Краткие сведения об основных взрывчатых веществах

В зависимости от чувствительности к внешним воздействиям и способности к переходу от горения к детонации взрывчатые вещества разделяются на три основные группы ВВ.

Инициирующие, или первичные ВВ используются для возбуждения детонации или горения взрывчатых веществ других групп. Горение и детонация инициирующих ВВ происходит при незначительной затрате внешней энергии в результате теплового или механического воздействия (нагревание, удар, трение).

Бризантные, или вторичные ВВ используются для изготовления разрывных снарядов боеприпасов и для взрывных работ. Горение их переходит в детонацию только при определенных условиях (например, при горении большой массы вещества с большим числом пор или при горении в замкнутом прочном сосуде). При применении бризантных ВВ детонацию их вызывают с помощью взрыва вспомогательного заряда инициирующего (первичного) ВВ или с помощью взрыва заряда другого бризантного ВВ.

Пороха, или метательные ВВ используются в качестве метательных зарядов для огнестрельного оружия и в качестве топлива для реактивных двигателей. По составу они близки к бризантным ВВ, но горение их более устойчиво. Горение порохов не переходит в детонацию даже при давлении в несколько тысяч атмосфер.

При определенных условиях (например, при воздействии на них достаточно мощного начального импульса или если диаметр их больше критического) пороха могут детонировать. Некоторые из порохов имеют большой критический диаметр, и, кроме того, детонация порохов возможна только при взрыве мощного детонатора, — по этим причинам возникло мнение, что пороха не могут детонировать.

Инициирующие взрывчатые вещества

Гремучая ртуть [Hg(CNO)2] – соль гремучей кислотыHCNO, фульминат ртути — белый или серый кристаллический порошок с плотностью 4,4 г/ см3. Температура вспышки 175 – 1800С. Легко взрывается от незначительного удара и трения. Разложение гремучей ртути происходит в соответствии с уравнением

[Hg(CNO)₂]Hg+ 2CO+N₂+ 494 кДж.

Азид свинца [Pb(N₃)₂] – соль азотистоводородной кислотыHN₃, белый порошок с плотностью 4,8 г/ см³ и температурой вспышки 330-340 С. Обладает высокой чувствительностью. Известны случаи, когда азид свинца взрывался в результате нажима ногтем на его кристаллы. Для уменьшения чувствительности его флегматизируют парафином. При увлажнении азид свинца не теряет своей чувствительности. При поджигании внешним источником теплоты мгновенно детонирует. Взаимодействует с медью, не взаимодействует с алюминием. Азид свинца применяют для снаряжения капсюлей – детонаторов. Азотистоводородная кислота HN₃ в безводном виде способна взрываться даже просто от сотрясения сосуда. В разбавленном водном растворе при хранении она практически не разлагается. Пары ее очень ядовиты, растворы вызывают воспаление кожи.

Взрывной распад азотистоводородной кислоты идет по уравнению: HN₃Н₂+ 3N₂+ 590 кДж

Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) [C₆H(NO₂)₃(O₂Pb)H₂O] – желто-коричневый порошок плотностью 3,1 г/см³ и температурой вспышки 275 С. Чувствительность к удару ниже, чем у азида свинца, а чувствительность к воспламенению выше. Применяется для снаряжения капсюлей-воспламенителей.

Тетразен илигуанилнитрозоаминогуанилтетразен [C₂H₈ON₁₀] NH₂ NH–NH-NO   NH=C–NH–N=N–C=NH

Мелкокристаллический порошок желтоватого цвета плотностью 1,65 г/см³ и температурой вспышки около 140 С. Мало гигроскопичен. По чувствительности близок к гремучей ртути. Не взаимодействует с металлами.

Бризантные взрывчатые вещества

Бризантные ВВ могут быть однородными и неоднородными (взрывчатые смеси).

I. Однородные бризантные ВВ

По химическому строению однородные бризантные ВВ разделяются на 2 группы: нитросоединения и нитроэфиры.

НИТРОЭФИРЫ – азотнокислые нитраты спиртов или углеводов.

1. Азотнокислые эфиры углеводов: главным представителем этих ВВ являются нитраты целлюлозы (нитроклетчатки). В зависимости от содержания азота делят на две разновидности: пироксилины (содержание азота 12 – 13,5 %) и коллоксилины (содержание азота 11,5 – 12 %).

