Toksykologja chemicznych środków bojowych/Rozdział III

Z Wikiźródeł, wolnej biblioteki
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
<<< Dane tekstu >>>
Autor Włodzimierz Lindeman
Tytuł Toksykologja chemicznych środków bojowych
Podtytuł z 17 rysunkami oraz atlasem
Data wydania 1925
Wydawnictwo Wojskowy Instytut Naukowo-Wydawniczy
Drukarz J. B. Kondecki
Miejsce wyd. Warszawa
Źródło Skany na commons
Inne Cała część
Indeks stron
ROZDZIAŁ III.

LOSY OBCYCH SUBSTANCYJ W ORGANIZMIE


§ 26. Fizyczne i chemiczne odczyny obcych substancyj w organizmie.

Ciała obce wewnątrz organizmu mogą wywołać cały szereg zmian, z których jedne połączone są ze zmianami samej dostarczonej substancji, aż do całkowitego przetworzenia jej, zaś drugie przebiegają bez jakiejkolwiek zmiany wywołującego je czynnika. Substancje pierwszego rodzaju nazywano chemicznie czynnemi, drugie chemicznie biernemi. Ponieważ w tym ostatnim wypadku czynnikiem wywołującym zmiany w ustroju jest cała nietknięta cząsteczka obcej substancji, przeto działanie takich związków nazywamy cząsteczkowem (molekularnem).

Substancje zupełnie nie ulegające w organizmie zmianom chemicznym stanowią raczej wyjątek. W przeważnej ilości wypadków mamy do czynienia jedynie ze złudnemi stosunkami ilościowemi — obca substancja ulega częściowemu rozkładowi, a druga jej część wydziela się z organizmu w niezmienionym stanie. Tak np. alkohol etylowy utlenia się prawie całkowicie, jednak zawsze pewna nieznaczna jego ilość zostaje wyrzucona na zewnątrz razem z powietrzem oddechowem (1—2%), i z moczem (2—3%). Dla benzolu mamy stosunek odwrotny — organizm jest w stanie przerobić nie więcej niż 30% tej substancji.
Dlatego musimy przypuścić, że z reguły, współrzędnie z działaniem cząsteczkowem, istnieją też pewne odczyny chemiczne i odwrotowe.
Odpowiednio do tego nie należy przeciwstawiać sobie obu wyżej zarysowanych rodzaji działania, o ile dogodniejsze będzie rozpatrywanie treści tych działań niezależnie od tego, czy są one wyłącznemi własnościami danej substancji w stanie nietkniętym, czy też nie.

§ 27. Sposób działania obcych substancyj.

Każda obca substancja w rzeczywistości może wywołać cały szereg zjawisk, nie ograniczając się do jakiegokolwiek jedynego w swoim rodzaju odczynu. Zjawiska te, co do sposobu ich powstania, zależne są od licznych fizycznych i chemicznych własności obcej substancji i dlatego bywają bardzo rozmaite. Najważniejszą cechą każdej takiej substancji jest stopień jej rozpuszczalności w płynach organizmu i pewne własności uzależnione od tej rozpuszczalności. Dalej mamy do czynienia z bardzo powikłanemi zjawiskami absorpcji i odczynów katalitycznych i wreszcie z jeszcze więcej zagadkowem działaniem energji promienistej (radium i odczyny światłoczynne czyli fotoaktywne).
Niezależnie od tych zjawisk fizycznych każda rozpuszczalna substancja wogóle podlega w mniej więcej znacznym stopniu chemicznym zmianom, zazwyczaj również bardzo złożonym. Organizm w zasadzie nie jest przystosowany do tych zjawisk i dlatego obecność każdej substancji stwarza dlań nienormalne warunki istnienia i może być przyczyną jego choroby, lub, sciślej mówiąc, zatrucia.

§ 28. Podział obcych substancyj.

Obcemi substancjami dla ustroju są wszystkie te, które nie wchodzą normalnie w skład jego tkanek i płynów, lub zjawiają się w nie odpowiednich ilościach, w nieodpowiedniem miejscu. Takie materjały spożywcze, jak białko albo cukier, niezbędne dla organizmu, przy sztucznem dostarczaniu dużych ilości do krwi, mogą wywoływać bardzo niebezpieczne zjawiska i z tego punktu widzenia mogą być zaliczone do szeregu trucizn. Stosownie do tego substancje obce można określić jako takie, których obecność wywołuje jakościowe, albo ilościowe zmiany w normalnym składzie organizmu.
Ponieważ życie organizmu jest szeregiem w zupełnie ścisły sposób wzajemnie do siebie przystosowanych chemicznych i fizycznych odczynów, przeto wszelkie zmiany tych stosunków musimy rozważać jako zaburzenia równowagi najzupełniej niezbędnej dla organizmu.
O ile organizm jest z natury przystosowany do obecności w otaczającem środowisku, lub w nim samym w odpowiedniem miejscu i odpowiedniej ilości, tych lub innych substancyj — mogą one być uważane za normalne, a nawet za niezbędne dla jego istnienia, lub też za źródło przetworów potrzebnych dla podtrzymania w nim przemiany materji i energji. O ile jednak takie przystosowanie nie jest dostateczne co do składu dostarczonej substancji, bądź też co do jej ilości, lub sposobu dostarczenia, wówczas obca substancja staje się trucizną.
Na podstawie tych zasadniczych cech wszystkie substancje, które można wprowadzić wewnątrz ciała zwierzęcego, dadzą się podzielić na następujące kategorje:
1.substancje potrzebne dla organizmu, które mogą być uważane jako materjały odżywcze;
2.substancje niepotrzebne, jednakże nie wywołujące chorobowych objawów wskutek zupełnego do nich przystosowania się organizmu, albo zupełnej ich fizycznej i chemicznej bierności. Takie substancje nazywamy obojętnemi;
3)substancje wywołujące zjawiska chorobowe, które musimy nazwać truciznami.

§ 29. Zjawiska głodu wogóle.

Istnienie organizmu jest niemożliwe bez ciągłej przemiany materji, ciągłego dostarczania mu substancyj odżywczych. Każdy organizm, zarówno roślinny jak zwierzęcy, musi bez przerwy pobierać jedne a wydzielać inne substancje. Są to—woda i pewne związki mineralne łącznie z gazami powietrza, jednakże materjały te wystarczają tylko dla zielonych roślin. Dla organizmu zwierzęcego niezbędny jest jeszcze ponadto cały szereg, częściowo nawet bardzo skomplikowanych, związków organicznych. Co się tyczy pierwiastków, z których złożone są te związki, należy podkreślić, że wszystkie najpospolitsze pierwiastki naszego otoczenia mogą być składnikami nietylko samej żywej materji ale i organizmów wogóle. Wynika to z zestawienia składu kory ziemi, wody oceanów i innych zbiorowisk wodnych i atmosfery z jednej strony, a ciała ludzkiego z drugiej.
% zawartości w otoczeniu
według Clarke'a
% zawartości w ciele zwierzęciem
według Sherman'a
Otlen 50,02% 65%
Cwęgiel 0,18% 18%
Hwodór 0,95% 10%
Nazot 0,03% 3%
Cawapń 3,47% 2%
Pfosfor 0,12% 1%
Kpotas 2,88% 0,35%
Ssiarka 0,11% 0,25%
Nasód 2,36% 0,15%
Clchlor 0,2% 0,15%
Mgmagnez 2,08% 0,05%
Feżelazo 4,18% 0,004%
Jjod ślady ślady[1]
Ffluor 0,1% ślady
Sikrzem 27,74% ślady
Alglin 7,85% 0
Titytan 0,46% 0
Brbrom 0,008% (w wodzie morskiej) 0
Bbar 0,08% 0
Mnmangan 0,08% znikome ślady
Srstront 0,02% 0
Inne pierwiastki razem—0,47% Li—lit znikome ślady
As—arsen
Inne pierwiastki0
Fluor jest stałym składnikiem szkliwa zębów. Obecność litu, arsenu, jak również baru, wanadu i glinu w tkankach ssaków, naogół biorąc, podlega wątpliwości.
Inne stworzenia mogą zawierać znikome ilości innych pierwiastków, tak np. wiele ślimaków zawiera miedź.
Znaczenie tych pierwiastków dla odczynów życiowych zupełnie nieodpowiada ich ilości. Zupełnie znikoma zawartość jodu w czynnj wydzielinie tarczycy nie przeszkadza, iż jest to pierwiastek bezwzględnie niezbędny dla życia. Stosunek ten zależy od tak zwanych zjawisk oligodynamicznych, o których będzie mowa niżej.
Z przytoczonych danych widzimy, żegdy najpospolitsze pierwiastki otoczenia jak krzem, glin i żelazo, są obecne w organizmie w znikomo małych ilościach, inne gromadzą się w ilościach znacznie większych od przeciętnej ich zawartości w otoczeniu. Takiemi są: azot, fosfor, siarka i również jod. Najpospolitsze składniki ciała węgiel, wodór i tlen, a z metali wapń i sód, zawarte są w większych ilościach niż w otoczeniu. Wogóle mamy wyraźną skłonność do nagromadzenia pewnych zasadniczych pierwiastków, co daje się stwierdzić, przy porównaniu najważniejszego z nich—węgla, którego ilość o sto razy przewyższa zawartość jego w otoczeniu. Do tego trzeba dodać, że pierwiastki tworzące organizm w żaden sposób nie mogą być zastąpione przez inne, choćby najbardziej pokrewne. Tak np. potas odgrywa zupełnie inną rolę w organizmie niż Na, Sr nie może zastąpić Ca, albo Br innych chlorowców.
Substancjami odżywczemi mogą być wyłącznie te związki, które zawierają niezbędne do życia pierwiastki. Warunki dokładnego żywienia zawarte są w tak zw. prawie minimum, ustalonem przez Liebiga dla roślin, ale w zasadzie słusznem również w stosunku do zwierząt. Prawo to głosi, że: 1)wyniki żywienia odpowiadają zawsze zawartości tego z niezbędnych pierwiastków, którego jest najmniej w pokarmie, 2)dla wszystkich składników istnieje pewne minimum, poniżej którego równowaga przemiany materji już nie może być podtrzymywana.
W razie obniżenia zawartości jednego z zasadniczych pierwiastków poza minimum, powstają zjawiska nieprawidłowego przebiegu procesów życiowych, mające wiele wspólnych cech z zatruciami, a które nazywamy głodem.
Zatem można mówić np. o głodzie azotowym, tlenowym, solnym, wapiennym i t. d. W organizmie zwierzęcym, którego zdolności syntetyczne są dość ograniczone, niezbędne pierwiastki muszą być dostarczane w stanie odpowiednich związków organicznych. Jedne z tych związków podobnie do zasadniczych pierwiastków: C, H, O, N, S, P, Ca, Na, K, Cl muszą być obecne w dużych ilościach i tworzą główne źródło energji, drugie, podobne do takich pierwiastków jak magnez, żelazo, jod, wystarczają w znikomo małych ilościach — trzecie, obejmujące wszystkie pierwiastki, zatrzymywane tylko w stanie znikomych śladów, są prawdopodobnie przypadkowemi składnikami pożywienia. W warunkach chorobowych, chronicznych zatruciach, mamy nagromadzenie zupełnie obcych pierwiastków, jak np. rtęci i srebra.
Wśród organicznych przetworów spożywczych rolę pospolitych pierwiastków odgrywają w organizmie zasadnicze składniki pokarmowe — węglowodany i tłuszcze, jako źródła C, H i częściowo O; białka, jako źródła N, P i S. Ca, i Cl są dostarczane zwykle w stanie związków mineralnych.
Rola czynników o działaniu oligodynamicznem przypada w udziale dwóm rodzajom związków, tak zw. witaminom i produktom czynności gruczołów naczyniowych, czyli hormonom.

§ 30. Witaminy i głód witaminowy.

Witaminami nazwano pewne związki zawierające azot, a występujące w bardzo małych, znikomych ilościach w żywych tkankach zarówno roślin jak i zwierząt. Związki te okazują się niezbędnemi do prawidłowego przebiegu żywienia układu nerwowego, rozwoju procesów wzrostu wogóle i w szczególności wzrostu szkieletu, i t. d. Istnienie ich zostało ustalone zaledwie kilka lat temu i chemiczny ich skład jest jeszcze mało znany. Wogóle rozróżniają dwa ich rodzaje: jedne rozpuszczalne w tłuszczu i drugie nierozpuszczalne w nim.
Brak witaminów w pokarmie wywołuje głód witaminowy, czyli awitaminozę, przyjmującą postać pewnych chorób bardzo podobnych do chronicznych zatruć.
Są to swoiste zapalenia nerwów obwodowych, jak beri-beri, która jest skutkiem żywienia się wyłącznie polerowanym ryżem; uszkodzenia szkieletu, jak krzywica, która jest skutkiem złych warunków odżywiania dzieci wogóle; pewne skazy krwotoczne, jak szkorbut, powstający w warunkach braku świeżych przetworów spożywczych, szczególnie zaś jarzyn.

§ 31. Hormony. Zjawiska organolepsji.

Hormonami nazywamy wszystkie związki podtrzymuiące tak zwaną korelację chemiczną, t. j. ściśle określony stosunek pomiędzy czynnościami chemicznemi poszczególnych narządów. Już z małej objętości najważniejszych gruczołów naczyniowych (ciałka nabłonkowe tarczycy — parathyreoideae u człowieka są czterema ziarenkami wielkości nasionka słonecznika, przysadka nie jest większą od orzecha laskowego, miąższowa część nadnercza jest cieniutką warstewką o powierzchni 4—5 cm kwadratowych), wynika, że ilość tych wyrabianych przez nie wydzielin musi być znikomo mała.
Mamy więc do czynienia z odczynnikami o działaniu niemniej mocnem, niż działanie najsilniejszych trucizn. Rzeczywiście mamy dwa równoległe szeregi chorób, z których jedne są skutkiem obecności w ustroju zbytecznej ilości tych hormonów, a drugie — głodu hormonowego, wskutek tak zwanej organolepsji czyli niewystarczającej czynności, albo zupełnego zaniku odpowiednich gruczołów. Zarówno pierwsze jak i drugie mają też wyraźne cechy zatruć.

