BARIUM. Отравление рентгеноконтрастным барием в СПб
За мощнейшим потоком инфошума о коронавирусе и о возможном вторжении в Украину прошел незамеченным один необычный токсикологический инцидент. Признаюсь я тоже пропустил это событие, и не узнал бы про него, не напиши мне знакомая петербурженка и не поинтересуйся моим экспертным мнением. Так как от подобного события не застрахована ни одна страна СНГ, я решил свой ответ опубликовать.
Суть
На сегодняшний день скорее всего все жители Санкт-Петербурга уже знают о истории с отравлением рентгеноконтрастом (сульфатом бария) в Городском консультативно-диагностическом центре №1 на улице Сикейроса,10. Именно из-за этого ЧП по всему городу были на какое-то время приостановлены все рентгеноскопические исследования желудочно-кишечного тракта.
В начале краткая суть истории, которая началась примерно в декабре 2021 года. У людей, которые проходили процедуру рентгеновского исследования в упомянутой больнице внезапно обнаруживались симптомы острого отравления. При этом всем без исключения пострадавшим перед рентгеном желудка вводили суспензию сульфата бария. В результате на сегодняшний день от отравления погибло семь человек (пожилые женщины 63–78 лет, молодой мужчина 42 лет), а общее количество пострадавших приближается к 30.
Что же представляет собой этот роковой сульфат бария. Инертная, практически нерастворимая в воде соль белого цвета. Считается эталоном отражающей способности (эталон белого цвета) в лакокраске, в медицине используется как контраст в радиографии (атомы бария отлично поглощают рентгеновское излучение, см. статью Наведенная радиация от рентген-аппаратов). При рентгеновском исследовании ЖКТ пациенту предварительно всегда предлагают выпить “болтушку” или “бариевую кашу” — суспензию из сульфата бария с содержанием бария 58,7 %.
Вещество абсолютно безопасное, используемое в качестве контраста на протяжении десятилетий и десятилетий. Но на этот раз что-то пошло не так. Технически в России для рентгендиагностики используется препарат Бар-ВИПС, он зарегистрирован в Госреестре лекарственных средств и разрешен для медицинского применения. Этот препарат производится в московском Фрязино с 1991 года.
Состав Бар-ВИПС: Бария сульфат (98, 942%), калия цитрата дигидрат, сорбитол, ароматизатор банановый, метилпарагидроксидбензоат, симетикон, кармеллоза натрия, полисорбат 80, натрия цикламат, кремния диоксид коллоидный, натрия сахаринат, хлористоводородная кислота (1М), вода очищенная
В больнице Санкт-Петербурга решили отступить от многолетней традиции и закупили для рентгендиагностики «Барий сернокислый 0.10 (H2O) процентов», производимый компанией ООО «НеваРеактив». Этот препарат производится по ГОСТ 3158–75 и содержит 98% сульфата бария. Этот химический реактив предназначен для препаратных, технологических и учебных целей.
Если пофантазировать…
Пока никаких данных нет вообще (как их, кстати, не было и в шумевшем ранее токсикологическом деле “Совхозная, 16”). Поэтому остается только фантазировать. Если предположить, как такое могло произойти, то приходят в голову сразу следующие версии. Фармацевтический сульфат бария (статья ФС.2.2.0001.15) проверяется на 1)количество растворимых солей бария 2)наличие мышьяка 3)наличие тяжелых металлов. Реагентный сульфат бария по ГОСТу 1975 года может быть как в виде чистого вещества (Ч.), так и в виде чистого для анализа вещества (Ч.Д.А.) .Соль с квалификацией “Ч.” до фармакопейного уровня явно не дотягивает (мышьяк даже не нормируется). Вариант “Ч.Д.А.”, в чем-то наоборот, более строгий чем Фармакопея: по по ФС (файл) доля тяжелых металлов должна быть не более 0,001%, а по ГОСТ 0,0005. Хотя мышьяка по ФС допускается меньше (не более 0,00005 %) чем по ГОСТ (не более 0,0001%). Растворимые соли бария и в ФС, и в ГОСТ должны полностью отсутствовать.