Нитроцеллюлоза ипироксилин были открыты в 1832 г. Браконо. В 1846 – 1848 г.г. Г.И. Гесс и А.А. Фадеев исследовали свойства пироксилина и показали, что он по мощности в несколько раз превосходит дымный порох.

Взрывное разложение пироксилина может быть представлено уравнением: 2C₆H₇O₂(ONO₂)₃3N₂+ 9СО + 3СО₂+ 7Н₂О.

При взрыве 1 кг пироксилина совершается работа, равная подъему 470 тонн на высоту 1 метр.

Пироксилин применяется для изготовления пироксилиновых порохов. По чувствительности пироксилин близок к гексогену. Сухой пироксилин при плотности 1,3 г/см³ имеет скорость детонации около 6500 м/с.

Коллоксилин менее чувствителен, чем пироксилин, и опасен главным образом в пожарном отношении. Хранят нитроклетчатку во влажном состоянии (с содержанием влаги до 30 %). Коллоксилин используют для получения лаков, целлулоида.

2. Азотнокислые эфиры спиртов.

Глицеринтринитрат (нитроглицерин) [C₃H₅(ONO₂)₃– маслянистая жидкость плотностью 1,6 г/мл, с температурой вспышки 180 С. Впервые был получен итальянским химиком Собреро в 1846 г. Чистый, не содержащий кислотных примесей нитроглицерин менее взрывчат, и более прочен. Нитроглицерин очень чувствителен к механическим воздействиям (толчкам, ударам, зажиганию гремучей ртутью). От пламени загорается с трудом и сгорает без взрыва. При взрыве 1 г нитроглицерина образует 467 см³ газов, а 1 л – 750 л газов (порох только 280 л). Нитроглицерин замерзает при +8 С и становится значительно опаснее, потому, что его кристаллы при трении или разломе сильно разогреваются. При превращении в жидкое состояние его нельзя нагревать выше 11-12 С, иначе он взрывает.

В 1854 г. знаменитый русский химик Н.Н. Зинин впервые поставил вопрос о применении нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества. В 1867 г. нитроглицерин был применен сотрудниками артиллерийского офицера В.Ф. Петрушевского для взрывных работ на золотых приисках в Восточной Сибири.

В 1865 г. Сотрудник Зинина капитан Д.И. Андриевский предложил гремучертутный капсюль-детонатор, применение которого резко увеличило бризантное действие ВВ и привело к открытию явления детонации.

В период работы Зинина и Петрушевского в России жил шведский инженер А. Нобель. Ему принадлежит заслуга дальнейшего развития и практического использования работ русских ученых. Нобель изобрел ряд динамитов и нитроглицериновый порох (баллистит), усовершенствовал конструкцию капсюля-детонатора).

Гремучий студень (взрывчатая желатина) состоит из 90 % нитроглицерина и 10 % пироксилина. Она менее опасна, чем ее составные части, потому, что содержит немного камфары. Сгорает как динамит, в замерзшем состоянии становится несколько чувствительнее к толчкам, но не так опасна как динамит или нитроглицерин. Под водой сильно взрывает.

Нитрогликоль (гликольдинитрат) [CH₂ONO₂ — CH₂ONO₂] используется для производства незамерзающих динамитов. Обладает повышенной летучестью.

Нитродигликоль (дигликольдинитрат) [CH₂ONO₂–СН₂– О – СН₂– СH₂ONO₂] вследствие малой летучести и ряда свойств, близких по свойствам к нитроглицерину, его применяют для приготовления порохов.

Тэн – азотнокислый эфир пентаэритрита – пентаэритрит-тетранитрат [C(CH₂ONO₂)₄ или

CH₂ONO₂  O₂NOH₂C – C – CH₂ONO₂  CH₂ONO₂

— белое кристаллическое вещество, плотностью 1,77 г/см³, негигроскопичен. мпература плавления 141 С, температура вспышки 215 С. По сравнению с другими азотнокислыми эфирами тэн стоек. Более чувствителен к удару, чем тротил, тетрил и гексоген. Скорость детонации 7900 м/с. Тэн большей частью флегматизируют добавкой небольших количеств парафина (до 5 %), воска. Чистый тэн применяют в качестве вторичных зарядов для снаряжения капсюлей-детонаторов, а флегматизированный – для снаряжения детонирующего шнура, детонаторов, некоторых снарядов.

НИТРОСОЕДИНЕНИЯ представляют собойважнейший класс бризантных ВВ. Они характеризуются значительным фугасным и бризантным действием при малой чувствительности к механическим воздействиям. Эти вещества особенно пригодны для снаряжения артиллерийских снарядов и других боеприпасов. Достоинством этих соединений является их химическая стойкость.