§ 32. Głód tlenowy.

Wśród zjawisk zależnych od braku pewnej ilości zasadniczych pierwiastków szczególne dla nas znaczenie mają: głód tlenowy, oraz niodostateczna zawartość wody w organizmie. Są to ważne czynniki w powstawaniu zatruć chemicznemi środkami bojowemi, mianowicie truciznami działającemi na ośrodki oddechowe.
Jakkolwiek skład chemiczny organizmu obfituje w tlen, zawierając go około 65% w stanie połączeń chemicznych, a przeważnie w stanie wody, jednakże najważniejszem źródłem tlenu okazuje się powietrze i ustrój zwierzęcy, pozbawiony tlenu w stanie wolnym, istnieć nie może. Anaerobioza — utlenienie jednych składników kosztem odtlenienia innych, w warunkach istnienia kręgowców ustępuje na dalszy plan, i jest raczej rzadkim wyjątkiem, mającym znaczenie wyłącznie w pewnych specjalnych zadaniach przemiany materji, mianowicie w głodzie tlenowym. Głód tlenowy jest niezbędnym skutkiem takich zmian w organizmie, w których zawartość tlenu we krwi staje się mniejszą niż w normie. Do takich zmian należą.
1)Nieprawidłowy skład otaczającego powietrza, ściślej rzecz biorąc, za małe cząsteczkowe ciśnienie tlenu. Organizm nie może przystosować się do ciśninia tlenu mniejszego od ¹⁄₈ normalnego, t. j. ¹⁄₄₀ atm., co odpowiada 0,5% O₂ i jest granicą dyssocjacji hemoglobiny. Człowiek jest znacznie wrażliwszy na tego rodzaju głód niż inne ssaki.
Z nieszczęśliwych wypadków podczas podnoszenia się samolotów wiemy, że śmierć może nastąpić już przy 260 mm ciśnienia barometru (Croce Spinelli i Siwer) więc 7,2% O₂ przeciętnie w ciągu ¹⁄₂ godziny.
2)Zmniejszenie ilości czynnej hemoglobiny we krwi, więc niedokrwistość jakiegokolwiek pochodzenia. (Żaby mogą przez pewien czas znosić zupełny brak hemoglobiny we krwi, co jest niemożliwe u istot mających ciepłą krew).
W tym samym sensie działa przetworzenie oxyhemoglobiny w karboxy—albo methemoglobinę.
3)Niewystarczająca czynność narządu oddechowego, t. j. płuc lub oskrzeli. Tylko nieznaczna ilość kręgowców może, jak to czynią żaby i inne płazy, oddychać wyłącznie przez skórę. Przyczyną takiej niewystarczającej czynności mogą być: a) przeszkody w drogach oddechowych — zaduszenie we właściwem znaczeniu tego wyrazu, b) porażenia mięśni oddechowych, wskutek uszkodzenia narządu oddechowego, przecięcie rdzenia pacierzowego poniżej 2-go kręgu, jak też i samych mięśni; trychinoza, zatrucie kurarą, c) zanik ujemnego ciśnienia w klatce piersiowej wskutek przenikania do niej powietrza, t. zw. pneumotorax, d) zmniejszenie powierzchni oddechowej — napełnienie pęcherzyków płucnych wysiękiem, płynem obrzękowym albo wodą wskutek utonięcia.
4)Niedomoga sercowa, skutkiem której jest osłabienie prądu krwi w płucach. Taka niewystarczająca działalność serca występuje najwyraźniej w lewej jego połowie, której czynność zanika wcześniej niż w prawej. W ogóle każde zatrzymanie w dostarczaniu krwi do jakichkolwiek tkanek wywołuje zanik ich czynności na stałe, albo w każdym razie na czas braku krążenia krwi. Porażenie może następować też po chwilowem podrażnieniu. Tak np. kora mózgowa odpowiada na brak krwi z początku powstawaniem ogólnych skurczy mięśniowych, a następnie porażeniem wszystkich mięśni; niedokrwistość rdzenia przedłużonego wywołuje paraplegię, t. j. porażenie tylnej połowy ciała. Niemniej wrażliwym od układu nerwowego jest mięsień serca. Zatkanie tętnicy sercowej powoduie natychmiastową śmierć. Sam sposób działania tlenu w organizmie, czyli treść procesów utleniania i odtleniania będą dokładnie rozpatrywane poniżej. Na tem miejscu wystarczy powiedzieć, że pochłonięty tlen wchodzi prawie całkowicie w skład przetworów utlenienia, których końcowem stadjum jest kwas węglowy i woda. Utlenianie idzie zawsze stopniowo i powoli po przez długi szereg przejściowych okresów. Przetwory częściowego utlenienia w normalnych warunkach prędko zostają wydalone i dlatego są obecne w ustroju tylko w znikomych ilościach. W głodzie tlenowym ilość jch znacznie wzrasta. Mają one wogóle własności kwasów organicznych i są silnemi odczynnikami odtleniającemi. Dlatego podczas głodu tlenowego zdolność tkanek do wykonywania redukcji przedewszystkiem dostarczonych do krwi obcych substancyj, zarówno jak i składników samego organizmu, okazuje się wyraźnie podniesioną. Reakcja odtleniania jest podstawą bardzo pięknej metody badania zjawisk odtleniania w organizmie wogóle. Pewne barwniki, jak np. błękit metylenowy, lub indygokarmin wytwarzają przez odtlenienie bezbarwne związki, t. zw. leukoprodukty, co daje się też łatwo osiągnąć np. przez działanie wodoru in statu nascendi, Produkty te powstają również w tkankach, w których barwniki te podlegają redukcji. Stopień odbarwienia pewnej ilości rozczynu o znanem stężeniu, jak również czas potrzebny na powrotne powstanie zabarwienia przy utlenianiu tlenem powietrza jest miarą natężenia odtleniania w danej tkance, lub stopnia powinowactwa jej do tlenu.
Tego rodzaju wchłanianie jest własnością tylko żywych komórek. Substancje łatwo podlegające rozkładowi wewnątrz komórek są albo zupełnie słabemi reducentami, albo utleniają się bardzo powoli nawet w nadmiarze tlenu w ich otoczeniu — we krwi albo w powietrzu. Takie zewnątrzkomórkowe utlenianie jest znacznie łatwiejsze w odczynie zasadowym. Wskutek tego musimy uznać proces utlenienia w organizmie za proces fermentacji, uzależniony nie tylko od obecności tlenu, lecz także od obecności odpowiednich fermentów komórkowych.
Od ilości i stopnia czynności tych fermentów: oksydaz i katalaz, zależą ostatecznie losy tlenu obecnego w organizmie. Nieczynność tych fermentów w pewnych zatruciach, np. zatruciu kwasem pruskim, czyni proces utlenienia niewykonalnym i dlatego w wypadku podobnych zatruć oxyhemoglobina pozostaje nietknięta.

§ 33. Rola wody w organizmie.

Ciało ludzkie zawiera tlen przeważnie w stanie wody. Tlen zawarty w tej postaci stanowi 56% ogólnego ciężaru ciała, z pozostałych 44% na tlen przypada jeszcze 9%. Ogólna zawartość wody w organizmie dorosłego człowieka równa jest 65%, u noworodka nawet 71%. Dla tego usprawiedliwionem jesi rozpatrywanie organizmu jako środowiska składającego się przedewszystkiem z rozczynów wodnych.
Co do zawartości wody w poszczególnych tkankach, to mamy

(według Abderhaldena) dla człowieka następujące dane:

szkliwo zębów 0,2 śledziona 76
zębina 10,0 grasica 77
kości szkieletu 22,0 trzustka 78
tłuszcz (tkanka) 30,0 jelita 77
tkanka sprężysta 50,0 płuca 79
chrząstka 55,0 serce 79
wątroba 70,0 krew 80
rdzeń pacierzowy 70,0 tkanka łączna 80
biała substancja mózgu 70,0 nerki 83
skóra 72,0 kora mózgu 86
mięśnie 76,0 ciałko szkliste 99
Jeżeli prócz tego zwrocimy uwagę, że organizm wydziela codziennie przeciętnie 1¹⁄₂ l moczu i oddaje przez skórę i płuca w stanie pary jeszcze około ¹⁄₂ l, wody, to przyjdziemy do wniosku, że potrzebna do podtrzymania życia ilość wody jest bardzo znaczna, a więc głód wodny, czyli pragnienie, musi mieć bardzo ciężkie następstwa. Takiemi następstwami są, oprócz męczącego uczucia pragnienia, zgęszczenie krwi, t. zw. anhydremja, której skutkiem bywa podniesienie jej kleistości do tego stopnia, że krwioobieg staje się zupełnie niemożliwy, zatrzymanie wszystkich wydzielin, przeważnie moczu i wzmożenie wrażliwości wszystkich tkanek, a nadewszystko układu nerwowego. Organizm zatrzymuje chciwie ostatnią niezbędną dla siebie ilość pozostającej jeszcze w nim wody, wskutek czego prosty brak wody w pokarmie nie wystarcza jeszcze dla zmniejszenia się jej zawartości w ustroju. Zwierzę w tym stanie nie będzie jadło pokarmu pozbawionego wody, jak również zwierzę pozbawione pożywienia nie będzie piło wody w zwykłej ilości. Wyższe stopnie zmniejszenia się zawartości wody we krwi i w tkankach wywołać można jedynie przez usunięcie wody z organizmu. Sposobami takiego usunięcia są: 1) obfita diureza (powiększenie ilości moczu) wskutek dożylnego wstrzykiwania mocnych rozczynów soli. W ten sposób można osiągnąć w ciągu ¹⁄₂ do 1 godziny utratę wody wyższą od wydalanej ilości moczu w ciągu całej doby. 2) Silne biegunki, jak to bywa w cholerze. 3) Powstawanie obfitych wysięków z płynem o mniejszej zawartości białka niż we krwi. Takim jest wysiek zapalny w oparzeniach, jak również płyn napełniający płuca w obrzęku, przedewszystkiem obrzęku pochodzenia toksycznego. 4) Oddychanie absolutnie suchem i ogrzanem powietrzem i połączone z tem wydzielanie wody przez skórę. Organizm może wytrzymać w tych warunkach przez pewien czas tylko w razie dostarczania mu wody w ilościach równych poniesionym stratom.
Źródłem wody dla organizmu jest przedewszystkiem woda dostarczana do przewodu pokarmowego w postaci napojów. Woda ta nie bywa nigdy chemicznie czysta, lecz zawiera zawsze pewną ilość mineralnych składników, przeważnie soli wapnia, magnezu i sodu, w formie chlorków, węglanów i siarczanów. Przypuszczalna jadowitość czystej wody (destylowanej) według najnowszych danych podlega wątpliwości.
Drugiem źródłem wody, jednak znacznie mniej obfitem, są pewne jej ilości powstałe w samym organizmie, jako końcowe produkty wielu odczynów. U człowieka i innych ssaków są to ilości prawie znikome, lecz u pewnych owadów są one według wszelkiego prawdopodobieństwa głównem, jeżeli nie jedynem, źródłem wody zawartej w ich tkankach (np. dla pospolitego mola).
Trzeciem źródłem, mającem znaczenie tylko w wyjątkowych warunkach, jest woda zawarta w powietrzu. Niezaprzeczalnem źródłem dla podtrzymania równowagi w organizmie jest ona prawdopodobnie tylko dla płazów.
Rola obcych substancyj w tej przemianie wody w ustroju jest oczywistą. Każda dostarczona do krwi i podlegająca wydzielaniu substancja potrzebuje zawsze równoczesnego wydzielania pewnej ilości wody—każdy obrzęk toksyczny może stać się przyczyną niebezpiecznej anhydremji. Obok tego istnieją swoiste środki działające na nerki, (t. zw. diuretica) wywołujące podniesienie ich czynności niezależnie od warunków osmotycznych. Środkami takiemi są: kofeina i teobromina, jak również zawarta w przysadce pituitryna.

§ 34. Środki spożywcze we właściwem tego słowa znaczeniu.

