечных тканей; сарцин, C5H4N4O, также лишь слаботоксичен, открыт Шерером; ксантин, C5H4N4O2, который находится во многих видах мочи и действует как стимулятор на сердечные мышцы; параксантин, C7H8N4O2, токсичное основание, найденное в некоторой патологической моче; кофеин и теобромин, мощные диуретические основания; и карнин, C7H8N4O3, из мяса, мышечный стимулятор, подобный кофеину.