Тротил или тринитротолуол [C₆H₂CH₃(NO₂)₃ – желтый кристаллический порошок или чешуйки. Плотность 1,66 г/см³, температура вспышки 300 С. Температура затвердевания чистого ТНТ 80,85 С, поэтому часто его используют в плавленом виде. Литой тротил детонирует не от капсюля-детонатора, а только в результате взрыва промежуточного детонатора из прессованного бризантного ВВ. Скорость детонации до 6900 м/с. Насыпной тротил более чувствителен к детонации, чем литой.

Горение тротила обычно не переходит в детонацию, однако если оно протекает в замкнутом сосуде с прочными стенками или в больших массах тротила, то возможна детонация.

Тротил не реагирует с металлами, но может реагировать со щелочами, образуя тротилаты. Тротилаты менее опасны, чем пикраты, но при их образовании выделяется значительное количество тепла, что может привести к возгоранию. Зарегистрирован случай воспламенения тротила в результате контакта с мыльной эмульсией.

Хотя горение тротила, как и других ВВ, происходит за счет кислорода, находящегося в самом тротиле, горящий тротил можно и нужно тушить водой. Вода, попадая на него, испаряется, на испарение требуется много тепла, поэтому температура продуктов горения уменьшается. Из-за недостатка тепла следующие слои не нагреваются до температуры вспышки, и горение прекращается.

Тротил является основным бризантным взрывчатым веществом для снаряжения боеприпасов. Его применяют в значительных количествах в сплавах с другими нитросоединениями: с гексогеном для снаряжения кумулятивных снарядов малого калибра; с 20 % динитронафталина под названием К-2; с 5 % ксилила под названием сплава Л и др. Из тротила готовят патроны и шашки для взрывных работ, в военное время применяли в смеси с селитрой.

Пикриновая кислота – тринитрофенол [C₆H₂OH(NO₂)₃]– желтый кристаллический порошок, растворимый в горячей воде. Плотность 1,6 – 1,8 г/см³, температура вспышки 300 С, скорость детонации около 7200 м/с. К удару и трению мало чувствительна.

Получена П. Вульфом в 1771 г. Длительное время пикриновая кислота использовалась как желтая краска для шерсти, шелка, кожи и волос. И только случайно, в конце 19 века было обнаружено, что она является взрывчатым веществом.

В открытом пространстве чистая пикриновая кислота спокойно сгорает сильно коптящим пламенем. При горении больших масс (например, складов), а также при горении в закрытых металлических сосудах горение может перейти в детонацию.

Большим недостатком пикриновой кислоты является ее способность образовывать соли при соприкосновении с металлами (кроме олова) в присутствии хотя бы небольшого количества воды. При этом образуются соли – пикраты, по своим свойствам близкие инициирующим ВВ. Наиболее опасны пикраты щелочных металлов.

Хранить пикриновую кислоту следует только в пластмассовой или деревянной таре. В настоящее время пикриновая кислота в качестве ВВ практически не используется.

В первой половине 20 века применялась как ВВ в различных странах под названиями мелинит (Россия, Франция), лиддит (Великобритания), шимоза (Япония), с/88 (Германия).

Пикрат аммония – аммонийную соль пикриновой кислоты применяли в США для снаряжения авиабомб.

Тетрилили тринитрофенилметилнитрамин —  NO₂ желто-коричневый кристаллический порошок С6Н(NO2)3Nплотностью 1,71 г/см³, температура вспышки CH³ около 190 С. Тетрил значительно чувствительнее к удару, чем тротил или пикриновая кислота. Скорость детонации 7470 м/с. Тетрил особенно пригоден для изготовления капсюлей-детонаторов и детонаторов. При работе с тетрилом зарегистрировано большое число несчастных случаев.

Гексоген или циклотриметилентринитрамин [C₃H₆O₆N₆]— белое кристаллическое вещество с температурой вспышки 230 С, температурой плавления 202,5 С. Чрезвычайно чувствительно к удару, скорость детонации NO₂-NCH₂ 8500 м/с. Из-за свой высокой чувствиельности в чистом виде не употребляется для изготовления зарядов, а используется флегматизированный гексоген. Чтобы различить флегматизированный гексоген, в флегматизатор добавляют оранжевый краситель. Нефлегматизированный гексоген используется для снаряжения боеприпасов в сплавах с тротилом. В этом случае тротил является флегматизатором. Такие смеси менее чувствительны, чем гексоген, и обладают большей мощностью, чем тротил.