Zarówno woda, tlen i wszystkie związki nie organiczne, jakkolwiek są składnikami niezbędnemi do życia organizmu, nie są jednak o ile chodzi o organizm zwierzęcy, przetworami odżywczemi we właściwem tego słowa znaczeniu. Aby dany produkt mógł zasłużyć na nazwę spożywczego, musi on być równocześnie źródłem energji, czyli procesy jego rozkładu w organizmie muszą być egzotermiczne.
Własności takie posiadają liczne substancje—w szczególności te z nich, które podlegają w organizmie utlenianiu. Pozostaje wszakże nierozwiązaną kwestją, czy w każdym wypadku powstała energja jest użyteczną dla organizmu, czyli zdolną do przetwarzania się w inne jej postacie, czy też jest ona wydzielana wprost w stanie ciepła, jak to mamy w każdym wypadku nadmiernego żywienia u ssaków.
Ilość powstałego w organizmie ciepła może zmieniać się, poczynając od pewnego minimum w bardzo znacznych granicach; u człowieka pomiędzy 2000 i 10000 kaloryj na dobę.
Istnieją też dwa punkty zapatrywania na rozkładające się w organizmie substancje. Według jednej teorji (Voit-Rubnera), każda substancja będąca źródłem energji, jest już przez to samo substancją odżywczą—według drugiej tylko taka, z której powstają cząsteczki żywej materji. Jest to treść teorji Chauveau.
Z punktu widzenia tej ostatniej teorji, nie każda utleniająca się substancja jest źródłem użytecznej energji, a tylko taka, która może przetworzyć się w glikogen, wobec tego jedynym prawdziwym środkiem spożywczym, stanowiącym źródło energji, jest cukier gronowy.
Ustalone w ostatnich czasach ciekawe dane co do skutków zupełnego zaniku cukru gronowego we krwi przy zatruciu insuliną (hormonem trzustki), mającem charakter prawdziwego zatrucia, nadaje teorji Chauveau wiele cech prawdopodobieństwa. Ponieważ jednak podtrzymanie temperatury ciała na odpowiednim poziomie jest niezbędne dla ustroju, to w braku innych źródeł będzie zużywał on również w tym celu cenny glikogen. Dlatego inne utleniające się w ciele substancje mogą odgrywać rolę dodatkowych substancyj odżywczych, chroniących glikogen od spalania. Źródłami glikogenu są bez wątpienia wszystkie węglowodany z 6 atomami węgla w cząsteczce, prawdopodobnie też pewne związki z 3 atomami węgla, jak gliceryna. Są też niemi i tłuszcze powstające z węglowodanów i mogące odwrotnie stać się ich źródłem w organizmie. Białka muszą być źródłem zarówno glikogenu jak i tłuszczów. Wszakże droga przetwarzania białka w glikogen jest bardzo powikłana i znaczna ilość białka okazuje się w tych warunkach zniszczoną. Dlatego też białko w razie dostarczania go w nadmiernej ilości spala się prawie całkowicie.
Tylko te trzy rodzaje substancyj spożywczych zasługują na swoją nazwę w istotnem znaczeniu tego słowa, będąc jednocześnie, jak już było mówione, źródłem najobfitszych w organizmie pierwiastków, a białko nawet jedynem źródłem azotu.
Stosownie do tego ilość białka zawartego w pokarmie nie może być obniżoną poniżej pewnego minimum, zwanego minimum azotowem. Wszystkie zaś inne składniki pokarmu dają się zastąpić jeden przez drugi, stosownie do ilości powstałych przy ich spalaniu kaloryj.
Z tego powodu, równocześnie z głodem wskutek braku potrzebnych dla organizmu pierwiastków, istnieje także głód wskutek braku wytwarzania energji—głód kaloryjny. Głód tego rodzaju zmusza organizm do niszczenia własnych tkanek, z początku złogów glikogenu, potem tłuszczów, a wkońcu białka, stanowiącego składnik żywej protoplazmy. Pewne trucizny mogą działać na organizm w kierunku podniesienia przemiany materji wogóle, to jest zmuszając go do wytwarzania większej ilości kaloryj kosztem wszystkich normalnych źródeł ciepła, albo też przeważnie w drodze rozkładu tylko białka. Taki rozkład białka nazywa się—rozkładem toksycznym (patrz § 13).

§ 35. Substancje obojętne.

Substancje zupełnie niezdolne do rozpuszczania się w płynach organizmu lub składnikach żywych komórek, nie podlegające żadnym zmianom chemicznym i również nie wywołujące zjawisk nagromadzenia —nazywamy substancjami obojętnemi. Wydzielają się one z ustroju zazwyczaj w stanie niezmienionym, albo też odkładają się jako bierne masy w tkankach (pylice, zjawiska tatuowania i doświadczalne koniozy tkankowe). Zwykle nagromadzenia nierozpuszczalnych cząstek znajdują się w gruczolach chłonnych. Nawet substancje, w których skład wchodzą najjadowitsze pierwiastki, jak np. arsen, mogą w takich warunkach pozostać zupełnie nieczynnemi. Jako przykład służyć może całkiem bierna trójfeniloarsyna (C₆H₅)₃As.
Zwrócimy uwagę na fakt, że bardzo podobna do niej etylo lub metylo arsyna (C₂H₅)H₂As, i (CH₃)H₂As, jak również i sam arseniak AsH₃ są silnemi truciznami, a chlorowe pochodne tych substancyj stanowią nawet wybitne środki bojowe, zwane „sternitami“, jak fenilodwuchloroarsyna C₆H₅Cl₂As.
Brak czynności chemicznej, w razie dostatecznego stopnia rozpuszczalności, nie pozbawia tych związków własności czynników fizycznych, które występują w sposób bardzo jaskrawy.

§ 36. Substancje trujące.

Wszystkie substancje zdolne do wywoływania w ustroju warunków, do których komórki nie są przystosowane i których skutecznie nie mogą zrównoważyć, nazywamy truciznami wogóle. Każda taka substancja jest zasadniczą przyczyną pewnej choroby czyli zatrucia.
Określając jednak w ten sposób trucizny musielibyśmy zaliczyć do nich prawie wszystkie istniejące substancje i dlatego do powyższej definicji należy dodać jeszcze, jako niezbędny warunek działania toksycznego, pojęcie o ilości dostarczanej trucizny, czyli o wysokości jej dawki.
Właściwa trucizna jest w stanie wywoływać zjawiska chorobowe w ilościach stosunkowo bardzo małych. Dawka trująca nie jest stałą, ani w stosunku do użytej trucizny, ani też w stosunku do gatunku zatrutych zwierząt. Istnieją warunki w których zupełnie obojętna w pierwszych dawkach substancja staje się w użyciu ponownem najmocniejszą trucizną, zabijając w znikomych ilościach (objaw uczulenia czyli anafilaksji). W innych znowu warunkach, w tak zwanych zatruciach nałogowych, mamy stopniowe przyzwyczajanie się do używania środków niebezpiecznych w ilościach dziesiątki razy większych od przeciętnej dawki śmiertelnej dla normalnego człowieka. Niema trucizn bezwzględnych, to jest zabójczych dla każdego ustroju w dawkach nie przewyższających pewnej granicy, jak również nie istnieją bezwzględnie obojętne substancje. Do tego dodać musimy, że pewne powszechnie znane trucizny, jak np. alkohol etylowy, są równocześnie dobremi źródłami energji, ochraniającemi od rozkładu glikogen, a więc substancjami odżywczerni w ścisłem tego słowa znaczeniu.
To też pojęcia substancji spożywczej, obojętnej i trującej, są pojęciami względnemi. Losy ich w ustroju zasadniczo nie różnią się między sobą.

§ 37. Rozpuszczalność.

Pierwszą nieuniknioną zmianą, której podlega w organizmie każda substancja czynna, jest jej rozpuszczanie. Zwykle jednak wszystkie prawie substancje pochłaniane z kanału trawiennego są już rozpuszczone w wodzie. Prócz wody, która zazwyczai odgrywa tu rolę rozpuszczalnika, mogą nim być jedynie lipoidy. Lecz lipoidy, wchodząc w skład komórek otrzymują rozpuszczalne w nich substancie również z rozczynów wodnych; a więc wśród lipoidów ustroju bezpośredniemi rozczynnikami obcych substancyj mogą być tylko nieznaczne ilości lipoidów skórnych. Dlatego też twierdzić można, że rozpuszczalność obcych ciał w środowiskach otaczających komórki, lub w samych komórkach, jest kwestją rozpuszczania się tych ciał w wodzie.
Jeszcze starożytni alchemicy i lekarze nauczali: corpora non agunt nisi soluta — i aforyzm ten pozostał nieobalony do dziś.
Rozpuszczalnością w ścisłem tego słowa znaczeniu nazywamy taką właściwość ciał, w zasadzie niezdolnych do jakichkolwiek reakcyj chemicznych pomiędzy sobą, dzięki której mogą one wytwarzać samorzutnie mieszaninę, w której już nie jesteśmy w stanie ani rozróżnić jej pierwotnych składników przy pomocy przyrządów optycznych, ani też wydzielić ich w prosty mechaniczny sposób, mieszanina ta dlatego robi na nas wrażenie jednolitego środowiska, czyli fazy. Takiemi są mieszaniny gazów i par—substancje te mogą być zmieszane w dowolnych ilościach stosunkowych. Niektóre stopy metalów mają takież same właściwości jak mieszaniny gazów, t. j. powstają niezależnie od ilościowych stosunków ich składników. Wreszcie mieszaniny płynów z jakiemikolwiek bądź innemi co do stanu skupienia substancjami, należą też do tego rodzaju ciał.
Rozczyny w potocznem tego słowa znaczeniu, są to mieszaniny, w których rozpuszczalnikiem jest płyn; zasługują one na specjalne uwzględnienie.
Tylko nieliczne rozczyny płynów w płynach mogą powstawać w nieograniczonych stosunkach ilościowych; w większości wypadków ciała stałe i gazy rozpuszczają się w płynach tylko do pewnej granicy. Rozczyn, który osiągnął tę granicę nazywa się nasyconym. Dla niektórych substancyj granica ta w odpowiednich warunkach może być na pewien okres czasu przekroczona. Wówczas powstaje rozczyn przesycony, znajdujący się w stanie równowagi niestałej i łatwo przechodzącej w stan rozczynu nasyconego, z wydzieleniem nadmiernej ilości rozpuszczalnego składnika. Takie rozczyny przesycone powstają przy rozpuszczaniu w wodzie pewnych soli, zawierających wodę krystalizacyjną, jak np. siarczan sodu. Zresztą w wypadku zupełnego rozpuszczania się związków nieorganicznych, wytwarzają się one o wiele rzadziej niż w rozczynach organicznych, których krystalizacja często nastręcza ogromne trudności techniczne.
Warunki rozpuszczania się gazów i par, w temperaturze wyżej punktu wrzenia, są nieco inne. Mimo stopnia rozpuszczalności, który może być bardzo niejednakowy dla rozmaitych substancyj i niezależny od ich stanu, gazy podlegają prawu ciśnienia cząsteczkowego. Ilość gazu rozpuszczonego w płynie jest proporcjonalna do cząsteczkowego ciśnienia tego gazu w otoczeniu, niezależnie od obecności innych gazów lub par.
W wypadkach gdy rozpuszczalność jest ograniczona, wzrasta

ona stosownie do temperatury. Dla ciał stałych i płynów mamy w przeważającej ilości wypadków zwiększenie się rozpuszczalności równolegle ze wzrostem temperatury. Bardzo nieliczne ciała, jak np. sól kuchenna, rozpuszczają się w ilościach mało zależnych od temperatury, a jeszcze mniej jest takich, których rozpuszczalność zmniejsza się w temperaturach wyższych. Rozpuszczalność gazów zawsze spada wraz z podniesieniem temperatury.
Proces rozpuszczania się jednych ciał w drugich stanowi jeden z najpospolitszych zresztą objawów zjawiska bardziej ogólnego—wzajemnego rozpraszania się ciał, czyli dyspersji. Proces

ten polega na rozdzieleniu się danego ciała (fazy dyspersowanej) na mniejsze lub większe cząsteczki, pomiędzy które wchodzi faza dyspersująca. Z początku mamy grube mieszaniny, jak np. kurz lub zawiesina cząsteczek stałych w powietrzu, następnie emulsje, powstające wskutek zawieszania się drobnych kropelek płynu nierozpuszczalnych w danej cieczy, jak np. woda i olej, wreszcie suspensje, o ile zachodzi zmięszanie się płynu z cząsteczkami ciała stałego.
W razie wciąż wzrastającego mieszania się cząsteczek powstają tak zwane rozczyny koloidalne: dymy i mgły, emulsoidy i suspensoidy, o własnościach bardzo ciekawych i ważnych dla tłumaczenia procesów biologicznych. W jeszcze większym stopniu dyspersji zostaje osiągnięta granica budowy cząsteczkowej i substancja dyspersowana rozkłada się na swe cząsteczki. Taka mieszanina wytwarza już tylko jedną fazę. Takiemi właśnie rozczynami molekularnemi są wszystkie wodne rozczyny nie poddające się elektrolizie, a więc rozczyny większości rozpuszczalnych związków organicznych. W jeszcze większym stopniu dyspersji, w rozczynach przepuszczających prąd elektryczny, który jest możliwy wyłącznie u elektrolitów, już same molekuły rozpadają się na dwa przeciwległe naładowane jony. Stopień tego rozkładu zależy zarówno od natury chemicznej rozpuszczalnika i ciała rozpuszczalnego, jak też od stopnia rozcieńczenia, czyli od stosunku pomiędzy fazami dyspersowaną i dyspersującą, dosięgając maksymum t. j. zupełnego rozkładu na jony wówczas, kiedy stosunek ten dobiega nieskończoności.
Rodzaj dyspersji zależy od właściwości obu wchodzących tu w grę składników. Tak np.: sól kuchenna, tworząca zjonizowany rozczyn z wodą, daje rozczyn molekularny z alkoholem i może dać koloidalny suspensoid z benzolem.
W warunkach istniejących w organizmie, z substancyj obcych dostarczonych w nierozpuszczonym stanie, mogą powstać, zależnie od okoliczności, zarówno molekularne jak i jonizowane rozczyny. Koloidalne rozczyny prawdopodobnie nie powstają, chociaż w pochłanianiu i transporcie tłuszczów tworzą się bardzo delikatne emulsje. Substancje obce dostarczone w stanie koloidalnych rozczynów mogą być wydzielone w takim samym stanie (jak np. obce białka), lub mogą podlegać rozkładowi. Tak zwane suspensoidy nie mogą istnieć w organizmie, ponieważ w obecności zjonizowanych rozczynów soli, które się w nim stale zawierają, podlegają one natychmiastowemu strącaniu. Losy emulsoidów, któremi są przeważnie koloidy pochodzenia organicznego, a przedewszystkiem wodne rozczyny białka, zasługują z punktu widzenia toksykologicznego na szczególniejszą uwagę.
Wszystkie t. zw. antygeny, substancje wywołujące zjawiska alergji—czyli podniesionej wrażliwości lub odporności (anafilaksji lub immunitetu), są w zasadzie rozczynami koloidalnemi. Takież właściwości koloidalne posiadają wszystkie dotychczas znane zaczyny, stanowiące główne odczynniki komórek naszego organizmu. Są to substancje wyjątkowo czynne, posiadające zdolność wywoływania odpowiednich reakcyj w zdumiewająco małych stężeniach. Tak np. zaczyn inwertaza jest wstanie rozłożyć 200.000 razy większą ilość cukru trzcinowego, chymosina skręca 400.000 razy większą ilość kazeiny, a peroksydaza chrzanu jest czynną nawet w rozcieńczeniu 1/500.000.000.
Podobne do fermentów są toksyny bakterjalne, np. toksyna tężcowa, która wytwarza się w hodowli prątków tężca w buljonie z mięsa. Kilka setnych cm³ tej toksyny może zabić nieuodpornionego konia. Po uodpornianiu w ciągu kilku tygodni, można wstrzykiwać koniowi setki cm³ takiego samego bulionu. Przystosowanie się ustroju do obecności we krwi obcych białek, a bardzo być może i innych koloidów, polega na wytwarzaniu się specjalnych zaczynów, rozkładających te substancje. Istnienie ich zostało ustalone przez Abderhaldena (Schutzfermente).

