ЦИНК

ЦИНК (Zincum, Zn) — химический элемент II группы периодической системы Д. И. Менделеева. Цинк относят к микроэлементам (см.), необходимым для нормальной жизнедеятельности человека, он входит в состав карбоангидразы (см.), фермента, участвующего в поддержании кислотно-щелочного равновесия (см.), и других металлофер-ментов (см. Металлопротеиды). Ц. влияет на активность тройных гормонов гипофиза (см.), участвует в реализации биол. действия инсулина (см.), обладает липотропными свойствами, нормализуя жировой обмен (см.), повышая интенсивность распада жиров (см.) в организме и предотвращая жировую дистрофию печени. Есть данные об участии Ц. в кроветворении (см.); Ц. необходим для нормального функционирования гипофиза (см.), поджелудочной железы (см.), семенных пузырьков (см.) и предстательной железы (см.). Соединения Ц. в медицине используют в качестве лекарственных средств. Недостаток или избыток в организме Ц. вызывает нарушение синтеза и свойств соответствующих металлопротеидов, а также других, необходимых организму металлорганических соединений (см.). Многие соединения Ц. применяют в качестве инсектицидов (см.), фунгицидов (см.), консервантов для древесины, присадок к смазочным маслам, составных частей ряда красителей, люминофоров и др. Цинк является компонентом латуни, нейзильбера, томпака и других сплавов, используется для антикоррозийного покрытия (цинкования) стали и чугуна. На производствах, связанных с получением и применением Ц. и его соединений, он может представлять профвред-ность.

Ц. является металлом серебристо-белого цвета, атомный номер 30, атомный вес (масса) 65,37. Чистый Ц. получен в 16 в., до этого он был известен лишь как компонент латуни.

Природный Ц. состоит из 5 стабильных изотопов с массовыми числами 64 (48,6%), 66 (27,9%), 67 (4,1%), 68 (18,8%),

70 (0,6%). Известны также 15 радиоактивных изотопов Ц. с массовыми числами от 57 до 79 (кроме 58 и 59), два из к-рых имеют ядерные изомеры (см. Изомерия, изомерия атомных ядер). Радиоактивный Ц. применяется в разных областях науки ii техники в качестве изотопного индикатора, а также в биол. исследованиях, напр, при изучении обмена Ц. в организме и выяснении роли этого важного микроэлемента в жизнедеятельности животных и растений. Соединения, меченные радиоактивным Ц., представляют собой различные соли Ц., гл. обр. хлорид цинка.

09mZn получают облучением нейтронами в ядерном реакторе цинковых мишеней природного состава или мишеней, обогащенных по изотопу 68Zn, по ядерной реакции tt8Zn(n,v) 69mZn. 65Zn получают в ядерном реакторе облучением нейтронами природного цинка по реакции e4Zn(n,v) e5Zn или на ускорителе заряженных частиц (см.) облучением меди протонами пли дейтронами по реакциям 64Cu (р, n) 65Zn или e3Cu (d, 2n) eaZn.,

По радиотоксичности 69mZn и 65Zn относятся к группе В. Введенный в организм животных радиоактивный Ц. накапливается преимущественно в гипофизе, печени, поджелудочной и предстательной железах; выделяется Ц. гл. обр. через жел.-киш. тракт.

В земной коре содержится 8,3*10-3% цинка по массе, в основном в составе полиметаллических сульфидных руд и минералов, из к-рых основными являются сфалерит (цинковая обманка) и вюрцит ZnS, смитсонит ZnC03, цинкит ZnO, каламин Zn4[Si207] (0Н)2*Н20.

В организме человека содержится в среднем 2—3 г цинка (т. е. приблизительно столько же, сколько и железа, и в 10—25 раз больше, чем меди). Наиболее высокую концентрацию Ц. отмечают в предстательной железе (приблизительно 15 мМ), концентрация ионов Zn2+ в тканях составляет в среднем 0,3—0,5 мМ.

Металлический Ц. представляет собой вещество с гексагонической плотно упакованной кристаллической решеткой, плотность 7,133 г/см3, *°пл419,50, г°кип 906°. В соединениях Ц. проявляет валентность +2. Во влажном воздухе и воде этот металл стабилен вплоть до температуры 200°, его окислению препятствует поверхностная пленка гидрокси-карбонатов. Ц. реагирует с к-тами и щелочами, аммиаком, солями аммония, влажными молекулярными хлором и бромом, при нагревании — с молекулярным кислородом.