Октоген или циклотетраметилентетранитрамин [C₄H₈O₈N₈] — O₂N–NCH₂N–NO₂ / H₂C CH₂ / O₂N – N  CH₂  N – NO₂ Вещество плотностью 1,95 г/см³, температура плавления около 280 С. Термостойкость выше, чем у гексогена, скорость детонации 9100 м/с. Октоген применяют как термостойкое ВВ при бурении глубинных скважин и дроблении взрывным методом горячих слитков при разгрузке и ремонте доменных печей. Бризантное действие октогена больше гексогена.

Эдна – этилендинитрамин, химическая формула СН₂–NH–NO₂  СН₂–NH–NO₂ По силе и чувствительности равен тетрилу. По сравнению с последним менее токсичен и не обладает красящими свойствами.

Дина – диэтанолнитратнитрамин [O₂N – N(CH₂CH₂ONO₂)₂]. Чувствительность к удару такая же как у тэна. По силе взрыва близок к тэну и гексогену. Хорошо пластифицирует нитроцеллюлозу.

Ксилил – тринитроксилол [C₆ H(CH₃)₂(NO₂)₃]. Ксилил представляет собой нейтральное вещество, не образующее солей с металлами. Температура вспышки 330 С. Чувствительность к удару больше, а чувствительность к детонации меньше, чем у тротила. Применяют для снаряжения боеприпасов в виде смесей с аммиачной селитрой и в виде сплава с тротилом (сплав Л).

Динитронафталин [C₁₀H₈(NO₂)₂].Чувствительность нафталина к детонации очень мала, поэтому его применяют только в смеси с аммиачной селитрой (динафталит).

Динитробензол [C₆H₄(NO₂)₂]– вещество плотностью 1,57 г/см³, скорость детонации 6100 м/с. Обладает низкой чувствительностью к детонации. Ядовит.

II. Неоднородные бризантные ВВ.

К неоднородным бризантным ВВ относятся смеси окислителя с взрывчатым веществом или горючим.

1. Аммиачно-селитренные ВВ, содержащие в качестве окислителя аммиачную селитру NH₄NO₃–аммониты. Аммониты, состоящие из смеси тротила с селитрой, содержащие более 20% тротила, называются аммотолами. По чувствительности и опасности при изготовлении эти вещества опаснее тротила. Аммоналы – аммониты, содержащие алюминиевую пудру. Эти смеси могут загораться при соприкосновении с водой. Тушить водой при загорании категорически запрещается. Динамоны — смеси аммиачной селитры с горючими невзрывчатыми добавками (сухим торфом, древесной корой и т.д.).

2. Хлоратные и перхлоратные ВВ содержат в своем составе соли хлорноватой и хлорной кислот.

Преимущественно применяют соли хлорат калия KСlО₃ («бертолетова соль»), перхлорат калия KСlО₄ и перхлорат аммония NH₄ClO₄. При нагревании KСlО₃ плавится, а около 400 С начинает разлагаться, причем распад может идти по двум направлениям: 4KСlО₃  4KСl + 6О₂ или 4KСlО₃  3KСlО₄ + KСl

Бертолетова соль KСlО₃ и хлорноватокислый Рb(СlО₃)₂ свинец при стирании, толчке или нагревании с сахаром, мукой, древесиной (т.е. с органическими веществами), а также с углем, серой, фосфором, металлическими порошками взрываются очень сильно. Еще более сильные взрывы имеют место при взаимодействии хлоратов этих металлов с цианистым калием КСN, роданистым калием КСNS, сернистым железом Fe₂S₃, сернистой сурьмой. При работе с хлоратами поблизости не должно быть выделения сероводорода. Чрезвычайно чувствительны хлораты к жирам и маслам, поэтому не допускается контакт этих веществ с промасленной ветошью. Крепкие кислоты при взаимодействии с хлоратами выделяют из него взрывчатую двуокись хлора, которая кипит при +9 С, а взрывается при 60 С. Наибольшую опасность представляют высушивание хлоратов и размалывание сухого продукта. Взрывчатое начало в хлоратах представляет входящая в состав его хлорноватая кислота НСlО^₃, которая известна только в растворе. Ее концентрированные растворы воспламеняют простым соприкосновением такие органические вещества как бумага, ткани, дерево и т.п. Возможность применения хлоратных и перхлоратных ВВ для снаряжения боеприпасов сильно ограничена из-за большой чувствительности к механическим воздействиям.