§ 38. Właściwości koloidalne materji żywej.

Z wyjątkiem nielicznych specjalnych wypadków, rozczyny obcych substancyj, dostarczone do organizmu, nie posiadają stanu koloidalnego, wówczas gdy sam organizm, a w szczególności zarodź komórek jego, oraz płyny tworzące środowisko międzykomórkowe, są zawsze rozczynami koloidalnemi, złożonemi z dużej ilości faz dyspersowanych, dla których rolę fazy dyspersującej odgrywa mieszanina molekularnych i jonizowanych rozczynów wodnych.
Dlatego też niemal wszystkie reakcje chemiczne w organizmie odbywają się w specjalnych warunkach stanu koloidalnego.
Wśród tych warunków na wyróżnienie zasługują: 1) duża rola energji powierzchniowej, zależnej od niejednostajności koloidalnych rozczynów i obecności wielkich powierzchni rozrzucających się faz; 2) zjawiska adsorpcji: 3) istnienie dwóch postaci typowych—soli i gela; 4) lepkość koloidalnych rozczynów i zależna od tego skłonność tych dyspersyj do przybierania określonej formy; 5) niezdolność koloidów do osmozy.
Wszystkie te właściwości są bardzo niestałe i łatwo zmieniają się pod wpływem zarówno fizycznych jak chemicznych czynników, do których przedewszystkiem należą pewne obce substancje. Koloidalne rozczyny ulegają sui generis zatruciom w niemniej typowych formach niż istoty żywe.

§ 39. Energja powierzchniowa.

Zjawiska zależne od wielkości energji powierzchniowej polegają na tem, że na granicy pomiędzy dwiema stykającemi się fazami, cząsteczki każdej z tych faz znajdują się z jednej strony pod wpływem cząsteczek swojej własnej fazy, a z drugiej—cząsteczek fazy obcej. Wpływ ten powoduje inny stopień przyciągania pomiędzy cząsteczkami jednej i tej samej i różnych faz, mniejszy albo większy, zależnie od warunków.
Wynikiem tego jest powierzchniowe napięcie, dzięki któremu każda z tych faz dąży do tworzenia jak najmniejszej powierzchni. Dlatego każda kropla płynu znajdująca się w otoczeniu innego płynu lub gazu, przybiera postać kulistą, mającą dla danej objętości powierzchnię najmniejszą. Na tem też polegają tak ważne dla wielu procesów fizjologicznych zjawiska rozpowszechniania płynów na powierzchni ciał stałych.
W płynach, których dyspersja dosięgła już granicy cząsteczki, zjawiska napięcia powierzchniowego mogą powstać tylko w miejscu zetknięcia się tego płynu ze ścianami naczynia i z powietrzem, w rozczynach zaś koloidalnych miejscem takiem jest powierzchnia każdej dyspersowanej cząsteczki.
Równoważne sił napięcia powierzchniowego są skierowane prostopadle do powierzchniowej warstewki kropli rozczynu i dlatego powierzchniowe napięcie takich koloidalnych rozczynów jest bardzo nieznaczne; wskutek tego gele dążą do wytworzenia kłaczków, sole do tworzenia kropel znacznej wielkości. Skutkiem tego powstają też trwałe zmiany właściwości rozczynów koloidalnych, których dyspersowane cząsteczki dążą do skupienia się na powierzchni i do tworzenia warstw różnej koncentracji, skąd powstaje zdolność koloidalnych rozczynów do samorzutnego stężenia się.
Stopień dyspersji faz nie jest bynajmniej czemś stałem i waha się od stanu prawdziwych emulsyj i suspensyj do stanu rozczynów bliskich dyspersji molekularnej.
Wogóle rozróżniamy następujące odmiany jako stopnie dyspersji.
1)Cząsteczki, które można zauważyć w badaniu mikroskopowem; najmniejsza średnica ich nie zniża się ponad 0,1 μ (0.0001 mm). Cząsteczki takie mogą być oddzielone od dyspersującej fazy zapomocą zwykłego sączenia przez papier. Napotykamy je w zwykłych suspensjach i emulsjach. Nazywają je mikronami.
2)Cząsteczki mniejsze, aż do 0,6 μμ (0.0000006 mm), można zauważyć tylko zapomocą badania ultramikroskopowego. Przechodzą one łatwo przez najlepszy papier do filtrowania, lecz mogą być oddzielone od fazy dyspersującej zapomocą specjalnych ultrafiltrów z żelatyny lub kolodium, w zwykłych warunkach nie mogą one przejść przez błonkę dializatora. Nazwano je ultra-mikronami. Stanowią one typową cechę rozczynów koloidalnych. Każda taka cząsteczka zawiera kilka molekuł substancji dyspersowanej, a w razie emulsoidów, może się do nich przyłączyć (przez adsorpcję) jeszcze pewna ilość molekuł rozczynnika (tak zwane lyofilne koloidy), tworząc złożoną cząsteczkę jakby rozczynu o innej koncentracji. W taki sposób rozczyn staje się optycznie jednolitym, co jest zasadniczą cechą tego rodzaju koloidów.
3)Cząsteczki mniejsze od 0,6 μ są zupełnie niewidzialne i nazywają się amikronami. W tych granicach około 1 μμ wahają się średnice molekuł przeważającej części związków chemicznych—skrobia 5 μμ, chlorofrom 0,8 μμ, woda 0,1 μμ. W rzeczywistości nawet prawdopobnie molekularne rozczyny ciał, złożonych z bardzo dużych molekuł, podobnych np. do skrobi, mają już własności koloidalne.
Miarą stopnia dyspersji jest wzrost powierzchni cząsteczek zależnie od ich rozmiarów i stosownie do pierwotnej objętości, którą uznano za jednostkę. Tak z sześciana o boku 1 cm, mającego 6,0 cm² powierzchni, otrzymamy przy rozdzieleniu go na sześciany o bokach po 1 mm 1000 cząsteczek z powierzchnią 6.10⁸ cm². Ta powierzchnia cząsteczek powstałych z 1 cm³ dyspersowanej substancji jest dla suspensyj i emulsyj większa od 6.10⁵ cm² , dla koloidów większa od 6.10⁷ cm. Wyżej tej granicy leżą już cząsteczkowe rozczyny. Koloidalne własności rozczynu znikają, poczynając od stopnia dyspersowania, w którym cząsteczki dyspersowanej fazy tworzą z cząsteczkami fazy dyspersującej jedyny system sił przyciągających i odpychających, a nie dwa różne systemy, jak to bywa w razie istnienia dwóch faz. Więc w prawdziwym rozczynie fazy nie istnieją i dlatego jest on jednostajny.
Określenie stopnia napięcia powierzchniowego wykonywa się przez porównanie wysokości, do której może podnieść się w pewnej określonej rurce włoskowatej (kapilarnej) odpowiednio dany rozczyn i woda (t. zw. kapilarymetrja), albo przez zliczanie ilości kropli powstałych z danej objętości płynu w porównaniu z ilością powstałych z tejże objętości kropel wody. Stosunek pomiędzy ilościami, pomnożony przez ciężar gatunkowy danego płynu i przez 100 jest współczynnikiem powierzchniowego napięcia. Sposób ten nazywamy stalagmometrją (σταλαγμος—kropla). Domieszka jakiejkolwiek substancji do danego rozczynnika zawsze zmienia jego współczynnik napięcia powierzchniowego, zależnie od swoich specyficznych własności. Tak np.: sole nieorganiczne zawarte w nim podnoszą ten współczynnik; cukier lub suspensoidy mają wpływ bardzo nieznaczny; mydła, sole kwasów żółciowych i wogóle wszystkie emulsoidy, przedewszystkiem białka, wywołują znaczne jego obniżenie.
Płyny mające nieznaczny stopień napięcia powierzchniowego łatwo tworzą, przy zmieszaniu z innemi substancjami, piany. W takich pianach (a piana stanowi normalny stan, w którym zazwyczaj przebywa masa protoplazmy), powierzchnia zetknięcia się wchodzących w nie płynów (faz) jest w znacznym stopniu zwiększona i wielkość jej ulega ciągłym zmianom.
Ponieważ zmniejszenie tej powierzchni jest źródłem energji, a wzrastanie pochłania pewną jej ilość—zmiany takie nie są obojętne dla ogólnej przemiany energji w organizmie, z czego wynika, że każda obca substancja, zmieniając stopień napięcia powierzchniowego już przez to samo działa na organizm.

§ 40. Zjawiska adsorpcji.

Rozpuszczone w płynach organizmu obce substancje nie pozostają na zawsze w tych płynach. Muszą one stawać się po pewnym czasie składnikami komórek i dlatego muszą być przez nie pochłonięte. Tego rodzaju pochłanianie, prowadzące do powstawania niestałego fizycznego połączenia dwu substancyj nazywarny adsorpcją. Adsorpcja jest oczywiście odczynem powierzchniowym, umiejscowionym na granicy dwu różnych faz i dlatego jest typową właściwością stanu koloidalnego.
Zależnie od charakteru danej fazy, może ona być dodatnia, albo ujemna, to jest faza dyspersowana może w jednym wypadku zabierać i nagromadzać obcą substancję, w drugim zaś oddawać ją. Wszystkie substancje obniżające napięcie powierzchniowe bywają adsorbowane w znaczeniu dodatniem i same są dobremi środkami adsorbującemi. W takich wypadkach rozpuszczona substancja koncentruje się na powierzchni dyspersowanej fazy. (Prawo Gibbs-Thomsona).
Dlatego też zdolność danej fazy do adsorbowania jest zależna od wielkości powierzchni adsorbującej, więc od stopnia dyspersji. Stosownie do tego uważamy zjawisko adsorpcji za jedną z najważniejszych cech koloidalnego stanu materji. Zdolność danej substancji do adsorbowania jest z pewnego punktu widzenia mniej więcej niezależna od chemicznych właściwości substancji adsorbującej. Zdolność ta jest jednak specyficzna dla każdej z substancyj adsorbujących stosownie do każdej adsorbowanej, czemu realny wyraz daje istnienie pewnego współczynnika adsorpcji, który jest liczbą stałą dla każdej z takich kombinacyj, analogicznie do współczynnika rozdzielania ciał pomiędzy różnemi fazami mieszanin wielofazowych. Współczynnik ten jest zasadniczo stosunkiem pomiędzy nagromadzeniem substancji na powierzchni fazy adsorbującej, a zmniejszeniem jej stężenia w rozcynniku.
Adsorpcja może istnieć między gazami a ciałami stałemi (proszkami), gazami a płynami, płynami a płynami, i skutkiem jej może być zupełne usunięcie tego lub innego składnika z otoczenia, nawet powstanie absolutnej próżni.
Tak naprzykład, aktywowany węgiel adsorbuje gazy z taką siłą, że jest używany do wytwarzania absolutnej próżni w naczyniach dewarowskich lub rurkach Roentgena.
Istnienie zjawisk adsorpcji, powodując nagromadzanie się danej substancji na powierzchni rozczynnika, nadaje pewnym rozczynnikom szereg poważnych cech. Na tem zjawisku polega naprzykład powstawanie trwałych i stałych pian i błonek na powierzchni rozczynów białka, fermentów, barwników. Zjawiska barwienia ciał stałych i odbarwiania płynów, czynność czerni platynowej i proszku paladu są ważne dla wyrobu masek ochronnych, właściwości węgla aktywowanego i t. d. Tłumaczą one również losy pewnych obcych substancyj w ciele. Substancje takie mogą, po pierwsze, adsorbować pewne składniki organizmu, a po drugie, mogą same być adsorbowane przez organizm, niezależnie od jakichkolwiek bądź zmian chemicznych, działając więc w tym sensie, jak np. rozpuszczalne w tłuszczach narkotyki w stosunku do lipoidów komórki. Dalsze losy adsorbowanej substancji są bardzo rozmaite. Może ona pozostać niezmienną, może też zmienić swoje właściwości fizyczne. (I tak np.: adsorbowane białka zwykle podlegają strąceniu). Może wreszcie stać się źródłem reakcyj chemicznych jak np. utlenianie, powstające pod wpływem czerni platynowej. Taka zmiana warunków chemicznych odczynów w organizmie jest istotną treścią działania koloidalnych rozczynów metalowych, przedewszystkiem zaś koloidalnego srebra czyli kollargolu.