Итак. Вариант 1. Предположим, что в качестве контраста был использован химический реактив с квалификацией “Ч.”, а в препарате повышенное содержание мышьяка. Картина острого отравления следующая: колики в животе, сопровождающиеся тошнотой, рвотой, которая может стать неукротимой, диареей (жидкий стул с примесью крови). Нередко имеет место дизаритмия сердца, нарушения зрения. Могут появится судороги скелетной мускулатуры, развиться коматозное состояние. Смерть наступает от паралича дыхательного и сосудо-двигательного центров. Мышьяковую интоксикацию следует подозревать у любого лица с комбинацией следующих симптомов: нервные, желудочно-кишечные, кардиоваскулярные и респираторные расстройства; гемолитические отклонения; кожные поражения; нарушения функционального состояния печени и почек. Подходит? Вроде не совсем. Дочь одной из погибших женщин, Татьяны Андреевой, сообщала вот такую симптоматику:
<…>Вечером у мамы начал выходить этот барий, постоянная тошнота, белая жидкость густая. Врачи же подумали, что у нее что-то с сердцем. Потому что ей стало откровенно плохо, началось учащенное сердцебиение <…>
Вариант 2. Отравление растворимыми солями бария. В большинстве случаем химическое соединения сульфат бария получают смешивая растворимый хлорид бария и какой-нибудь сульфат (например, сульфат натрия). Выпавший осадок фильтруют, отмывают водой до отрицательной реакции на ионы бария, сушат и пускают в дело. Если отмывать при производстве плохо — хлорид бария может быть в виде примеси. Но тогда возникает вопрос к организации, которая осуществляла государственную приемку реактива. Тем более, что “использование в учебных целях” подразумевает контакт детей с веществом.
Барий блокирует пассивную проводимость калия в мышцах, они становятся невозбудимыми и наступает паралич. Острый синдром может привести к летальному исходу. Острый — это примерно 0,8–1,5 г абсорбируемого хлорида бария принятого перорально (наименьшая летальная доза~11,4 мг/кг). Последовательность появления симптомов следующая: через 1 или 2 ч после приема вещества у пациентов наблюдаются покалывание вокруг рта, диарея, рвота и коликообразные желудочно-кишечные боли. Обычно отмечается артериальная гипертензия. Через 2–3 ч покалывание смещается от лица к рукам, ухудшаются реакции зрачков, подавляются рефлексы растяжения мышц, становится заметным их судорожное подергивание, слабость начинает распространяться на мышцы и верхних, и нижних конечностей. Смерть может наступить на протяжении нескольких часов после остановки сердца или развития дыхательного паралича, если только не будет проведена интенсивная терапия с внутривенным введением калия.
Похоже это именно наш вариант.
Как такое вообще возможно. Помимо уже упомянутого мной нарушения техники химического эксперимента и недостаточной промывки осадка сульфата, могут быть и другие варианты. Например возрастание растворимости сульфата бария из-за каких-то примесей в воде (врачи ведь используют какую-то воду для приготовления суспензии). В горячей воде, например, барий растворяется лучше чем в холодной (выщелачивание из плава в лаборатории проводят водой, нагретой до 80°С). А чем выше растворимость, тем и токсичность выше. Сульфат бария практически не растворим в воде (2 мг/л при 18°С, 1 часть на 400 000 частей холодной воды.), но хорошо растворим в концентрированной серной кислоте(кислота переводит нерастворимый сульфат в растворимый гидросульфит). Также он растворяется в хлорной воде (вода, обработанная хлором) и растворах карбонатов/гидрокарбонатов щелочных металлов (соды).