3. Оксиликвиты – смеси жидкого кислорода с пористыми горючими веществами. Пропитывание оксиликвитных патронов, например, с торфом, производится непосредственно перед применением. Жидкий кислород энергично испаряется, и в зависимости от размеров патрона за время от нескольких минут до 1,5 часов такого рода боеприпасы теряют свои взрывные свойства. Аналогичным образом может быть использован и жидкий воздух (переходит в жидкое состояние при давлении 39 атмосфер и охлаждении до – 140 С). При испарении жидкого воздуха он теряет больше легколетучего азота, чем кислорода, и поэтому остающаяся жидкость все время обогащается кислородом. В этот момент жидкий воздух похож на динамит.

4. Взрывчатые соединения азота с хлором, бромом, иодом и серой. Нитрохлорид – хлористый азот NCl₃ (масло Дюлонга) получается пропусканием хлора через раствор хлорида аммония: NH₄Cl+ 3Сl₂4HСl+NCl₃. Хлористый азот представляет собой маслянистую желтую жидкость с резким запахом. При нагревании выше 90 С ( или ударе) он взрывается с чрезвычайной силой, при этом распадается на элементы (азот и хлор). Даже влажный, он взрывается от соприкосновения с фосфором, аммиаком, мышьяком, селеном, калием, натрием, жирными и эфирными маслами, жирами, скипидаром, каучуком. В сухом виде он взрывается от освещения лучами солнца или искусственного света. При взрыве хлористого азота пламени не образуется, но если он соприкасается с горючими веществами, они загораются от взрыва, и пожар возможен. Бромистый азот NBr³ и иодистый азот NI³ представляют собой соответственно маслообразную жидкость и черный порошок, по своим свойствам подобны хлористому азоту. Известны случаи, когда небольшое количество сухого иодистого азота, находящееся на одном конце скамейки, взрывалось, если на другой конец скамейки осторожно садился человек. Небольшие количества этих веществ взрывались даже от звуков музыкальных инструментов. Сернистый азот N₂S₃ –желтое вещество, взрывается от трения, удара и при 179 С, но менее энергично, чем предыдущие. При этом взрыв происходит с образованием пламени и может вызвать пожар.

Метательные взрывчатые вещества, или пороха

Для этих веществ характерным видом взрывного превращения является горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, которое развивается в условиях выстрела. Эти вещества используются для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия и для сообщения движения ракетным снарядам.

Для возбуждения горения порохов необходимо действие на них пламени.

Пороха разделяются на две группы: пороха – механические смеси (и как разновидность — твердые ракетные топлива) и пороха на основе нитроклетчатки.

1. Пороха – механические смеси. До недавнего времени из этой группы веществ наиболее значительное практическое применение находил дымный (черный или охотничий) порох. Черный порох был изобретен в Китае 800 г. до н.э. Дымный порох состоит из гранул темно-зеленого или черного цвета. Он состоит из 75 % селитры (чаще калийной КNO3), 10-12 % угля и 12-16 % серы. Воспламеняется при температуре 270 – 300 С, развивает температуру при взрыве 2200 С, скорость горения до 300 м/с и давление до 6000 атмосфер. Горение черного пороха можно представить следующим уравнением: 2KNO₃+ 3C+SN₂+ 3CO₂+K2S(тв)

При горении пороха селитра разлагается с выделением кислорода. Этот кислород необходим для горения угля и серы, которые играют роль горючего. Сера, кроме этого, является цементатором – цементирует частица угля и селитры.

Небольшие примеси жиров (2-10 %) понижают воспламеняемость пороха и замедляют сгорание. Препятствуют взрыву пороха и негорючие добавки, например, стеклянный порошок и тонкоразмолотый песок.

Ракетные топлива– твердосмесевые и пиротехнические топлива – представляют собой смеси окислителей, горючих и связующих веществ.

В качестве окислителей используется аммиачная селитра NH₄NO₃, перхлорат аммония NH₄ClO₄ и перхлорат калия КClO₄. Связующими веществами являются асфальтовый битум, каучуки, карбамидные и фенолформальдегидные смолы, виниловые полимеры, полиэфиры и нитроцеллюлоза. В качестве горючего также используется алюминиевая пыль. Такое топливо может содержать, например, 70 % NH^₄ClO₄, 10 % алюминия Al в порошке, 19 % каучуков или смол, 1 % специальных добавок. Горение смесевых твердых топлив часто переходит в детонацию. Кроме того, выделяющаяся энергия значительно превосходит энергию сгорания дымного пороха.