§ 41. Zmiany właściwości rozczynów koloidalnych w organizmie.

Każdy rozczyn koloidalny może składać się z zupełnie dowolnych ilości zasadniczych faz. Wskutek tego może on mieć bardzo różne konsystencje, rozpoczynając od konsystencji zupełnie ruchliwej cieczy, aż od stanu galarety, albo nawet ciała twardego, jak ebonit. Niezależnie od tego pewne warunki wywołują w takich rozczynach zasadnicze zmiany właściwości, jak np. ponowne rozdzielenie się faz i powstanie osadu, w stanie proszku lub kłaczków. Takiemi warunkami mogą być zmiany koncentracji elektrolitów w fazie dyspersującej, podniesienie temperatury, działanie pewnych zaczynów i t. d. Dopóki mamy do czynienia z prawidłowo dyspersowanemi fazami, mówimy o koloidalnych solach, z chwilą, gdy powstanie rozdzielenie faz, przetwarzają się one w gele. Proces ten może być zarówno odwracalny jak i nieodwracalny. Rozczyn białka strącony przez ogrzewanie, w żaden sposób nie może powrócić do stanu początkowego, lecz tenże rozczyn strącony przez dodanie siarczanu amonu odzyskuje znowu swoje właściwości po dodaniu dostatecznej ilości wody. Powstały osad albo jest zupełnie pozbawiony zawartości rozczynnika, jak to obserwujemy zwykle w strącaniu suspensoidów (lyofobne koloidy) lub zawiera ten rozczynnik w pewnych ilościach, co jest znów charakterystyczną cechą emulsoidów (lyofilne koloidy).
Takie zmienione w swoich własnościach dyspersowane fazy koloidów nazywamy gelami. Nieodwracalne zmiany właściwości rozczynu koloidalnego nazywamy jego denaturacją.
Takiego rodzaju denaturacje, wytwarzające naiczęściej bardzo dogodne warunki dla działania zaczynów są bardzo pospolitemi skutkami działania licznych obcych substancyj.

§ 42. Zmiany właściwości płynów zależnie od zawartości koloidów.

Jak już mówiliśmy, właściwości rozczynu koloidalnego zmieniają się zależnie od koncentracji fazy dyspersowanej. Mianowicie rozczyn ten przybiera w pewnej mierze cechy ciała stałego. Stosownie do powiększenia koncentracji wzrasta i wewnętrzne tarcie rozczynu, zdolność jego cząsteczek do wzajemnego przyciągania się, jak również do czepiania się ścian naczynia, co jest przyczyną wzmagającej się kleistości.
Właściwości rozczynów koloidalnych są zależne od stosunków ilościowych pomiędzy fazami i od stopnia dyspersji, szczególnie jeżeli chodzi o emulsoidy.
Przez emulgowanie płynnego oleju z wodą zawierającą ślady mydła, lub białka, otrzymujemy z początku zupełnie ruchomy płyn. Przez podniesienie stosunku oleju do wody lepkość płynu wzrasta aż do powstania gęstej maści podobnej do galarety.
Jeszcze znaczniejsza zawartość oleju znów powoduje rozcieńczanie. Mikroskopowe badanie takiej emulsji wskazuje, że lepkość płynu wzrasta dopóty, dopóki fazą dyspersowaną jest olej. W odpowiednim momencie olej staje się dyspersującą fazą i lepkość spada stosownie do zmniejszenia zawartości wody.
Podobne zjawisko daje się obserwować również w wypadku zastygnięcia rozczynu żelatyny w mieszaninie wody i alkoholu. Z początku mamy kropelki gęstszego rozczynu żelatyny otoczone płynem. Podczas obniżenia temperatury liczba tych kropelek wzrasta, następnie poczynają one wytwarzać strukturę podobną do siatki, dalej zaś do plastra miodu, lub do piany, płyn okazuje się już substancją wypełniającą pozostałe pomiędzy ściankami piany przestrzenie.
Zatem i w tym wypadku mamy przetworzenie się fazy dyspersującej w dyspersowaną.
Prawdopodobne jest, że każda galareta, która w badaniu mikroskopowem wydaje się być homogenną (jak np. galareta z żelatyny i wody), posiada analogiczne właściwości i powstawanie jej z płynu istotnie polega na tem, że fazy dyspersująca i dyspersowana zamieniają wzajemnie role, przechodząc jedna w drugą.
Równolegle z tem wzrasta też zdolność do adsorbowania fazy dyspersującej i zależne od tego powiększenie objętości galarety wskutek tej fazy. Zmiany te są źródłem dwóch, poważnych z punktu widzenia fizjologicznego właściwości koloidów, szczególnie emulsoidów—powodują ich lepkość i zdolność do pęcznienia.
Ponieważ prawie wszystkie płyny organizmu są rozczynami koloidalnemi, a tkanki także są koloidami, dwie te właściwości są zasadniczemi warunkami zarówno dla ruchliwości tych płynów w ciele, jak dla rozdzielenia wody w organizmie. Lepkość można określić jako stopień oporu. jaki przedstawia dany płyn przy przetłaczaniu go przez cienkie rurki. Opór ten jest tem większy, im więcej skoncentrowany jest rozczyn koloidalny, prócz tego zależy on również od zawartości w rozczynie innych substancyj. Stopień lepkości określamy przez porównanie z lepkością czystej fazy dyspersowanej, a więc dla płynów fizjologicznych — wody. Znikoma domieszka hydrofilnych koloidów, (np. białka), podnosi jej lepkość w bardzo już znacznym stopniu.
Pęcznienie koloidów jest skutkiem ich zdolności do zwiększania obecnej w nich zawartości wody w odpowiednich warunkach i powiększania przez to swej objętości. Siła, z którą takie koloidy powiększają swą objętość, jest olbrzymia, dosięga ona w pewnych wypadkach setek atmosfer. Woda zawarta w organizmie utrzymuje się tam przedewszystkiem dzięki tej właściwości i dlatego nawet w bezwzględnie suchem powietrzu zwierzę traci wodę swych tkanek tylko bardzo powoli. Tak np. w jednem z doświadczeń żaba, znajdująca się w powietrzu absolutnie suchem, straciła na wadze 20%, gdy zawartość wody w jej krwi spadła o 50%, więc tkanki straciły tylko 21% wody. Zwierzę ginie od anhydremji, zanim nastąpi znaczniejsza suchość tkanek.
Zarówno lepkość jak i zdolność do pęcznienia są w dużym stopniu zależne od obecności w otaczającem płynie pewnych składników. Wogóle obecność kwasów, jak również i zasad podnosi ilość wody, adsorbowanej przez koloidy, powiększając jednocześnie lepkość rozczynu.
Sole częściowo powiększają stopień adsorpcji wody w obojętnej reakcji, przy kwaśnej albo zasadowej zazwyczaj obniżają ją, lub nawet wywołują odpęcznienie, czyli utratę wody przez koloid. Najmocniejszemi odczynnikami odpęcznienia są cytryniany i winiany pierwiastków dwuwartościowych, najsłabszemi — chlorki sodu i potasu.

§ 43. Zjawiska katalizy.

Ze zjawiskami adsorpcji łączą się w organizmie liczne zjawiska katalizy. Katalizatorami nazywamy substancje przyspieszające przebieg pewnego odczynu, lub nawet umożliwiaiące jego wykonanie w warunkach niezwykłych, nie biorąc jednak czynnego udziału (przynajmniej pozornie) w tym odczynie i pozostające wskutek tego bez żadnych zasadniczych zmian po ukończeniu reakcji. Rolę takich katalizatorów w odczynach pomiędzy ciałami nieorganicznemi odgrywać mogą nawet pewne pierwiastki, mianowicie węgiel i metale platynowe (platyna, irid, palad), jak również magnez, nikiel, mangan i żelazo.
W organizmie rolę katalizatorów odgrywają przeważnie tak zwanę enzymy, czyli zaczyny lub fermenty. Znaczenie niektórych pierwiastków mianowicie żelaza i manganu, jako katalizatorów nieorganicznych, biorących udział w procesach utleniania, nie jest jeszcze wyjaśnione w stopniu dostatecznym, jak również możliwe działanie katalityczne pewnych pierwiastków jadowitych, jak np. fosforu. Dlatego w badaniach toksykologicznych większe znaczenie posiadają zmiany działania własnych zaczynów ustroju, zależne od wpływów niektórych obcych substancyj. Niemniej ciekawe jest działanie na organizm obcych dla niego zaczynów lub substancyj do nich podobnych z właściwości swoich. Substancjami tego rodzaju są toksyny bakteryjne, wytwarzane przez drobnoustroje narówni z właściwemi zaczynami, oraz pewne substancje zawarte w truciznach pochodzenia zwierzęcego. Zasadniczerni cechami zaczynów są: 1) ich nietrwałość chemiczna—żaden zaczyn nie wytrzymuje gotowania i działania silnych odczynników chemicznych; 2) ich swoistość—każdy zaczyn jest ściśle przystosowany zwykle do wykonywania jednego tylko odczynu; 3) bardzo złożona budowa chemiczna, wskutek czego dotąd żaden zaczyn nie mógł być otrzymany w stanie czystym; 4) zdolność wywoływania odczynów odwracalnych, charakteryzujących się stanem pewnej równowagi, którą one osiągają. Zależnie od warunków, ten sam zaczyn może wywołać zarówno utlenienie, jak i odtlenienie, zarówno rozkład jak i syntezę estru i innych złożonych cząsteczek; 5) powstawanie wyłącznie tylko w warunkach odczynów komórki żywej, zwierzęcej lub roślinnej. Żaden zaczyn nie był jeszcze otrzymany sztucznie.
Istnieje nawet hypoteza, że zaczyny w rzeczywistości nie są określonemi substancjami, lecz raczej pewnemi właściwościami niektórych koloidów — mianowicie białka, lub nukleoproteidów.
Zaczyny bywają czasami tak dalece trwałe, że mogą działać jeszcze po wydobyciu się nazewnątrz z komórki, z której powstały, np. zaczyny trawienne; częściej jednak są to substancje bardzo niestałe, czynne tylko wewnątrz swych macierzystych komórek, i dające się oddzielić tylko w wyjątkowych warunkach. Takim wewnątrzkomórkowym zaczynem jest np. zymaza Buchnera, enzyma fermentacji alkoholowej. Celem otrzymania tego enzymu sok drożdży, roztartych z piaskiem, przetłaczano prasą hydrauliczną o ciśnieniu kilkuset atmosfer, przez odpowiedni filtr.
Zewnątrzkomórkowe zaczyny zwykle są wydzielane w stanie tak zwanych zymogenów, lub profermentów, z których powstają zaczyny czynne pod wpływem nowych aktywatorów, lub kinaz, mających też właściwości zaczynów.
Z drugiej strony zaczyny są tak zwanemi antygenami i powtórne wprowadzenie ich do ustroju obcego wywołuje powstawanie antyfermentów — substancyj, które paraliżują ich czynność.
Prawie wszystkie odczyny chemiczne w ustroju odbywają się przy udziale takich zaczynów, czyli katalizatorów organicznych. Same zaczyny w czasie tych odczynów pozostają pozornie nietknięte. Stężenie ich wpływa przyspieszająco na przebieg reakcji.
Jako substancje koloidalne zaczyny posiadają właściwości adsorbujące, jak również same mogą łatwo ulegać adsorpcji, (nawet przez proszek węgla lub drobne nieorganiczne osady jak np. osad fosforanu wapnia). Dlatego też wszystkie warunki zmieniające przebieg adsorpcji wpływają na reakcje fermentacyjne. Zwracamy uwagę, że i wśród katalizatorów nieorganicznych stopień dyspersji, która wpływa przedewszystkiem na wielkość powierzchni czynnych, odgrywa w większości wypadków (węgiel, platyna, palad) zasadniczą rolę.
Zaczyny, stosownie do wywoływanych przez nie odczynów, dzielimy na cztery grupy.
I. Oksydazy (reduktazy)—zaczyny utleniania.
II. Hydrolazy (dehydrolazy)—zaczyny wywołujące lub hamujące hydrolizę.
III. Zymazy—zaczyny złożonych procesów fermentacyjnych, zależnych od czynności drobnoustrojów.
IV. Zaczyny syntezujące mało jeszcze znane.
Co do stosunku pomiędzy czynnościami zaczynów a losami obcych substancyj w ustroju, to najważniejsze odczyny chemiczne wykonywane w komórce, są zasadniczo wynikiem działalności pewnych zaczynów i każde odchylenie tych odczynów od równowagi może mieć jak najbardziej niebezpieczne następstwa.
Już dla katalizatorów nieorganicznych znane są substancje, które mogą paraliżować ich działanie. Nierównie wyraźniejsze obniżenie czynności zaczynów i nawet zupełny jej zanik mogą wywołać bardzo liczne substancje, jak np. kwas pruski. Z drugiej strony istnieją również substancje, które w znikomo małych ilościach potęgują w wysokim stopniu czynność pewnych zaczynów: tak np. fluor w minimalnych dawkach podnosi czynność zymazy, zaczynu wywołującego rozkład cukru z powstawaniem alkoholu i CO₂.
Jest rzeczą oczywistą, że tego rodzaju trucizny zaczynów, jak również ich aktywatory, muszą wywoływać daleko idące zmiany w przebiegu życiowych odczynów organizmu. Prawdopodobnie wpływ tych substancyj na czynność zaczynów wewnątrzkomórkowych stanowi rzeczywistą podstawę cząsteczkowego działania trucizn, jak również zjawisk oligodynamicznych.
Prócz tego, same zaczyny i podobne do nich substancje mogą odgrywać rolę trucizn. Przedewszystkiem każdy zaczyn, nawet taki, który jest normalnym składnikiem danego ustroju, wprowadzony bezpośrednio do krwi, wywołuje cały szereg odczynów ogólnych, zależnie od swych właściwości antigennych. Takiemi odczynami są: obrzęk i zapalenie w miejscu zastrzyku, toksyczny rozkład białka i podniesienie się ciepłoty ciała. Miejscowościowe odczyny dla pewnych zaczynów mogą być wyjątkowo silne (tak zw. flogoziny). Prócz tego, niektóre zaczyny działają swoiście na pewne rodzaje komórek, zabijając i rozpuszczając je częściowo lub całkowicie. Odczyny tego rodzaju nazywamy cytocidnemi, lub cytolitycznemi (zabijającemi i rozpuszczającemi komórki). Tak naprzykład, jad żmii zawiera mieszaninę flogozynów, hemolizynów, hemorrhaginów i najmocniejszych neurocidynów, t. j. zaczynów wywołujących zapalenia, krwotoki, rozpuszczanie się czerwonych krwinek i wreszcie porażenie układu nerwowego.
Zasadniczą cechą trującego działania zaczynów jest wyraźny okres wylęgania, co świadczy o katalitycznem ich działaniu. Treścią tego działania jest przyspieszenie odczynu, czyli zwiększenie nasilenia. To też powiększenie dawki nie tyle zmienia siłę i właściwości odczynu, ile zmniejsza czas wylęgania, a po przekroczeniu pewnej granicy staje się zupełnie obojętnem, nie może bowiem podnieść czynności zaczynu ponad pewne maksymum.

