Tsüaniidid: definitsioon, keemia, esinemine ja mürgisus

Tsüaniidid: selge, põhjalik juhend — definitsioon, keemia, esinemine, mürgisus, ohutused ja ravi; vajalik teave nii teadlastele kui üldlugejale.

Tsüaniidid on kemikaalid, mis sisaldavad tsüanogruppi C≡N. CN‑rühma sisaldavaid orgaanilisi ühendeid nimetatakse nitriilideks. Selles rühmas on süsiniku aatomil kolm keemilist sidet lämmastiku aatomiga. See rühm esineb paljudes ainetes; mõned ühendid annavad kergesti vabu tsüaniidioone (CN−), teised hoiavad CN‑i tugevasti seotud kujul ja on vähem toksilised. Need ained, mis võivad eraldada ühendit CN, on väga mürgised.

Keemia ja toimemehhanism

Tsüaniidioon (CN−) on tugev ligand ja moodustab komplekse paljude metallidega. Tavakemias tuntud tsüaniidide näideteks on kaaliumtsüaniid (KCN) ja naatriumtsüaniid (NaCN) ning väga ohtlik vesiniktsüaniid (HCN), mis on gaasiline ühend. HCN‑i keemilised derivaatidena toimivad sageli ka soolad või ühendid, mis vaban­davad HCN‑i organismis või keskkonnas.

Peamine bioloogiline toksilisus tuleneb tsüaniidi võimest siduda tsütokroom c oksüdaasi (mitokondriaalne kompleks IV) ja teisalt ka muud rauapõhised ensüümid. See takistab rakulist oksüdatiivset fosforüülimist ehk vältimatut hapniku kasutamist raku tasandil — tekib ehk „tsütotoonne hüpoksia”. Seetõttu võib kuigi vere hapnikusisaldus olla normaalne või kõrgenenud, ei suuda rakud sellele hapnikule ligi pääseda, mis viib kiirelt elundite ebaõnnestumiseni.

Esinemine ja allikad

Teatavad bakterid, seened ja vetikad on võimelised tootma tsüaniide. Looduses leidub CN‑ühendeid ka mõnedes taimses‑põhistes toiduainetes: tuntud näide on maniok (kassava), mille töötlemata juured võivad sisaldada tsüanogeenseid glükosiide. Samuti esinevad tsüanogeensed ühendid mõningates pähklites ja kiviliseemnetega viljades (nt kibedad mandlid, aprikoosi‑ ja ploomikivid), kust organismis lagunemisel vabaneb tsüaniid.

Lisaks looduslikule esinemisele on tsüaniide laialdaselt kasutusel tööstuses: metallitööstuses (nt kulda–hõbedatöötlemisel), galvaniseerimisel, fotograafias, kemikaalide sünteesis ja mineraalide töötlemisel. Tööstuslik käitlemine nõuab ranged ohutusmeetmeid, sest paljud tööstuslikud tsüaniidid võivad põhjustada eluohtlikke eksponeerimisi.

Mürgisus ja ohtlikkus

Populaarkultuuris on tsüaniidid väidetavalt väga mürgised. See on osaliselt tõsi: mõned tsüaniidid on väga ohtlikud, teised aga märksa vähem – sõltuvalt ühendi omadustest ja sellest, kui kergesti CN‑i vabaneb. Preisi sinist, tsüaniidiühendit, antakse näiteks talliumi ja tseesiumiga saadud mürgistuse raviks; see rõhutab, et mitte kõik tsüaniidi sisaldavad ained ei ole võrdselt ohtlikud.

Mürgid, millele tavaliselt viidatakse, on vesiniktsüaniid (HCN) ja sellega sarnased kemikaalid, nagu kaaliumtsüaniid (KCN) ja naatriumtsüaniid (NaCN). Need on vesiniktsüaniidi derivaadid. Kõige ohtlikum ühend on vesiniktsüaniid, mis on gaasiline ja tapab sissehingamisel. HCN on värvitu, äärmiselt lenduv ja omab mõne allika järgi nõrka mandli‑laadset lõhna, mida aga paljud inimesed ei tunne – lõhn ei ole usaldusväärne hoiatustunnus.