2. Нитроцеллюлозные пороха. Их основой являются нитраты целлюлозы, пластифицированные каким-либо растворителем. Пироксилиновые порохаизготавливаются таким способом, что летучий растворитель (пластификатор) по завершении процесса в значительной мере удаляется из пороховой массы.

Баллиститы– нитроцеллюлозные пороха, изготавливаемые с применением нелетучего растворителя, полностью остающегося в порохе. В зависимости от применяемого растворителя баллиститы называются нитроглицериновыми, нитродигликолевыми и т.д.

Кордиты — нитроцеллюлозные пороха, изготавливаемые на смешанном растворителе – летучем и нелетучем (например, глицерин с ацетоном).

Самовозгорание порохов обычно приводит к пожару, т.к. загоревшиеся пороха не детонируют. Категорически запрещено совместное хранение бризантных ВВ и пороха, загорание последнего может вызвать горение и последующую детонацию ВВ.

Признаки разложения порохов на основе нитроцеллюлозы:

1. Изменение цвета пороховых элементов. Появление на их поверхности желто-бурых пятен.
2. Повышение температуры пороха.
3. Появление запахов оксидов азота.

При появлении данных признаков необходимо срочно удалить начинающий разлагаться порох из хранилища и уничтожить его. Если удалить порох невозможно, его необходимо интенсивно поливать водой. Тушить пороха водой огнетушителем или компактной струей обычно не удается. Вследствие сильного пламени при горении пороха его тушение в присутствии людей всегда связано с большим риском. Тушение порохов должно производиться с помощью автоматически действующих дренчерных или спринклерных устройств. При загорании больших количеств пороха работающие в помещении должны немедленно его покинуть.

Нитроглицерин — основа динамита, обладает огромной разрушительной силой. Но взятое в небольших количествах это вещество служит лекарством, которое в экстренных случаях помогает сердцу справиться с чрезмерной нагрузкой.

НИТРОГЛИЦЕРИН КАК ЛЕКАРСТВО

Несмотря на более чем столетнее применение нитроглицерина, изучение механизма его лечебного действия продвигалось с трудом. Откроем учебник по фармакологии издания 1896 года, то есть спустя почти 20 лет после начала применения этого лекарства. В разделе «Физиологическое действие» читаем: «Принятие нескольких капель 1%-ного спиртового раствора вызывает сперва чувство сжимания в сердечной области, а затем чувство жара; в то же время к лицу делается прилив, и оно багровеет. Сердечные сокращения становятся более сильными и более быстрыми; пульс становится аритмичным, кровяное давление уменьшается, периферические сосуды расширяются». Какая уж тут физиология? Просто описание симптомов отравления. Чтобы получить лечебный эффект при приеме внутрь, требовались дозы 10-20 мг, поскольку , всасываясь из кишечника, нитроглицерин попадает прежде всего в печень, где частично разрушается. Но такие дозы вызывают токсические явления. Позднее врачи поняли, что лучше назначать нитроглицерин «под язык», тогда он попадает в кровь, минуя кишечный тракт. Рекомендуемые ныне дозы — 0,5-1 мг в виде таблеток, капсул или спиртового раствора на сахаре.

Поскольку сердце вынуждено прокачивать через себя от 4 до 25 литров крови в минуту, оно постоянно находится в состоянии некоторого напряжения. Это напряжение сохраняется даже в короткие периоды расслабления — диастолы, что весьма неблагоприятно сказывается на протекании крови по внутренним мелким сосудам сердца, артериолам и капиллярам. В момент сокращения — систолы — они и вовсе пережимаются.

Эффекты нитроглицерина сильно зависят от применяемых доз. В средней терапевтической дозе это вещество сначала вызывает расширение крупных вен. Емкость венозной системы сосудов увеличивается, и в них «депонируется» часть общего объема крови. Поэтому к сердцу возвращается меньше крови, что приводит к уменьшению так называемой сердечной преднагрузки. Снижение тонуса сердечной мышцы и давления в его полостях обеспечивает расширение всех сосудов сердца, что, естественно, улучшает его снабжение кровью, уменьшает потребность мышцы сердца в кислороде и улучшает обмен веществ. Одновременно нитроглицерин снимает местные спазмы сосудов сердца, пораженных склерозом. При приеме максимальных терапевтических доз расширяются не только сердечные, но и мозговые артерии, что приводит к возникновению головной боли. Эффект неприятный, но неопасный. Передозировка ведет к расширению артерий всего тела и падению артериального давления.