§ 44. Foto—i radjoaktywne odczyny.

Do działań cząsteczkowych, niezależnych od rozkładu chemicznego trującej substancji, musimy dołączyć niektóre bardzo zagadkowe zjawiska, których przyczyną jest obecność pewnych związków o niezwykłych swoistych właściwościach. Pewne substancje, szczególniej te, które posiadają zdolność do tak zw. fluorescencji, nie będąc z natury swej jadowitemi i zupełnie obojętnemi dla istot, znajdujących się w ciemnym pokoju, stają się bardzo jadowitemi w obecności światła, a zwłaszcza światła obfitującego w promienie czynne chemicznie (o krótkich falach). Działanie to występuje przedewszystkiem w postaci zapalenia skóry, przeważnie na słabo zabarwionych miejscach, lub u osobników z mało rozwiniętym barwnikiem skórnym (blondyni, albinosi). W dalszym ciągu dołączają się do tego także zmiany we krwi i innych tkankach. Skutkiem takiego zatrucia u małych zwierząt (jak np. u myszy) może być nawet śmierć. Zjawiska te nazwano fotoaktywnemi. Tłumaczono je jako zdolność tych ciał do przetwarzania długich fal świetlnych w krótkie. Barwniki najlepiej zbadane, jak eozyna i fluoresceina są prawie całkiem wydzielane z moczem.
Jeszcze mniej znanemi i trudnemi do wytłumaczenia są właściwości promieniotwórcze, dotychczas rozpatrywane jako specjalne cechy niewielu tylko pierwiastków. Obecnie ustalono je u całego szeregu ciał. Możliwem jest np., że zasadnicza różnica w działaniu toksycznem pierwiastków tak podobnych do siebie pod względem chemicznym jak potas i sód, bar i stront oraz znana wyjątkowa jadowitość uranu, są wynikiem promieniotwórczości niektórych z tych pierwiastków.

§ 45. Zjawiska jonizacji.

Przejściowe miejsce między substancjami o działaniu cząsteczkowem i substancjami rozkładającemi się w organizmie zajmują substancje zdolne do jonizacji. Już z powodu procesu dyspersji powiedzieliśmy, że w rozczynach wodnych pewne związki mineralne, kwasy, ługi i sole, również niektóre związki organiczne, jak kwasy, zasady i sole organiczne, rozkładają się na dwie części, posiadające przeciwległy ładunek elektryczny.
Ten rozkład uwidocznia się przez przepuszczanie prądu elektrycznego, który pociąga za sobą pewne cząsteczki materii, przenoszące ładunek dodatni do ujemnego bieguna i ładunek ujemny do dodatniego. Zowiemy je jonami, rozróżniając katjony, spływające z biegiem prądu i naładowane dodatnio, i anjony, dążące przeciw prądowi i unoszące nabój ujemny.
Po wyładowaniu na elektrodach jony stają się cząstkami chemicznie czynnemi, zależnie od swej natury i składu środowiska; łączą się w cząsteczki różnych związków chemicznych, np. jony wody dają wkońcu wodór H₂ i tlen O₂, wodny rozczyn siarczanu miedzi, miedź Cu₂, kwas siarkowy H₂SO₄ i tlen O₂ , i t. d.
W rozczynach elektrolitów stopień jonizacji zależy od rozcieńczenia. Stopień rozkładu nazywamy stopniem dysocjacji elektrolitycznej. Rozróżniamy związki ze znacznym stopniem dysocjacji, jak np. kwas solny i z bardzo małym—jak np. kwas octowy. Rozkład na jony nie odpowiada wzorom istniejących związków. W stanie jonów mogą istnieć połączenia zupełnie niezdolne do samodzielnego istnienia. Tak np. rozpatrywany z punktu widzenia chemicznego kwas siarkowy jest H₂0+S0₃, zaś elektrolitycznie rozpada się on na jony H+H+SO₄.
Jako skutek jonizacji mamy przedewszystkiem nienormalny przyrost ciśnienia osmotycznego rozczynów.
Ciśnienie osmotyczne rozczynu cząsteczkowego zależy tylko od jego stężenia cząsteczkowego gdzie M jest ciężarem cząsteczkowem, P ilością rozpuszczonej substancji i V ilością litrów rozczynnika.
Przy dodawaniu wody ciśnienie osmotyczne będzie zmniejszało się proporcjonalnie do wzrostu objętości. W razie rozczynu zjonizowanego wzór ten zmieni się w tym sensie, że ilość cząsteczek zawartych w każdym litrze rozczynu będzie wzrastała zależnie od stopnia jonizacji, czyli, że będzie tem większa, im bardziej rozcieńczonym okaże się rozczyn. Przy nieskończenie dużem rozcieńczeniu wszystkie cząsteczki rozpadają się na jony. wobec czego w wypadku gdy cząsteczka daje dwa jony, koncentracja zamiast stanie się , więc i ciśnienie będzie dwa razy większe od obliczonego teoretycznie.
Dlatego w obecności składników zdolnych do jonizacji, jak to ma miejsce we wszystkich płynach ustroju, ciśnienie osmotyczne nie da się obliczyć z prostej kalkulacji stężenia cząsteczkowego, ponieważ nawet stopień jonizacji tych roztworów różni się od teoretycznego, zależnie od równoczesnych złożonych odczynów chemicznych w komórkach.
Drugim skutkiem jonizacji jest niestałość równowagi odczynów w płynach ustroju. Jak wiadomo, odróżniamy odczyny kwaśne, obojętne i zasadowe, przeważnie zapomocą zabarwienia papieru lakmusowego.
Z punktu widzenia teorji jonizacji odczyn kwaśny zależny jest od obecności jonów , zaś zasadowy od jonów —równowaga tych dwóch czynników daje odczyn obojętny. Nadmiar tych lub innych jonów może być określony w sposób elektrometryczny, lub przez miareczkowanie, z użyciem szeregu wskaźników różnej czułości. Nawet absolutnie czysta woda jest w nie znacznym stopniu zjonizowana. Stopień jej jonizacji (zawartość jonów H′), równa się 0,8.10⁻⁷ jonów na litr. Oczywiście, że woda zawiera jednocześnie i takąż samą ilość jonów OH, gdyż jest ciałem obojętnem. W temperaturze (18°C) iloczyn zawartości jonów H′ i OH′ jest wielkością stałą, równą (0,8.10⁷⁄₂=0,64.10⁻¹⁴).
Liczba ta, podzielona przez zawartość jednego z jonów daje zawartość drugiego dla każdego rozczynu wodnego. Kwasowość odczynu określamy zwykle przez zawartość jonów H′. Jeżeli zawartość ta jest większa od 0,8.10⁻⁷ mamy odczyn kwaśny — jeżeli zaś jest mniejsza, zasadowy. Dla oznaczenia zawartości jonów wodoru stosuje się zwykle metodę Sörensen'a polegającą na tem, że zamiast skomplikowanej formuły a.10⁻ⁿ, używa się jej logarytmu ujemnego i nie zaznaczając znaku ujemnego pisze się poprostu PH = n—lga. Tak więc np. PH dla czystej wody będzie 7,097. Normalny rozczyn kwasu zawierający 1 molekułę H na litr ma PH = 3,347.
Oczywiście trzeba pamiętać, że mniejsze liczby PH odpowiadają mocniejszym stężeniom jonów wodoru i odwrotnie. Ponieważ zdolność koloidów, więc i składników żywych komórek do absorbowania nie jest jednakowa dla jonów H’ i OH’, przeto w organizmie mogą łatwo powstać nadmiary tych lub innych jonów, przeważnie jednak jonów wodoru. Dlatego odczyn płynów organicznych nie bywa nigdy ściśle obojętny. Tak np. dla zasadniczych płynów organizmu mamy następujące wahania (według

Schade’ego).

Stężenie jonów wodoru PH
Sok żołądkowy max. 6.10−2 1,222
min. 2.10−9 4,699
Mocz max. 1.10−5 5,000
min. 1.10−9 7,000
norm. 4.10−6 5,398
Krew max. 8.10−8 7,155
norm. 3.10−8 7,51
min. 1.10−8 8,000
Sok jelitowy max. 8.10−9 8,046
min. 2.10−9 8,699
Z tego wywnioskować można, że nerki, a w mniejszym stopniu śluzówka żołądka (kwaśne składniki soku żołądkowego podlegają ponownej resorpcji i zobojętnieniu w jelitach) są narządami podtrzymującemi w odpowiednim stopniu kwasowość płynów organizmu. Do tego trzeba dodać, że odczyn krwi zależy w dużym stopniu od zawartości kwasu węglowego w stanie jonów—(HCO3’ + H’)=CO2+H2O, a przez usunięcie ze krwi CO2 prądem powietrza zawartość jonów H’ znacznie się obniża—z PH 7,09 do 8,2. Zjawisko to ma szczególne znaczenie w każdem zatruciu kwasami czyli w tak zw. acydozie, gdyż CO2 podnosi kwasowość krwi. Wobec tego płuca są narzędziem regulacji odczynu krwi[2].
Poza tem znaczenie stężenia jonów H’ polega na działaniu ich na koloidy. Wiadomem jest, że stałość rozczynów koloidalnych, ich lepkość, działanie absorpcyjne i zdolność do pęcznienia zależne są wogóle od jakości i ilości obecnych jonów, a przedewszystkiem od jonów H’.
Wreszcie trzeba podkreślić, że wogóle charakter odczynu w organizmie zależnym jest przy działaniu związków mineralnych od stężenia jonów i że rola rozmaitych soli w organizmie uzależniona jest przedewszystkiem od obecności odpowiednich anjonów, gdy katjony są mniej więcej równoznaczne.

§ 46. Chemiczne odczyny w organizmie.