Ион Zn2+ гораздо прочнее связывается с большинством органических соединений, чем ион Mg2+ (см. Магний) и стремится образовать четыре ковалентные связи тетраэдрической симметрии; в отличие от магния, к-рый быстро и обратимо взаимодействует с ферментами (см.), Ц. обнаруживает тенденцию к прочному связыванию с ферментным белком. Ионы Zn2+ необходимы для функционирования карбоангидразы, термолизина, дипептидаз (см. Пептид-гидр о лазы), щелочной фосфа-тазы (см. Фосфатазы), РНК- и ДНК-полимераз (см. Полимеразы), нек-рых алъдолаз (см.), алкоголъде-гидрогеназ (см.) и супероксиддис-мутазы (см. Радикалы свободные). Известно, что Ц. связывается с гексамерами инсулина. У многих плотоядных животных и человека отражающий слой за сетчаткой содержит кристаллы цинк-цистеиново-го комплекса. Установлено, что с Ц. конкурируют ионы меди Си2+ и кадмия Cd2+. Ионы Cd2+ очень токсичны и обладают способностью накапливаться в корковом веществе почек, вытесняя Ц.

Определение Ц. в биол. материале проводят методами эмиссионной, атомно-абсорбционной, рентгеновской спектроскопии (см. Спектроскопия) и другими методами качественного и количественного анализа.

При обычном питании гипоцин-коз у человека развивается чрезвычайно редко — лишь при резких нарушениях сбалансированности питания (см. Сбалансированное питание), а также при нарушениях всасывания и выведения цинка. Рационы с очень высоким содержанием зерновых продуктов могут стать причиной недостаточности Ц. у человека, т. к. они богаты фитиновой к-той, к-рая препятствует всасыванию солей Ц. из кишечника в кровь. Недостаточность Ц. проявляется в замедлении роста и недоразвитии половых органов в юношеском возрасте. Молоко содержит мало Ц., поэтому для грудных детей рекомендуется ранний прикорм овощными и фруктовыми соками — источниками не только витаминов и меди, но и Ц. Потребность в Ц. составляет (мг в сутки): у взрослых людей — 10—15; у беременных женщин — 20; кормящих матерей 25; детей — 4—5; у детей грудного возраста — 0,3 мг на 1 кг массы тела. В продуктах питания среднее содержание Ц. составляет (мкг на 100 г съедобной части продукта): в печени говяжьей — 5000, печени свиной — 4000, говядине — 3240, желтке куриного яйца — 3105, сыре голландском — 3000, в горохе лущеном — 2440, мясе кролика — 2310, хлебе пшеничном из целого зерна — 2132, курах (тушки) — 2055, крупе гречневой — 2050, окуне морском — 1534, треске — 1020.

Цинк как профессиональная вредность. В промышленности используется металлический Ц. и его соединения. Оксид цинка ZnO применяют в качестве пигмента для белых красок, в производстве резины, стекла, керамики, спичек, зубного цемента, косметических средств, а также в качестве наполнителя резины и в гальванопластике. В рабочих помещениях ZnO может присутствовать также в виде высокодисперсного аэрозоля конденсации при технических процессах, связанных с на-греваниехМ Ц. выше температуры его плавления. Хлорид и сульфат цинка применяют для консервирования древесины, в целлюлозно-бумажной промышленности, в производстве вискозного волокна, цинковых минеральных красок, в качестве флюса при горячем цинковании, лужении, пайке.

Металлический Ц. и его соединения в производственных условиях поступают в организм гл. обр. через органы дыхания и частично через пищеварительный тракт в результате заглатывания пыли. Более всего изучено токсическое действие паров Ц. и мелкодисперсного аэрозоля, к-рые образуются в процессе плавления металла оксида цинка. При их вдыхании в значительных концентрациях может возникать проф. заболевание — так наз. цинковая, или литейная лихорадка (см.). Растворимые соли Ц. оказывают значительное прижигающее действие на кожу и слизистые оболочки.