Если врач рекомендовал вам принимать нитроглицерин, надо в спокойном состоянии опытным путем определить индивидуальную чувствительность к препарату. Обычно для получения желаемого эффекта, который проявляется чувством прилива к лицу и слабой головной болью, достаточно одной таблетки или капсулы (0,5 мг). Если реакции нет, дозу следует удвоить, а при чрезмерной реакции — сильная головная боль, головокружение, слабость, бледность, учащение сердцебиений — уменьшить (в этом случае врач выпишет нитроглицерин в растворе). Нитроглицерин выпускают также в виде мази и пластинок для приклеивания к десне.

Необходимо помнить следующее:

• Головная боль при первых приемах нитроглицерина вызвана расширением сосудов и свидетельствует о том, что препарат действует. После нескольких приемов это явление исчезает, но влияние на сосуды сердца остается, поэтому дозу увеличивать не следует.
• Нитроглицерин быстро разрушается в тепле. Храните его запас в холодильнике и следите за сроком годности.
• Если у вас стенокардия, постоянно носите препарат с собой и при возникновении болей немедленно принимайте, желательно сидя или лежа.
• Если боль не проходит, то через 1-3 минуты можно положить под язык вторую таблетку и даже третью. Необходимо также вызвать «скорую помощь». Чтобы не было передозировки, следующую таблетку принимайте не раньше, чем через 15-30 минут, когда закончится действие уже принятого нитроглицерина.
• При длительном применении — около месяца — наступает привыкание (толерантность) к нитроглицерину, и он перестает действовать. После месячного перерыва чувствительность восстанавливается.

Для профилактики приступов используют препараты нитроглицерина (или другие нитраты) с пролонгированным действием. Их принимают заранее перед тем, как выйти на холод, перед физической или психической нагрузкой.

Чтобы продлить действие препарата, нитроглицерин помещают в капсулы разных размеров, которые последовательно растворяются, высвобождая действующее начало и обеспечивая эффект в течение 8-12 часов. Из-за неоднородности носителя таблетки препаратов пролонгированного действия выглядят крапчатыми. Таковы препараты нитрогранулонг, нитро-мак ретард, сустак, нитронг. Созданы трансдермальные системы типа пластырей с длительностью действия 24 часа; их приклеивают к коже.

Некоторые нитраты отличаются замедленным, но более длительным, чем у нитроглицерина, эффектом. Изосорбит динитрат действует 4-6 часов; в форме пластинок, приклеиваемых на слизистую рта (динитросорбилонг), — 6-8 часов, в виде мази — 12 часов, в аэрозольных баллонах для нанесения на кожу — 18 часов. Создан пролонгированный динитрат, длительность эффекта которого достигает 24 часов (кардикет).

Изосорбит мононитрат отличается от динитрата более быстрым наступлением эффекта. Его можно использовать, если наступило привыкание к динитрату. Пролонгированные формы (оликард ретард, эфокс лонг) сохраняют эффект 24 часа.

К нитратам относится также препарат эринит, который обладает меньшими побочными эффектами, но и менее эффективен. Из новых нитратов можно назвать дилкоран (тетранитрат), который хорошо сочетается с другими препаратами для лечения стенокардии и действует 10 часов.

Следует отметить, что нитраты способны если не устранить полностью, то ослабить любой спазм гладкой мускулатуры внутренних органов, в частности при желчно-каменной и почечной колике. Нитраты и их препараты средней продолжительности и длительного действия используют для лечения сердечной недостаточности. Снижая приток венозной крови к сердцу и устраняя застой в малом круге кровообращения, эти препараты, конечно, не восстанавливают силу сердечной мышцы, но облегчают течение болезни и ослабляют приступы сердечной астмы.

НЕОЖИДАННОЕ СОВПАДЕНИЕ

Давно известно, что нитроглицерин вызывает расширение сосудов, но каков механизм этого процесса? Не менее хорошо известно, что в отличие от симпатической нервной системы, вызывающей сужение сосудов, парасимпатическая вызывает их расширение, но каким образом? Если симпатические волокна проникают в толщу сосуда и непосредственно подходят к их мышцам, а выделяемый этими волокнами передатчик нервных импульсов — норадреналин вызывает сокращения изолированных мышц сосудов, то все ясно. А вот волокна парасимпатических нервов к мышечному слою не подходят и заканчиваются в наружной оболочке сосудов. И ацетилхолин, передатчик парасимпатических импульсов, не только не действует на изолированные мышцы сосудов, но даже утрачивает сосудорасширяющий эффект при удалении внутренней оболочки, которая никакого отношения ни к нервам, ни к мышцам вообще не имеет. Загадка!