Najważniejszemi zmianami, jakim w ustroju podlegać mogą substancje obce jak również trucizny, są zmiany chemiczne. Omówione wyżej różne rodzaje działania cząsteczkowego stanowią raczej wyjątki. Wyjaśnienie losów obcej substancji w organizmie można uzyskać tylko drogą poznania przebiegu zmian chemicznych, którym ulega.
Przemiany chemiczne, zachodzące w ustroju, są mniej więcej jednakowe dla wszystkich związków, które mogą rozkładać się lub brać udział w procesach syntetycznych, pod tym względem środki spożywcze zasadniczo w niczem nie różnią się od trucizn.
Do najważniejszych chemicznych odczynów w organizmie należą.
  1. Zjawiska utleniania przez tlen oksyhemoglobiny, a w pewnych wypadkach również i kosztem redukcji innych substancyj.
  2. Odtlenianie czyli redukcja, odczyn przebiegający zazwyczaj równolegle z poprzednim.
  3. Hydroliza, lub zmydlenie—rozszczepienie cząsteczki wskutek powiązania z nią jonów wody (H’) i (OH’).
  4. Odszczepienie wody przez połączenie się dwóch cząsteczek w jedną lub tworzenie się doparków.
  5. Dezamidacja, czyli odszczepienie grupy aminowej (zwykle w stanie NH3) wskutek dołączenia się wody do aminów.
  6. Amidacja—odczyn odwrotny do poprzedniego
  7. Alkylowanie, czyli połączenie z rodnikami alkoholowemi, przeważnie z grupą metylową CH3.
  8. Odszczepienie alkylów, czyli dezalkylacja.
  9. Połączenie się z rodnikami kwasów mineralnych, przeważnie kwasu siarkowego, lub kwasów organicznych (np. glikuronowego).
  10. Polymeryzacja, czyli połączenie kilku mniejszych, a przytem jednakowych, cząsteczek w jedną większą.
  11. Rozszczepienie złożonych cząsteczek związków niestałych na kilka mniejszych ale stałych. Najpospolitszym przykładem tego odczynu w organizmie jest odszczepienie bezwodnika kwasu węglowego. 12.Wewnętrzne zmiany budowy cząsteczki, wskutek czego powstaje przetworzenie mniej stałych związków w stalsze.
    Wszystkie te odczyny były obserwowane tylko wyjątkowo w czystych pojedyńczych przejawach. Losy rozkładającej się w ciele substancji zwykle bywają mocno powikłane i składają się z szeregu odczynów, o których była wyżej mowa.
    Jako przykład przytoczymy losy zasadniczych substancyj spożywczych, najlepiej i najdokładniej zbadanych.
    Jako końcowy przetwór, wszystkich węglodanów tworzy się w ustroju glikogen. Podlega on hydrolizie, której wynikiem jest powstanie cukru gronowego:
    COH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CH2OH=C6H12O6.
    Cukier gronowy podlega rozszczepieniu (Odczyn 11) na dwie cząsteczki aldehydu glicerynowego: COH—CHOH—CH2OH=C3H6O3. Z tego aldehydu bezpośrednio, wskutek wewnętrznych zmian budowy (Odczyn 12), albo przez odszczepienie (powstawanie metylglyoksalu COH—CO—CH), a następnie przez ponowne dołączenie się wody, wytwarza się kwas mlekowy, jako związek stalszy COH—CHOH—CH2OH=COOH—CH—OH—CH3. Kwas mlekowy w dalszym ciągu podlega równocześnie utlenianiu (Odczyn 1) i odszczepianiu
wody, skąd powstaje kwas pirowinny CH3.CH(OH).COOH—H2O+O=COOH.CO.CH3. Kwas ten dalej rozszczepia się na CO i aldehyd octowy CH3COH, który wreszcie, również przez utlenienie, przechodzi w CO2 i H2O według wzoru CH3COH+5O′=2CO2+2H2O.
Tłuszcze podlegają: 1° zmydleniu, a następnie utlenieniu, które dotyczy tak gliceryny, jak i samych kwasów tłuszczowych. 2° Ten ostatni odczyn ma przebieg następujący: z kwasu tłuszczowego CH3(CH2)n.CH2CO2H wytwarza się przez dołączenie O′ odpowiedni β-oksykwas CH3(CH2)n-1.CHOH.CH3CO2H. Kwas ten przez dołączenie O′ daje znów kwas tłuszczowy zawierający 2C mniej, niż poprzedni i łatwo utleniający się kwas octowy CH2CO2H.
Rozkład białek zaczyna się od stopniowej hydrolizy dobiegającej aż do pojedyńczych aminokwasów R.CH.CHNH2.CO2H. Aminokwasy odszczepiają CO2 i wytwarzają aminy R.CH2. CH2NH3+CO2. Aminy przez hydrolizę przetwarzają się w odpowiednie alkohole i amoniak R—CH2—CH2NH2+H2O=R.CH2CH2OH+NH3, zaś alkohole, podlegają łatwo utlenieniu. W innych wypadkach mamy redukcję (dołączenie H2 z jednoczesnem powstaniem zamiast CO2 kwasu mrówczanego H—CO2H, lub bezpośrednią hydrolizę aminokwasu z powstaniem oksykwasu, RCH2CH.OH.CO2H—albo też wreszcie przez jednoczesne utlenienie i dezamidację powstaje ketokwas RCH2CO–CO2H, i odwrotnie przez jednoczesną redukcję i dezamidację kwasów tłuszczowych RCH2CHNH2CO2H+H2–NH3=R.CH2CH2CO2H.

§ 47. Odczyny utleniania.

Najważniejsze źródło energij w ustroju zwierzęcym stanowią odczyny utleniania, przebiegające z udziałem jednego lub kilku atomów tego pierwiastka. Tlen jest najobfitszym składnikiem ustroju i znajduje się w nim przedewszystkiem w stanie stałych połączeń z innemi pierwiastkami, po drugie w stanie bardzo niestałego, bardzo łatwo podlegającego dysocjacji związku z barwnikiem krwi, oxyhemoglobiną–po trzecie w stanie wolnym, rozpuszszony w płynach organizmu, stosownie do ciśnienia cząsteczkowego O2 w otoczeniu, lub absorbowany przez pewne składniki organizmu i wreszcie odszczepiając się w stanie powstawania od związków mających właściwości nadtlenków lub powstając podczas innych reakcyj, jak naprzykład przez działanie chlorowców na wodę we krwi i tkankach:
Cl2+H2O=HCl+HOCl.
2HOCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O+O'.
Mocno utleniające środki, jak np. kwasy azotowy i chromowy wywołują natychmiastowe skrzepnięcie białka, jak to zresztą czynią wszystkie mocne kwasy, a także bromiany, jodany, nadmanganian i również natlenki, jak nadtlenek wodoru. Wywołują one też powstawanie methemeglobiny, i dlatego są niebezpiecznemi truciznami. A jednak, w porównaniu ze znacznemi ilościami tlenu obecnemi w organizmie, ilości zawarte w największych nawet możliwych dawkach tych trucizn są niewielkie. Co do losu substancyj zawierających nadmiar tlenu, to rozumie się, że podlegają one w ustroju redukcji. Wszakże należy podkreślić, że w wielu wypadkach, np. podczas bardzo wyraźnego działania chloranów, wydzielają się one z moczem w stanie prawie niezmienionym.
Szybkość i stopień utleniania zależą od natury samej substancji utlenianej, jak również od szeregu innych warunków, w których ten odczyn przebiega. Bywają substancje łatwo i trudno utleniające się. Łatwo utleniają się w organizmie takie związki jak alkohole lub kwasy organiczne, które na zewnątrz organizmu, w obojętnym odczynie i temperaturze 37°C, są niemal bezwzględnie stałemi związkami. Odczyn zasadowy może powiększyć znacnie zdolność do utleniania. Tak np. pyrogallol, dość stały w kwaśnych lub obojętnych rozczynach, jest typowym pochłaniaczem tlenu w reakcji zasadowej. Z alkoholu benzylowego w obecności węglanu sodu bardzo łatwo wytwarza się kwas benzoesowy, co stwierdzono również dla aldehydu salicylowego. Ponieważ równowaga pomiędzy jonami H' i OH' w ustroju jest bardzo niestała, więc też i wzmożenie się odczynów utleniania wskutek chwilowej przewagi jonów (OH) staje się zupełnie możliwe. W innych wypadkach dało się zauważyć, że przebieg utleniania bywa znacznie ułatwiony w obecności pewnych aktywatorów. Takiemi dla organizmu zwierząt mogą być żelazo i w wyjątkowych razach miedź, składniki barwników oddechowych; w pewnych jednak wypadkach rolę podobną odgrywa również mangan.
Warunki procesu utleniania w organizmie zmuszają nas do przypuszczania, że przebieg tej reakcji w ustroju jest inny niż w probówce (in vitro). Stosownie do tego, mamy cały szereg teoryj utleniania. Pierwszą próbą takiej teorji była teorja działania ozonu (Schönbein 1845), odrzucona następnie, okazało się bowiem, że ozon jest dość mocną trucizną komórkową, oprócz tego nie można go było w żaden sposób wykazać ani w organizmie zwierzęcym ani w roślinnym.
Drugą teorją jest teorja aktywacji podczas redukcji, czyli rozszczepiania nieczynnej molekuły O2 przez wodór w stanie powstawania, na dwa czynne atomy, z których jeden łączy się z wodorem i daje wodę, a drugi utlenia inne substancje. Powstanie wodoru i węglowodorów zachodzi w zjawiskach anaerobiozy. Tak np. podczas fermentacji masłowej, cukier gronowy rozkłada się w sposób następujący: C6H12O6=C4H8O2+2CO2+4H. Autorem tej teorji jest Hoppe Seyler.
Trzecią teorję – teorję powstawania nadtlenków zaproponował Traube. Składa się ona z dwóch założeń: pierwsze, że łatwe do utlenienia substancje rozkładają wodę, tworząc jon hydroksylowy, wytwarzając jednocześnie czynny wodór; drugi, że ten czynny wodór łączy się z cząsteczkami tlenu, tworząc nadtlenek wodoru, będący właśnie czynnikiem utleniania.
Mamy więc:
1) R+2H2O=R(OH2)2+2H'
2) O2+2H'=H2O2
W nieco innej formie przedstawia powstawanie nadtlenków teorja Englera. Według niej, na substancje łatwo utleniające się działa bezpośrednio tlen molekularny O=O, który przybierając postać –O–O– łączy dwie cząsteczki takich substancyj w nadtlenek R–O–O–R.
Obecnie powszechnie uznaną teorją utleniania w ustroju jest teorja utleniających zaczynów, czyli oksydaz.
Oksydazy, jak zresztą wszystkie zaczyny wogóle, należą do bardzo złożonych substancyj koloidalnych, wyrabianych przez komórki żywe; obfitują w nie przedewszystkiem komórki drobnoustrojów. Działanie oksydaz bywa w zasadzie swoiste, t. j. dla każdej substancji zdolnej do utleniania przez działanie zaczynów istnieje własna oksydaza, z reguły nieczynna w stosunku do innych. Z tego wynika, że teorja oksydaz stanowi raczej tylko częściowe wytłumaczenie odczynów utleniania. Pomimo tego jednak można wytłumaczyć w ten sposób istotnie znaczną ilość faktów ustalonych.
Obok różnego rodzaju oksydaz w procesach utleniania biorą udział i inne zaczyny, dotąd niedostatecznie zbadane. Są to tak zw. dehydrazy, czyli zaczyny powodujące odszczepienie od cząsteczki atomu wodoru i powstawanie w ten sposób związków nienasyconych; katalazy, zaczyny działające na nadtlenki z powstaniem wody, lub innych tlenków i cząsteczkowego tlenu 02, który pozostaje biernym; wreszcie peryksydazy wywołujące powstawanie nadtlenków.

§ 47. Odczyny odtleniania.

Nazewnątrz ustroju odczyny odtleniania powstają w ten sposób, że pewna łatwo utleniająca się substancja pochłania tlen innego związku i w ten sposób równolegle z utlenieniem jednej powstaje odtlenienie innej substancji. Tak np., przepuszczając wodór przez ogrzany tlenek żelaza, Fe2O3 powodujemy redukcję tego tlenku aż do powstania żelaza metalowego, kosztem utlenienia wodoru do stanu wody: Fe2O3+3H2=3H2O+Fe2.
Zjawiska tego rodzaju są rozpowszechnione w ustroju, szczególnie o ile bierze się pod uwagę związki organiczne. Dlatego wydaje się, że tak pojmowane utlenienie może powstawać tak przez usunięcie z cząsteczki 2 atomów wodoru (odczyn tak zw. dehydrogenacji), jak przez dość powikłane współdziałanie cząsteczek tejże samej substancji, podczas którego jedna molekuła podlega redukcji kosztem utlenienia drugiej (znana reakcja Canizzaro).
Tak np. dla aldehydu octowego mamy:
1) CH3COH+H2O=CH3C. OH
OH=CH3 COOH+H2
H
2) 2.CH3COH+H2O=CH3COOH+CH3CH2OH
W tych złożonych reakcjach jednoczesnego utleniania i redukcji biorą udział oczywiście nietylko składniki ustroju, lecz i różne substancje obce. Dlatego niektóre trucizny zostają wydzielane z ustroju w stanie utlenionym, jak np. morfina, która wydziela się w stanie oksydwumorfiny, inne zaś podlegają redukcji, jak np. liczne barwniki i pochodne fenolów i wkońcu trzecie są całkiem spalane do stanu wody i kwasu węglowego, jak np. alkohol i niektóre kwasy organiczne.

§ 49. Hydroliza.

Zjawiska hydrolizy rozpowszechnione są niemniej niż odczyny utleniania i redukcji. Zależnie od zdolności danego związku do dysocjacji mamy trzy zasadnicze stopnie tego odczynu. W pierwszym może wystarczyć dla hydrolizy już sama obecność wody, czyli taka ilość jonów H i OH, jaka zwykle znajduje się w czystej wodzie. W drugim potrzebna jest obecność pewnych katalizatorów lub zaczynów. W trzecim wreszcie hydroliza jest możliwa tylko w obecności mocnych kwasów lub ługów, t. j. tylko w znacznym nadmiarze jonów OH lub H i nawet tylko w dużem podniesieniu temperatury.
W organizmie mamy do czynienia prawie wyłącznie z przypadkiem drugim, dlatego też z punktu widzenia fizjologji hydroliza jest wyłącznie odczynem fermentacyjnym.
Istotnie mamy cały szereg zaczynów hydrolitycznych zarówno dla substancyj odżywczych, jak i wszelkich innych, a nawet dla trucizn.
Podobnie jak zaczyny wogóle, posiadają one wyraźne cechy swoistości. Nie znamy jednego ogolnego fermentu hydrolitycznego; raczej wręcz przeciwnie, mamy cały szereg najrozmaitszych swoistych zaczynów, bądźto dla pewnych kategoryj związków, np. węglowodanów (cukrów) białek, bądź też dla jakiegoś jednego związku, jak np. emulsyna do amigdaliny albo laktaza do laktozy.
Losy substancji zdolnej do hydrolizy są więc zależne od tego, czy znajdzie się w ustroju odpowiedni zaczyn. Tak np. amygdalina, trucizna zawarta w gorzkich migdałach, dostarczona bezpośrednio do krwi jest zupełnie obojętna i wydziela się wraz z moczem w stanie nierozłożonym. Jeżeli jednak temu samemu zwierzęciu wstrzykniemy dożylnie emulsję z migdałów słodkich, tak samo zresztą obojętną przy dostarczaniu drogą pokarmową, powstanie natychmiast śmiertelne zatrucie kwasem pruskim, przetworem hydrolizy amygdaliny; a to dlatego, że emulsja ta zawiera odpowiedni zaczyn, którego niema ani we krwi, ani w czystej amygdalinie.
Zaczyny hydrolityczne, jak również przeważna część innych zaczynów mają właściwości działania odwrotnego. Ten sam ferment, który wywołał hydrolizę, może w razie odpowiedniej zmiany warunków wywołać znów połączenie przetworów rozkładu, z odszczepieniem wody. Dla każdego zespołu warunków, jak to bywa i w zwykłem działaniu wody, istnieje pewien stan równowagi i w końcu reakcji mamy zawsze mieszaninę produktów rozkładu i nierozłożonej substancji.
Zaczyny odczynów hydrolitycznych nazywamy wogóle hydrolazami, rozdzielając je stosownie do substancyj, wobec których są one czynne. Tak więc mamy: 1° karbohydrazy, zaczyny rozkładu polysacharydów (węglowodanów złożonych z kilku cząsteczek prostych cukrów): sacharazy, jak np. diastaza i zaczyny rozkładu glikozydów (połączenie cukru z innemi substancjami) — glikozydazy, jak np. emulsina. 2° Estrazy — zaczyny rozszczepienia estrów, czyli połączeń resztek alkoholowych z resztkami kwasowemi, jak np. lipazy — zaczyny zmydlania tłuszczów. 3° Proteazy — zaczyny rozkładu lub odwrotnie, syntezy, lub krzepnięcia białka, jak np. pepsyna, trypsyna, papayotina i, z drugiej strony, chymozina (zaczyn krzepnięcia mleka) i trombina (zaczyn krzepnięcia krwi). 4° peptazy — zaczyny dalszego rozkładu przetworów hydrolizy białka, powstałych przy działaniu proteaz. Są to zaczyny podobne do erepsyny, rozkładającej polipeptydy na odpowiednie aminokwasy według ogólnego wzoru:
NH2
R.CO.NH.R.CO2H+H2O—R ⟨
 