Sümptomid ja kliiniline pilt

Tsüaniidimürgituse sümptomid sõltuvad kokkupuute intensiivsusest ja vormist (gaas, vedelik, suukaudne). Varased sümptomid võivad olla peavalu, pearinglus, iiveldus, kiire hingamine ja südametöö kiirenemine. Raske kokkupuute korral tekivad segasus, kramplikkus, kooma, hingamisseiskus ja kiire surm. Karakteristlik leiud võivad olla hüpotensioon, akuutne hingamisnähtus ja kõrge laktaat (ristmeline metaboolne atsidoos). Mõnikord on venoosne veri heledam (roosa-punane), sest hapnikut ei kasutata rakkudes ära.

Diagnoos

Diagnoos põhineb anamneesil (kokkupuute kahtlus), kliinilisel pildil ja laboriuuringutel: vere‑ ja serumlaktaadi tõus, tugev metaboolne atsidoos, ning vajadusel spetsiaalsed tsüaniidi määramised laboratooriumis. Reaalses erakorralises olukorras tuleb sageli alustada ravi enne kinnitust, sest tsüaniidimürgistus areneb kiiresti.

Antidoot

Hüdroksokobalamiin reageerib tsüaniidiga, moodustades tsüanokobalamiini, mida saab neerude kaudu ohutult elimineerida. Seda antidoodikomplekti müüakse kaubamärgi Cyanokit all ja USA ravimiamet kiitis selle heaks 2006. aastal. Hüdroksokobalamiin on tänapäeval sageli eelistatud antidoot, sest see ei tekita methemoglobineemiat ja on suhteliselt ohutu manustada kiirel erakorralisel näidustusel.

Lisaks hüdroksokobalamiinile kasutatakse ka teisi lähenemisi:
- Naatriumnitrit (süütekitab methemoglobiini, mis seob tsüaniidi) — seda meetodit kasutatakse harvem ja ettevaatusega, sest nitritid võivad põhjustada liigset methemoglobineemiat ja halvendada hapniku transporti; ebasoovitav kokkupuutel raske süsinikmonooksiidi (CO) mürgistusega.
- Naatriumtiiosulfaat annab rakkudele väävlit, mida ensüüm rhodanase (tiokuanaatfosfotransferaas) kasutab tsüaniidi muundamiseks vähem toksiliseks tiotsüanaadiks (SCN−), mis eritub neerude kaudu. Tiiosulfaat on kasulik sageli koos nitrititega või hüdroksokobalamiiniga.

Esmane abi ja ravi põhimõtted

• Eemaldamine saastunud keskkonnast (värske õhk), kaitse päästjatele.
• Tagada elutegevuse toetamine: 100% hapnik, hingamisteede ja vereringe tugi, vajadusel intubatsioon ja ventilatsioon.
• Alustada antidootravi kiiresti, kui tsüaniidimürgistus on tõenäoline — hüdroksokobalamiin on tihti esimene valik.
• Jälgida laktaati, happe‑aluse tasakaalu ja elustoimete kõikumisi ning suunata patsient intensiivravisse.

Ohutus, ennetus ja keskkonnamõjud

Tööstuslikes tingimustes on oluline range ohutuskorra järgimine: isikukaitsevahendid, lekete kiire neutraliseerimine, ventilatsioon ja hädaolukorra antidootikomplektide olemasolu. Keskkonda sattunud tsüaniidid võivad olla ohtlikud veekogudele ja eluökosüsteemidele; seetõttu on reguleeritud utiliseerimine ja puhastamine hädavajalik.

Kokkuvõte

Tsüaniidid on keemiliselt mitmekesine rühm ühendeid, mille toksilisus sõltub eelkõige sellest, kui kergesti need vabastavad CN‑i. Looduslikult esinevad need mõnedes taimedes ja mikroorganismides ning tööstuslikult kasutatakse laialdaselt. Vesiniktsüaniid (HCN) ja CN−‑vabanemisega ühendid on kõige kiiretoimelisemad ja ohtlikumad. Kiire diagnoos, elustamine ja antidootide (eriti hüdroksokobalamiin) kasutamine on sageli elu päästva tähtsusega.

Küsimused ja vastused

Küsimus: Mis on tsüüner?

K: Millised on mõned tsüaniidide allikad?

K: Kas kõik tsüaniidid on väga mürgised?

K: Mis liiki mürk on vesiniktsüaniid (HCN)?

K: Kuidas kasutavad taimed tsüaniide?

K: Mida tähendab CN?

Otsing