Начиная с 80-х годов прошлого века многие ученые в разных лабораториях занялись изучением этих непонятных явлений (см. «Наука и жизнь» № 7, 2001 г.). Не вдаваясь в историю и тонкости, отметим, что благодаря «элегантным» биохимическим и физиологическим исследованиям удалось установить несколько важных фактов.

Оказалось, что нитраты, вступая во взаимодействие в эндотелии сосудов с комплексом ферментов, частично переходят в нитриты с последующим выделением свободного NO — оксида азота, за счет которого и происходит расширение сосудов.

В физиологических условиях оксид азота образуется из аминокислоты аргинина с участием фермента NO-синтетазы. Аминокислота аргинин не является незаменимой, поскольку синтезируется во всех тканях организма. Ее недостаток возможен лишь при наследственном заболевании — цистинурии, при котором происходит ее избыточное выделение с мочой.

В результате активации парасимпатического нерва из его окончаний в наружной оболочке артерий выделяется ацетилхолин, который диффундирует через все слои сосуда до эндотелия (внутренней оболочки), где взаимодействует со специальным чувствительным к нему белком-рецептором — холинорецептором. Активация холинорецептора приводит к его взаимодействию с ферментом NO-синтетазой и образованию оксида азота. Последний проникает в мышечную оболочку сосуда, активируя фермент гуанилатциклазу. Этот фермент преобразует находящийся в мышце неактивный гуанозинмонофосфат (ГМФ) в активный циклический гуанозинмоно фосфат (цГМФ), который и является фактором, вызывающим расслабление гладкой мускулатуры сосудов. Оксид азота после этого быстро инактивируется, превращаясь в нитриты, цГМФ вновь переходит в неактивный ГМФ. Система возвращается в исходное состояние и ждет очередного прихода парасимпатического импульса.

На рисунке показана судьба всех участников регуляции сосудистого тонуса: оксид азота, окисляясь и включаясь в обмен веществ, образует многочисленные нитриты, цГМФ вновь превращается в ГМФ, но куда девается ацетилхолин? Этот вопрос как бы повис в воздухе, поскольку удаление ацетилхолина из реакции оказалось в стороне от «столбовой дороги» основного процесса. Такое положение показано на рисунке знаком вопроса. Автору этой статьи недавно удалось доказать, что в эндотелии сосудов существует фермент холинэстераза, который разрушает ацетилхолин после того, как он провзаимодействует с холинорецептором.

Тонус парасимпатических нервов, чувствительность NO-синтетазы и скорость инактивации оксида азота в разных тканях и органах различны. Они максимальны в сердце, мозге и половых органах. У мужчин парасимпатические импульсы вызывают эрекцию, а у женщин — набухание клитора и малых губ.

Совпадение, которое обещано в подзаголовке, состояло в том, что совершенно независимо от описанных работ американская фирма Pfizer начала работу по синтезу и внедрению нового препарата силденафил, предназначенного для лечения ангины. При клиническом испытании силденафила было установлено, что его побочным эффектом является возникновение стойкой эрекции. Руководители фирмы задумались и спросили у исследователей, в чем дело.

Тем временем Нобелевский комитет из всех ученых, занимавшихся проблемой оксида азота, выбрал трех, ставших лауреатами 1998 года: Роберта Ферчготта, Луиса Игнарро и Ферида Мурада, вклад которых в выяснение проблемы механизма действия нитроглицерина, регуляции сосудистого тонуса парасимпатической нервной системой и роли оксида азота действительно велик.

Очень скоро удалось выяснить, что силденафил обладает способностью замедлять распад циклического гуанозилмонофосфата и тем самым продлять его сосудорасширяющее действие, а следовательно, и усиливать эрекцию. 17 марта 1998 года фирма выпустила в продажу уже новый препарат под названием «виагра» для лечения импотенции. Новое лекарство быстро завоевало популярность. Вот так и произошло совпадение научного открытия с его немедленным промышленным использованием. А имена нобелевских лауреатов стали связывать не столько с наукой, сколько с практикой. Беды в этом нет, но ясность необходима во всем.