NH2

CO2H
+ R, ⟨ NH2

CO2H
Arginazy (zaczyny rozkładające argininę na ornitrynę i mocznik) oraz 6° liczne dezamidazy.
Do peptaz należą też ważne w patologji zaczyny autolityczne. Do nich dołącza się też ureaza, zaczyn rozkładu mocznika na kwas węglowy i amoniak, z których tworzy się węglan amonowy:
CO(NH2)2+H2O=(HO)2.C.(NH2)2
(HO)2:C:(NH2)2+H2O=CO.(OH)2+2NH3=CO(ONH4)2
Ureaza zasadniczo nie powstaje w ustroju zwierzęcym, jest to bowiem zaczyn właściwy tylko pewnym drobnoustrojom. Znaczna ilość trucizn pochodzenia mineralnego hydralizuje się bardzo łatwo bez udziału zaczynów w obecności wody, tworząc odpowiednie kwasy mineralne. Takiego rodzaju hydroliza stanowi przedewszystkiem typową cechę chlorobezwodników kwasów, do których w pierwszym rzędzie zalicza się fosgen:
COCl2+H2O=CO2+2HCl.

Inne substancje, zawierające chlor, odszczepiają go tylko powoli. Takim np. jest rozkład iperytu S(CH2—CH2—Cl)2+H2O=S(CH2CH2OH)2+2HCI. Wreszcie trzecia grupa substancyj, jak np. chloropikryna, prawie zupełnie nie podlega hydrolizie pod działaniem wody.
Zaczyny hydrolityczne, oprócz ich zasadniczej roli, w procesach trawienia i przemiany materji występują jako niezbędne czynniki rozkładu licznych trucizn należących do glikozydów, często dostępnych dla zwykłej hydrolizy organizmu zwierzęcego.

§ 50. Inne odczyny możliwe w organizmie.

Z innych odczynów, o których mówiliśmy w § 46, tworzenie się doparków, czyli dehydroliza, jest czynnością tych samych zaczynów co i hydroliza, która jest odczynem odwracalnym. Powstawania doparków niezależnie od czynności zaczynów nie zaobserwowano. Amidacja i dezamidacja jest czynnością pewnych peptaz, ściśle związaną z hydrolizą. Rola tych odczynów w dalszych losach trucizn jest dość duża. Mianowicie powstawanie obojętnych dla ustroju doparków z kwasem siarczanym prowadzi do zrównoważenia działania trujących fenolów; takież. obojętne doparki z kwasem glikuronowym są typowemi przetworami syntezy w zatruciu chloralem, kamforą i niektóremi olejkami eterowemi.
W niektórych przypadkach, jak np. w zatruciu kwasami aromatycznemi, mamy odtruwające działanie kwasu amino-octowego (glikokolu) i powstawanie kwasu hipurowego, lub jego homologów. Tworzenie się takich doparków z kwasami często następuje po poprzedniem utlenieniu substancji obcej.

Amidacja i dezamidacja substancyj obcych, z wyjątkiem wyżej omówionych procesów rozkładu białka (§ 46) są zjawiskami rzadkiemi, spostrzeganemi tylko w razie dostarczenia pewnych pochodnych aromatycznych. Zależy to prawdopodobnie od dużego stopnia swoistości odpowiednich zaczynów. Ustalono np., że proteazy, czynne wobec aminokwasów skręcających płaszczyznę polaryzacji światła na lewo, nie są w stanie rozłożyć ich optycznych antypodów i są również bezwzględnie bierne wobec obcych aminokwasów, nie powstających w ustroju.
Odczyny alkylowania i odszczepiania alkylów, przyłączenia rodników kwasowych, a przeważnie acetylu (CH3CO') i uraminu NH2CO', jak również polymeryzacja i wewnętrzne zmiany budowy cząsteczki nie są rozpowszechnione i występują tylko w pewnych wyjątkowych warunkach. Tak np. mamy wyraźne metylowanie w zatruciu związkami selenu lub teluru wydzielanemi w stanie dwumetyloselenu Se(CH3)2 i dwumetyloteluza Te(CH3)2 jak również wydzielenie kwasu sulfanilowego w stanie kwasu sulfanilowo-karbaminowego
SO2OHC6H5NH3+HO.CONH2=SO2OHC6H4CONH2+H2O.
Rozkład na kilka mniejszych cząsteczek jest zwykłem zjawiskiem spowodowanem działaniem zymaz, i dla losów trucizn w organizmie jest on dość obojętny.

§ 51. Wnioski ogólne.

Na podstawie wszystkich omówionych szczegółów możemy wnioskować, że losy trucizn w organizmie mogą układać się w sposób następujący:
1. trucizny mogą podlegać zupełnemu zniszczeniu, przetwarzając się bądźto w końcowe przetworzy[3] przemiany materii CO2, H2O i t. d., bądź też w inne obojętne związki.
2. Mogą przez połączenie z pewnemi przetworami przemiany materii stać się zupełnie nieczynnemi. Niemniej zupełna utrata czynności nastąpić może skutkiem częściowego utlenienia. Zjawiska tego rodzaju nazywamy samoodtruciem organizmu.
3. Mogą one pozostać całkowicie lub częściowo nietknięte przez odczyny chemiczne organizmu i odgrywać rolę katalizatorów zazwyczaj ujemnych dla całego szeregu odczynów wewnątrz-komórkowych.
Istotę tak zwanej korelacji chemicznej organizmu stanowi zdolność do walki z trucizną w drodze odpowiedniego przystosowania się do warunków niezwykłych.
Niezależnie jednakże od korelacji chemicznej wszelkie niezmienione obce substancje, bądź zmienione w swoich właściwościach i już nieszkodliwe dla organizmu, bądź też przetwory ich rozkładu, zazwyczaj po pewnym czasie zostają wyrzucone ze krwi wraz z wydzielinami ustroju.
Proces wydzielania trucizn stanowi treść następnego rozdziału.

§ 52. Przystosowanie organizmu do trucizn.

Jak możemy wywnioskować z powyższego, pomiędzy zatruciami a chorobami innego pochodzenia nie zachodzi w rzeczywistości żadna zasadnicza różnica. W obu wypadkach objawy chorobowe są zawsze wynikiem niemożliwości należytego przystosowania się ustroju do niezwykłych warunków otoczenia. Dlatego też gdy takie warunki stają się stałemi, pewna ilość istot zastosowuje się do nich, wskutek czego warunki te przestają być dla nich chorobotwórczemi. Zjawisko to stanowi treść tak zwanego przystosowania gatunkowego. Mamy przykłady takiego przystosowania się do trucizn u farmakofagów, czyli zwierząt, przeważnie gąsienic motyli, które nietylko żywią się jadowitemi roślinami, lecz rośliny te są dla nich jedynym odpowiednim pokarmem. Tak np. różne gatunki fajecznika (Aristolochia) są wyłącznym pokarmem gąsienic podzwrotnikowych, olbrzymich Ornithoptera, jak również tutejszej Thais, wówczas gdy u wszystkich ssaków rośliny te wywołują niechybnie śmiertelne zapalenie jelit i nerek. Typowa trucizna sercowa, neriina, zawarta w liściach zwykłego oleandra, nie przeszkadza tej roślinie w żywieniu pięknej Daphnis Nerii. Rośliny zawierające atropinę, z rodzaju Solanaceae, mogą być, jak już o tem mówiliśmy, bezkarnie używane jako pokarm przez wiele gatunków zwierząt.
Dlatego też samo pojęcie „trucizna” jest mniej więcej względnem. Trucizn bezwzględnych nie znamy, tak samo dla roślin. Na glebach zawierających duże ilości soli kuchennej, cynku, baru, przetworów rozkładu materjałów organicznych, rosną specjalnie do tego przystosowane rośliny, mogące w niektórych wypadkach stać się źródłem zatrucia dla ludzi.
Zupełnie możliwą rzeczą jest także zatrucie przez mięso i mleko zwierząt odpornych na pewne trucizny, jak to naprzykład zostało ustalone dla atropiny i kantarydyny (mięso ptaków i mleko kozy).
Mamy tu do czynienia nietylko z wyjątkową przystosowalnością poszczególnych gatunków. W zatruciach przewlekłych ukazują się zawsze przejawy przystosowania osobistego, powodującego zmiany właściwości samej jednostki zatrutej. Są to przedewszystkiem rozpatrywane już wyżej zatrucia nałogowe oraz rozmaite postacie allergji, określone poprzednio jako nietypowe odczyny na zatrucia.
Najważniejszą wszakże jest okoliczność, że każde zatrucie, o ile tylko nie powoduje śmierci, zawsze wywołuje odpowiednie przystosowanie się organizmu do nowych warunków i uwolnienie się od nich bądź drogą odtrucia, bądź też wydzielania trucizny nazewnątrz.

§ 53. Sposób samoodtrucia.

Odtrucie, jako objaw pewnego przystosowania się organizmu, jest skutkiem działania każdej trucizny. Odtrucie zachodzi niezależnie od dostarczania z zewnątrz jakichkolwiek odtrutek i dlatego zawsze bywa samoodtruciem. Podstawą jego są odczyny, o których mówiliśmy — odczyny przemiany materii, a w wyniku powstaje albo zupełny rozkład trucizny na obojętne składniki, lub przetwory jej połączenia z przejściowemi okresami rozkładu materiałów spożywczych.
Taki sposób samoodtrucia nazywamy zrównoważeniem chemicznem.
Czy obok tego w zatruciach pochodzenia zewnętrznego istnieje też zrównoważenie fizjologiczne w postaci wzmożonego wyrobu hormonów przeciwdziałających pewnym zmianom czynności organów, wynikłych wskutek tych zatruć, nie jest dostatecznie ustalone. Mamy jednak pewne wskazówki co do możności powstawania takich odczynów. Zanik poszczególnych gruczołów naczyniowych wywołuje zawsze pewne zmiany w innych gruczołach. Naprzykład przysadka zmienia swą budowę w nieobecności tarczycy, w ciąży i w razie kastracji; budowa nadnercza zmienia się w zaniku trzustki i t. d.
Znane są również w tych gruczołach zmiany powstające w niektórych zatruciach, a sprawiające wrażenie wzmożenia ich czynności. Wszystkie te zjawiska są jednak jeszcze zbyt mało zbadane, aby mogły być traktowane bardziej wyczerpująco. Są wskazówki, według których stan narządów wydzielania wewnętrznego może mieć zasadnicze znaczenie w przebiegu zatruć bojowych. Pożaryski podkreśla, że wśród śmiertelnie zatrutych chlorem (w początku wojny gazowej) stwierdzono duży odsetek jednostek ze status thymicolymphaticus – specjalną anomalję konstytucjonalną, składającą się z zachowania thymus (grasicy) i zatrzymania rozwoju gruczołów płciowych, przy znacznym rozroście wszystkich gruczołów chłonnych.
Zjawiska odtrucia ustępują jednak na dalszy plan w porównaniu ze skutecznością procesów wydzielania, których charakterystyką zajmiemy się w rozdziale następnym.

Przypisy

  1. Według Abderbaldena z pierwiastków tych zawartość jodu waha się pomiędzy 0,00976 i 0,00032 na 1000,0 tarczycy, albo płuc, zawartość manganu dosięga (w wątrobie kury) aż do 0,000416%, dość znaczna stosunkowo jest zawartość krzemu, w suchych włosach aż do 0,5%, w pępowinie (suchej) 0,015%.
  2. W śmiertelnym zatruciu królika kwasem solnym znaleziono 1,2.10−6=PH=5,92
    W razie śmiertelnej komy w cukrzycy obserwowano 1,5.10−7, skąd PH = 6,046, lub 6.824, czyli że odczyn był wyraźnie kwaśny. W śmiertelnych zatruciach gazowych mamy dla chloru PH 7,25 — 7,3; dla fosgenu 7,2 — 7,4; dla chloropikryny 7,5 — 7,7.
  3. Przypis własny Wikiźródeł Błąd w druku; powinno być – przetwory.


Tekst jest własnością publiczną (public domain). Szczegóły licencji na stronie autora: Włodzimierz Lindeman.