При хрон. отравлении оксидом Ц. могут развиться атрофические и субатрофические изменения слизистой оболочки верхних дыхательных путей, гипохромная анемия, жел.-киш. расстройства, нарушения сна, повышенная утомляемость, шум в ушах, снижение остроты слуха. При длительном воздействии ныли оксида Д. на организм человека возможно развитие медленно прогрессирующего пневмокониоза (см.

II невмокониозы). При длительном вдыхании пыли оксида Ц. в значительных концентрациях развиваются умеренные явления пневмосклероза (см.) и эмфиземы легких (см.), реже — мелкопятнистая диссеминапия в связи с отложением рентгеноконтрастной пыли оксида Ц. в легких; возможна уробилинурия (см.) и порфиринурия (см. Порфирины). На тыльной стороне кистей (преимущественно) отмечают раздражение и изъязвления кожи.

Клин, картина хрон. отравления хлоридом Ц. связана с его резко раздражающим действием на слизистые оболочки и на кожу, вплоть до развития дерматита (см.), а также слабо аллергизирующим действием на организм. Вдыхание дыма хлорида Ц. вызывает кашель, тошноту, воспаление в верхних дыхательных путях, бронхах, легких. В тяжелых случаях возможно прободение носовой перегородки.

Раздражающим действием обладают также сульфат и стеарат Ц. Сухой сульфат Ц. и его концентрированные р-ры вызывают изъязвления кожи кистей рук, особенно их тыльной поверхности, по типу так наз. птичьих глазков. Получены экспериментальные данные об он-когенном действии Ц. и его соединений.

Острое отравление соединениями Ц. отмечали при вдыхании оксида Ц. в высоких концентрациях (напр., при нагревании металлического Ц. выше температуры его плавления). У пострадавших появляется сладковатый привкус во рту, через 1 —

5 час. возникает сильная жажда, болезненное стеснение в груди, сухой кашель, озноб и другие признаки литейной лихорадки. При вдыхании аэрозоля хлорида Ц. может развиться отек легких (см.).

При отравлении растворимыми солями Ц. через рот у пострадавших также отмечают металлический вкус во рту, наблюдается тошнота, слюнотечение, развивается ожог слизистой оболочки рта, пищевода, желудка, появляются рвота с примесью крови, боль в животе, понос, резкое возбуждение, непроизвольные подергивания отдельных групп мышц, судороги икроножных мышц, возможен коллапс и шок. При более длительном течении отравления развивается острая почечная недостаточность (см.).

П е р в а я ii о м о щ ь и и е-отложная те ра п и я при острых отравлениях растворимыми солями Ц., особенно при их пер-оральном поступлении, состоит в промывании желудка через зонд 3% р-ром гидрокарбоната натрия или 2% р-ром танина, назначении уни-тиола, внутривенном введении глюкозы с аскорбиновой к-той, хлористого кальция, питье щелочных минеральных вод, теплого молока, слизистых отваров, назначении солевых слабительных. При ингаляционных отравлениях Ц. и его соединениями применяют иреднизолон или другие глюкокортикоиды.

Дальнейшее лечение, так же как и лечение хрон. отравлений Ц. и его соединениями, симптоматическое.

Профилактика отрав-л е н и й ц и ii к о м и е г о с о е-д и н е н и я м и заключается в механизации и герметизации процессов, связанных с плавлением цветных металлов и другими работами, создании рациональной местной и общей вентиляции (см.), применении индивидуальных средств защиты — респираторов (см.), промышленных противогазов (см.), защитных мазей или жирных кремов и др., мытье рук щелочными р-рами.

Э к с ii е р т и з а т р у д о с п о-с о б н о с т и. Вопросы экспертизы трудоспособности, мед. и трудовой реабилитации при интоксикациях Ц. и его соединениями решаются с учетом выраженности симптомов интоксикации и гиг. характеристики условий труда. При значительных поражениях кожи возможны временная нетрудоспособность или перевод на другую работу. Временно нетрудоспособны лица с клин, проявлениями литейной лихорадки пли острой и хрон. интоксикации Ц. и его соединениями с серьезными поражениями органов дыхания и пищеварительного тракта. К стойким нарушениям трудоспособности острые и хрон. отравления Ц. и его соединениями обычно не приводят.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны для оксида Ц. составляет 0,5 мг!м3.