Замечание про карбонаты. В аналитической химии довольно часто практикуют перевод одних нерастворимых осадков в другие. В том числе и в отношении сульфата бария. Для того, чтобы превратить осадок сульфата бария (ПР 1,1х10⁻¹⁰) в осадок карбоната бария (ПР 4х10⁻¹⁰) в реакционную смесь добавляют источник карбонат-ионов (например, кальцинированную соду Na2CO3). Не вдаваясь в химические расчеты просто скажу, что добавка соды достаточно быстро сделает из условно безопасного сульфата ядрёный карбонат (наименьшая летальная доза — 57 мг/кг, наименьшая токсичная доза — 29 мг/кг), а там уже дело за малым. В теории, похожий эффект может иметь место, если водная суспензия сульфата бария долго стояла на открытом воздухе и насыщалась углекислым газом. Правда навскидку мне сложно предположить, сколько необходимо времени для того, чтобы в неком условном объеме раствора накопилось достаточное количество токсина для отравления.
В общем и целом судить о масштабах cдвига равновесия в растворе и прочих реакциях в растворах сложно, не зная состава воды и конкретных условий реакции, но тем не менее обозначить такой факт нужно.
Также не стоит забывать, что “нерастворимый сульфат бария” делает растворимым популярный комплексообразователь Трилон-Б, который многие используют для борьбы с жесткостью воды (см. статью Жесткая вода и накипь. Структура, свойства и способы минимизации ущерба). Например в лаборатории, тигли очищают от сульфата бария вымачиванием в щелочном растворе Трилона-Б. Аналогично могут работать и другие комплексоны.
Личная безопасность
Как видите, имеются различные варианты развития событий. И не имея исчерпывающих данных лабораторных исследований абсолютно не понятно, кого винить. Компанию производящую препарат, директора больницы, который препарат этот закупал, или медсестру, которая готовила “бариевую кашу” для рентгеноскопии.
Как можно себя обезопасить в данных условиях? Во-первых попросите у медработника показать вам упаковку того препарата, из которого вам делают “болтушку”. Попросите показать вам сопроводительные документы (ГОСТ, лицензию, сертификат), сфотографируйте их. Оценить на глаз квалификацию реактива вы навряд ли сможете, я например “Х.Ч.” от “ОС.Ч” не отличаю.
Сегодня на замену “барий-контрастной-рентгеноскопии” имеются более современные способы обследования ЖКТ — эндоскопия и компьютерная томография. В этом есть смысл и с химической точки зрения, так как пусть сульфат бария и “почти нерастворим”, но иногда даже этих “почти” микроколичеств бывает достаточно для возникновения бариевой энцефалопатии (особенно если растворимость соли увеличивается описанными выше способами вроде горячей воды, комплексонов или гидрокарбонатов).
Ну и на всякий случай стоит помнить, что антидотом на растворимые соли бария можно считать любой сульфат, например сульфат магния (аптечное слабительное, “магнезия”) или сульфат натрия (“глауберова соль”). Как я уже писал, при отравлении растворимыми солями бария может потребоваться лечение гипокалиемии, т.е. введение хлорида калия, т.к. барий и калий конкурируют в своем взаимодействии с калиевыми каналами в человеческом организме. Но любая манипуляция с введением солей калия в организм должна проводится ТОЛЬКО под контролем врача. Хлорид калия не тот реагент, который можно применять в качестве витамина.
N.B. Одним из самых известных примеров массового отравления барием является отравление, наблюдавшееся в 1943 г. в китайской провинции Сычуань, когда очень сильное загрязнение поваренной соли хлоридом бария стало причиной распространения эндемической формы периодического паралича, получившего название Па Пинг. Внутривенное введение цитрата калия обеспечивало быстрое и полное восстановление мышечной силы. А теперь вспомните приведенный в начале статьи состав препарата Бар-ВИПС, там цитрат калия имеется. Возможно, именно как “предохранительный клапан” на случай “бариевой чрезвычайщины”...
На этом все! Не болейте и будьте бдительны. И не забывайте читать последние обновления в LAB-66