М и н и м а л ь и о значимая а к т и в н о с т ь 65Zn, не требующая регистрации или получения разрешения органов Государственного санитарного надзора, до 10 мккюри (37 кБк).

Цинк в судебно-медицинском отношении. Отравления Ц. крайне редки, в основном встречаются при вдыхании паров или дыма оксида Ц. или приеме внутрь по неосторожности или с суицидальной целью так наз. паяльной жидкости, содержащей хлорид Ц., цинковый купорос (сульфат цинка) или фосфид цинка. На вскрытии у умерших от отравления хлоридом Ц. обнаруживают, что слизистая оболочка полости рта и глотки, как правило, сморщена, покрыта белым налетом, отмечают ожог и глубокие некротические изменения слизистой оболочки пищевода и желудка с возможными перфорациями, очаговую пневмонию, дистрофию почек, печени и миокарда.

Суд.-хим. определение Ц. в биол. материале проводят после минерализации проб концентрированными серной и азотной к-тами дробным методом. Наличие ионов Ц. устанавливают по образованию белого осадка сульфида или гексацианоферроата цинка, бесцветных клинообразных микрокристаллов тетрароданомер-куроата цинка или розового окрашивания хлороформенного слоя за счет экстрагирования хлороформом образующегося дитизоната цинка. Количественное определение Ц. проводят комплексонометрическим методом (см. Номплексонометрия). При составлении заключения об отравлении Ц. как причине смерти учитывают естественное содержание Ц. в органах, тканях и жидких средах организма человека.

Препараты цинка. В качестве препаратов Ц., используемых в современной мед. практике, применяют цинка сульфат и цинка окись. Цинка сульфат относится к хорошо диссоциирующим солям Ц., а цинка окись является практически нерастворимым в воде и почти нед Ассоциирующим его соединением. Цинка сульфат при местном применении проявляет антисептические свойства и в зависимости от концентрации оказывает вяжущее (0,1—0,5% р-ры), раздражающее или прижигающее (более высокие концентрации) действие, что обусловлено специфическим биол. действием ионов Ц., образующихся в процессе диссоциации цинка сульфата. Противомик-робный (антисептический) эффект препаратов цинка сульфата связывают с тем, что ионы Ц. подобно ионам других тяжелых металлов взаимодействуют с сульфгидрильн-ыми группами (см.) ферментов микробной клетки и вызывают их инактивацию, способствуя тем самым гибели микроорганизмов (см. Антисептические средства). Вяжущий и прижигающий эффекты цинка сульфата обусловлены способностью ионов Ц. образовывать с белками тканей аль-буминаты, что приводит к образованию на поврежденной поверхности кожи или слизистой оболочки защитной пленки или (в случае прижигающего эффекта) к некрозу тканей (см. Вяжущие средства, Прижигающие средства). При приеме внутрь цинка сульфат рефлекторно вызывает рвоту за счет раздражающего действия на слизистую оболочку жел.-киш. тракта; вследствие всасывания ионов Ц. может развиться интоксикация этими ионами. Всосавшиеся в кровь ионы Ц. депонируются в основном в эритроцитах, а также в печени, поджелудочной железе и нек-рых других органах. Выделение ионов Ц. из организма (до 30% принятой дозы) происходит медленно, в основном с мочой и калом. Цинка сульфат используется гл. обр. наружно как антисептическое и вяжущее средство. Как прижигающее и рвотное средство этот препарат в современной практике почти не применяется.

Цинка окись в отличие от цинка сульфата обладает в основном адсорбирующими свойствами и оказывает относительно слабое антисептическое и вяжущее действие. Последнее обусловлено весьма низкой степенью диссоциации цинка окиси но сравнению с цинка сульфатом. По той же причине после приема внутрь цинка окиси не наблюдается рвотного эффекта и признаков резорб-тивного действия ионов Ц. Цинка окись применяют наружно как адсорбирующее, вяжущее и антисептическое средство.

Цинка сульфат (Zinci sulfas; син. Zincum sulfuricum; ГФХ); ZnS04*7H20 — бесцветные прозрачные кристаллы или мелкокристаллический порошок без запаха. На воздухе выветривается. Водные р-ры имеют кислую реакцию. Очень легко растворим в воде, практически нерастворим в спирте, медленно растворим в 10 ч. глицерина; мол. вес (масса) 287,54. Применяют как антисептическое и вяжущее средство при конъюнктивитах (0,1; 0,25 и 0,5% р-ры), хрон. ларингите (0,25 и 0,5% р-ры), а также для спринцеваний при уретритах и кольпитах (0,1 и 0,5% р-ры). Как рвотное средство его назначают внутрь по 0,1—0,3 г на прием. Высшая разовая доза для взрослых внутрь 1 г (однократно).

Форма выпуска: порошок; глазные ка ил и (0,25% или 0,5% р-р цинка сульфата и 2% р-р борной к-ты) во флаконах по 10 мл. Глазные капли с цинка сульфатом выпускаются также в полиэтиленовых тюбиках-капельницах ito 1,5 мл. Хранение: в хороню укупоренной

таре; сп. Б.

Цинка окись (Zinci oxydum; син. Zincum охуdatum; ГФХ); ZnO — бел r.rii или белый с желтоватым оттенком аморфный порошок без запаха. Практически нерастворим в воде и спирте, растворим в р-рах щелочей, разведенных минеральных к-тах, а также в уксусной к-те; мол. вес (масса) 81,37. Применяют наружно в виде присыпок, мазей и паст в качестве подсушивающего, вяжущего и антисептического средства при различных кожных заболеваниях. Форма выпуска: порошок.

Цинка окись входит также в состав ряда готовых лекарственных форм: гальманин (Galmaninum) —

присыпка содержит цинка окиси 10 ч., салициловой к-ты 2 ч.,

талька и крахмала по 44 q.; линимент окиси цинка (Linimentum Zinci oxydi) содержит цинка окиси

1 ч., масла подсолнечного 1,5 ч.; мазь цинковая (Unguentum Zinci) содержит цинка окиси 1 ч., вазелина 9 ч.; мазь цинко-нафталанная с анестезином (Unguentum Zinci naphthalanum cum Anaesthesino) содержит мази цинковой 79,2 г, мази нафталанной 15,8 г и анестезина

5 г; паста цинковая (Pasta Zinci) содержит цинка окиси и крахмала ito 1 ч., вазелина 2 ч.; паста салицилово-цинковая (Pasta Zinci-sali-cylata; син. паста JIaccapa) содержит цинка окиси и крахмала пшеничного по 25 ч., салициловой к-ты

2 ч., вазелина 48 ч.; паста цинко-нафталанная (Pasta Zinci-naphthalani) содержит цинка окиси и крахмала по 1 ч., мази нафталанной 2 ч.; паста цинко-ихтиоловая (Pasta Zin-ci-ichthyoli) содержит цинка окиси

24.4 г, ихтиола 2,5 г, крахмала

24.4 г, вазелина 48,7 г; присыпка детская (Aspersio puerilis) содержит цинка окиси 1 ч., крахмала 1 ч., талька 8 ч. Кроме того, цинка окись входит в состав свечей «Нео-Анузол» (Suppositoria «Neo-Anuso-lum»).

Библиогр.: Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 370, Л., 1977; К р ы л о в а А. Н. Исследование биологического материала на «металлические» яды дробным методом, М., 1975; Левин

В. И. Получение радиоактивных изотопов, М., 1972; МашковскийМ. Д. Ле

карственные средства, ч. 2, М., 1984; Неотложная помощь при острых отравлениях, под ред. С. Н. Голикова, с. 128, М., 1977; Нормы радиационной безопасности НРБ-76, М., 1978; П о л и н г Л. Общая химия, пер. с англ., М., 1974; Профессиональные болезни, под ред. А. А. Летавета и др., М., 1973; Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений, под ред. Р. В. Бережного и др., с. 107, М., 1980; Справочник по профессиональной патологии, под ред. Л. Н. Грацианской и

В. Е. Ковшило, с. 345, Л., 1981; У а й т А. и д р. Основы биохимии, пер. с англ., т. 1—3, М., 1981; X о л ь н о в Ю. В. и д р. Характеристики излучений радиоактивных нуклидов, применяемых в народном хозяйстве, М., 1980.

А. М. Шапошников; В. В. Бочкарев (рад.),

В. К. Муратов (фарм.), А. Ф. Рубцов (суд.), Н. А. Сенкевич (гиг.).



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: