Отравляющие вещества удушающего действия

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

Введение

В настоящее время известно свыше 5 млн. химических соединений,

из которых 535000 признаны потенциально опасными. Во всем мире производится более 1 млн. Наименований химических средств в год, причем в промышленное производство, с/х и сферу быта ежегодно внедряется примерно 1000 новых химикатов.

неизбежному увеличению их транспортировки и объемов складирования.

Слайд № 1 «сфера применения ОВ СДЯВ удушающего действия в современной промышленности».

Военные врачи в практической деятельности могут сталкиваться с сильнодействующими ядовитыми веществами удушающего действия в результате разрушения промышленных объектов, хранилищ, складов.

Вещества, способные вызвать массовые отравления удушающего характера при разрушении химических объектов, мы разделили на следующие группы:

СЛАЙД № 2 «Классификация ОВ и СДЯВ удушающего действия»

1. Вещества с преимущественно удушающим действием:

а) со слабым прижигающим действием (фосген, дифосген, хлорпикрин, хлорид серы ),

б) с выраженным прижигающим действием ( хлор, треххлористый фосфор, оксихлорид фосфора).

1. Вещества обладающие удушающим и общеядовитым действием:

а) со слабым прижигающим действием ( окислы азота, сернистый ангидрид, сероводород),

б) с выраженным прижигающим действием ( акрилонитрит).

1. Вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак).

По строению, физико-химическим свойствам группа интересующих нас веществ весьма неоднородна, биологические эффекты ядов – многообразны.

Поэтому классифицировать их можно лишь на основе преимущественного синдрома, складывающегося при острой интоксикации. Большинство указанных в таблице соединений в малых концентрациях обладают сильным раздражающим действием, при повышении дозы яда развивается токсический отек легких. Многие препараты вызывают также нарушения энергетического обмена.

Некоторые вещества обладают и нейротоксическим действием.

Именно эти нарушения представляют наибольшую опасность для пострадавших: терапия именно этих состояний явится основой оказания помощи пораженным в случае формирования очагов заражения.

Учитывая актуальность проблемы, рассмотрим подробно физико-химические свойства, механизмы, патогенез интоксикации, методы лечения и меры профилактики интоксикаций ОВ и СДЯВ удушающего действия.

1. Физико-химические свойства, механизм действия, патогенез, клиника, патогенетическая и симптоматическая терапия веществ с преимущественно удушающим действием.

К этой группе относятся соединения, для которых главным объектом воздействия в организме являются дыхательные пути. Хотя при отравлении развивабтся существенные нарушения функций других органов и систем, гибель пострадавшего в основном связана с острым нарушением внешнего дыхания, а в основе патогенеза интоксикации лежит гипоксическая гипоксия.

Широко используют в промышленности и хозяйственной деятельности классические удушающие вещества: фосген, хлор, хлорпикрин. Особенно велики запасы хлора. Так, на водоочистительной станции крупного города может находиться более 10 тонн этого вещества. При разрушении такого объекта санитарные потери среди населения могут насчитывать несколько десятков человек.

Фосген (дихлорангидрид угольной кислоты) – бесцветный газ с запахом гнилых яблок, температура кипения 8,2 С , температура замерзания- 118 С , летучесть при 20 С 6370 мг/л, в газообразном состоянии в 3,5 раза тяжелее воздуха, в воде растворяется плохо, в органических растворителях – хорошо. Нейтрализуется аммиаком и щелочными веществами.

Дифосген ( трихлорметиловый эфир хлоругольной кислоты) – бесцветная жидкость с запахом гнилых яблок, удельный вес при 15 С - 1,64, температура замерзания – 57 С , температура кипения – 128 С , летучесть при температуре 20 С 120 мг/л, плотность по воздуху 6,9. Нейтрализуется щелочными веществами и аммиаком.

Хлорпикрин ( трихлорнитрометан) – бесцветная жидкость с острым запахом, удельный вес при 0 С 1,69, температура кипения 113 С , температура замерзания – 37 С , летучесть при 20 С 290мг/л. Для нейтрализации используют спиртовой раствор сульфида натрия. Токсичность фосгена и дифосгена достаточно высокая при их применении в виде паров.

Смертельная токсодоза α С t 100 5мг мин/л , средняя смертельная токсодоза α С t 50 3,2 мг мин/л, средняя выводящая из строя токсодоза α С t 50 1,6 мг мин/л.

Хлор – газ желто – зеленого цвета с резким запахом, тяжелее воздуха в 2,5 раза. Хорошо растворим в воде и некоторых органических растворителях. Хорошо адсорбируется активированным углем. Нейтрализуется водным раствором гипосульфита.

Раздражающее действие хлора проявляется при концентрации 0,01 мг/л, а вдыхание хлора в концентрации более 0,1 мг/л опасно для жизни. При ингаляции хлора в очень высоких концентрациях смерть наступает в течение нескольких минут от паралича дыхательного и сосудодвигательного центров. Менее изученным, но также чрезвычайно опасным, являются хлорид фосфора, оксихлорид фосфора и хлорид серы.

Треххлористый фосфор ( хлорид фосфора)- применяется для синтеза хлорпроизводных углеводородов, получения других производных фосфора.

Обладает мощным раздражающим действием. В высоких концентрациях вызывает сильное воспалительно-некротическое поражение покровных тканей. Кошки погибают при кратковременном вдыхании паров хлорида фосфора в концентрации 0,5 – 1,0 мг/л. У челоаека острое отравление развивается при вдыхании в течение нескольких минут паров PCL3 в концентрации 0,08 – 0,15 мг/л ( для сравнения: вдыхание фосгена в концентрации 0,1 – 0,3 мг/л в течение 15 – 30 мин. безусловно смертельно для человека).

Оксихлорид фосфора – применяется в производстве синтетических красителей и пластмасс. Обладает выраженным местным раздражающим и прижигающим действием. Белые крысы и мыши погибают после 4-х минутного вдыхания воздуха, зараженного парами POCL3 в концентрации 1 мг/л. У человека тяжелое отравление развивается при вождействии паров оксихлорида фосфора в концентрации 0,07 мг/л.

Вещества обладают мутагенной активностью.

Хлорид серы – применяется при вулканизации каучука, при получении CCL4, лаков, используется как инсектицид. Обладает умеренным раздражающим действием на слизистые дыхательных путей, органы зрения. Пары в концентрации 0,85мг/л убивают белых мышей в течение минуты.

Кошки при 15 – минутном воздействии паров хлорида серы в концентрации 0,24 мг/л погибают через несколько дней.

В течение интоксикации удушающими ядами принято выделять четыре периода:

1. период контакта с веществом;
2. скрытый период;
3. период токсического отека легких;
4. период осложнений.

Выраженность проявления и длительность каждого периода определяются видом вещества, его концентрацией в окружающем воздухе и временем пребывания пострадавшего в зараженной атмосфере.

Период контакта особенно сильно выражен при отравлении веществами, оьладающими прижигающим действием. При действии паров PCL3, POCL3, S2CL2 в высоких концентрациях возможна быстрая смерть отшокового состояния, вызванного химическим ожогом открытых участков кожи, слизистых верхних дыхательных путей, легких. Наблюдаетс сильная гиперемия, отек кожи лица, некроз конъюнктивы и роговицы, блефароспазм, сильный кашель с отделением кровянистой мокроты, коллапс. На вскрытии – ожег покровных тканей, некроз и отек слизистой полости рта , гортани, трахеи, бронхов, явления бронхопневмонии.

Легкие дегидратированы, уменьшены в размерах, белесоватого оттенка («алебастровые» легкие при отравлении хлором). Выявляются отек мозга, белковая дистрофия клеток печени, эпителия извитых канальцев почек. При действии яда в меньших концентрациях или при поражении веществами со слабо выраженным прижигающим эффектом симптомы интоксикации развиваются после скрытого периода.

Длительность периода зависит от многих факторов и колеблется в интервале от 1 до 24 часов, а иногда и до 48 часов. Основные проявления третьего периода ( токсического отека легких) – усиление одышки, носящей инспираторный характер, и появление кашля, сопровождающегося отделением пенистой кровянистой мокроты, количество которой постепенно увеличивается. У пострадавшего развивается цианоз ( синяя гипоксия), а в более тяжелых случаях кожа приобретает пепельный оттенок (серая гипоксия). Перкуторно определяется опущение нижних границ легких. Над грудной клеткой выслушиваются влажные хрипы. Максимального уровня процесс достигает к концу первых – началу вторых суток. С 3 – 4 дня заболевания токсический отек легких начинает разрешаться.

Возможна смерть на 8 – 15 – е сутки болезни. Наиболее часто ее причинами являются пневмонии и тромбоэмболические осложнения. В легких случаях отравления удушающими ядами наблюдаются: умеренное раздражение глаз и верхних дыхательных путей( иногда отсутствие явлений раздражения): на рентгенограмме – усиление легочного рисунка; при анализе крови – умеренный нейтрофильный лейкоцитоз.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПУЛЬМОНОТРОПНОГО ДЕЙСТВИЯ ЯДА:

Механизмы формирования токсического отека легких сложны. Полагают, что в основе этого синдрома лежат реакции со стороны многих органов и систем ( нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, выделительной, системы крови), связанные между собой по типу порочного круга. В течение процесса выделяют две фазы:

1. Острую или экссудативную.
2. Длительно текущую, пролиферативную.

Острая фаза сопровождается периваскулярным, перибронхиальным, интерстициальным и наконец, альвеолярным отеком, кровоизлияниями в легочную ткань некротическими изменениями ( различными по степени выраженности) эндотелия легочных капилляров и пневматоцитов 1 типа. Пролиферативная фаза характеризуется прогрессирующей резорбцией экссудата, утолщением альвеолярных мембран за счет гиперплазии интерстициальных клеток и относительно резистентных к действию удушающих ядов пневматоцитов 2го типа. Часто эти реакции приводят к серьезным изменениям структуры и функции легких, диффузному разрастанию соеденительной ткани эмфиземе.

В последнее время при объяснении механизмов развития токсического отека легких, большое значение придают местным нарушениям, возникающим при действии удушаюших ядов непосредственно в легочной ткани.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ЛЕГКИХ (см. Сххему).

В легких экспериментальных животных, подвергшиххся воздействию удушающих веществ, прежде всего происходят изменения эндотелиальных клеток легочных капилляров. Электронномикроскопические исследования позволили выявить нарушения структуры плазматической мембраны клеток и внутриклеточных органов.

Часто наблюдается поражение бронхиального мерцательного эпителия, что выражается в гиперплазии клеток и потере ими ворминок.

Альвеолярный эпителий довольно резистентен к действию удушающих веществ. Большей чувствительностью обладают пневматоциты 1 типа.

С Л А Й Д № 3 (ГВИДОТТИ, 1980г.)

«НЕКОТОРЫЕ ЭТАПЫ ПАТОГЕНЕЗА ТОКСИЧЕСКОГО ОТЕКА ЛЕГКИХ»

Одночасовое воздействие NO2 сопровождается изменением конформации коллагена и эластина белков соединительной ткани легких. Реакция обратима: уже через 24 часа наблюдается восстановление структуры белков. Полагают, что конформационные изменения имеют значение для формирования аутоантител к легочной ткани пораженного.

Даже кратеовременное действие удушающих ядов сопровождается угнетением сукцинатдегидрогеназы и цитохромоксидазы легочной ткани (основные дыхательные ферменты клеток). В крови повышается активность трансаминаз, лактатдегидрогеназы.

Практически любое вещество, обладающее удушающим действием, способно повреждать липиды. Важность этого явления очевидна, так как липиды – основной компонент биологических мембран, в легких же они выполняют функцию регулятора силы поверхностного натяжения внутри альвеол (сурфактанта).

Установлено, что даже кратковременное воздействие удушающих веществ сопровождается повреждением низкомолекулярной пленки, скомпанованной из яичного лецетина. Это вырвжается в увеличении силы поверхностного натяжения искусственной мембраны. Пленки из дипальмитоилсерина – основной составной части легочного сурфактанта – такой реакции не дают. Установлено, что действие ядов на липиды связано со способностью этих веществ активировать реакцию окисления ненасыщенных двойных связей в молекулах жирных кислот. Слабый эффект на дикаль и лецитины объясняют тем, что калимитиновая кислота не содержит ненасыщенных связей.

Отчетливое снижение содержания сурфактанта в легких отравленных животных вероятно связано с нарушением синтеза этого вещества.

Повреждающее действие пульмонотропных ядов на молекулярном уровне в настоящее время связывают со свободнорадикальной атакой перекисных соединений, образующихся в легочной ткани при отравлении. Образование перекисных соединений – нормальный процесс, обусловленный течением окислительно-восстановительных реакций. В норме содержание короткоживущих реагентов поддерживается на низком уровне благодаря функционированию специальной системы биологической защиты ткани. Эта система включает антиоксидантные энзимы: супероксиддисмутазу, глутатионпероксидазу, каталазу и другие соединения (витамин С, глутатион, цистеин). Подавление активности системы или ее разрушение приводит к лавинообразному нарастанию в тканях перекисных соединений. Повидимому, этот феномен имеет место при действии удушающих ядов. Перекисные соединения обладают множественной биологической активностью: инактивирует энзимы содержащие SH - группы, взаимодействует с ДНК, нарушая ее структуру, вызывают перекисное окисление липидов, что сопровождается разрушением клеточных мембран. Большое значение при объяснении механизмов связывающих мембранотропное действие ядов с их цитотоксическим эффектом придают нарушениям со стороны циклического аденозинмонофосфата (ц-АМФ). Разрушение клеточной мембраны сопровождается подавлением активности аденилатциклазы. Падает содержание ц-АМФ, регулирующей водный обмен в клетках. Вода накапливается в клетке; развивается осмотический шок, сопровождающийся разрывом лизосом. Выход лизосомальных ферментов в клетку вызывает ее аутолиз.

Наблюдения, подтверждающие эту трактовку механизма цитотоксического действия, сводятся к следующему:

• снижается содержание ц-АМФ в оттекающей от легких крови после воздействия удушающих ядов ;
• можно предотвратить развитие токсического отека легких (в эксперименте) путем длительного введения животному дибутери - ц-АМФ;
• при токсическом отеке легких терапевтической активностью обладают вещества, повышающие содержание ц-АМФ в тканях (простогландин Е, теофилин, дексаметазон).

Таким образом, повреждение макромолекул приводит к гибели клеток. Это сопровождается нарушением целостности барьера между плазмой крови и полостью альвеол.

Развивается токсический отек легких. Теория свободнорадикальной атаки объясняет особую чувствительность эндотелия капилляров легких к действию удушающих веществ.

Мембранные структуры этих клеток и со стороны интерстициальной ткани омываются жидкой фазой – средой, где формируются перекисные радикалы.

Кроме того, клетки крови, постоянно вступая в контакт с эндотелием, являются дополнительными источниками свободных радикалов (О).

Эпителиальные клетки альвеол отделены от крови эндотелием капилляров и интерстициальной тканью. Другая поверхность клетки контактирует с газовой фазой полости альвеол. В данном случае вероятность свободнорадикальной атаки существенно ниже.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕРАПИИ ТОКСИЧЕСКОГО

ОТЕКА ЛЕГКИХ

Этиотропных средств оказания помощи пораженным ( антидотов) нет. Поэтому усилия врача должны быть направлены на выбор и рациональное использование эффективных средств патогенетической и симптоматической терапии:

1. борьба с явлениями кислородной недостаточности;
2. мероприятия, направленные на предупреждение или лечение токсического отека легких;
3. нормализация деятельности сердечно-сосудистой системы;
4. борьба с патологическими изменениями крови;
5. предупреждение развития вторичной инфекции;
6. борьба с осложнениями.

Борьба с кислородным голоданием осуществляется следующими средствами:

• уменьшением потребности в кислороде, для чего пострадавшим назначают строгий постельный режим, обеспечивают согревание, припсихомоторном возбуждении, повышенной двигательной активности, болевом синдроме рекомендуют назначать 10 –15 мг морфина, но при этом необходимо следить за дыханием ( барбитураты, аминозин, атропин, антигистаминные препараты противопоказаны);
• увеличением поступления кислорода, для чего в настоящее время рекомендуют вдыхание 40-50 % кислородно-воздушной смеси (чистый кислород противопоказан);
• облегчением усвоения кислорода путем борьбы с вспениванием отечной жидкости, заполняющей дыхательные пути ( для пеногашения рекомендуется кратковременное вдыхание паров этилового спирта).

Оптимальными средствами, предотвращающими развитие токсического отека легких, следует считать глюкокортикоиды. До настоящего времени широкому использованию этих препаратов для борьбы с интоксикацией мешали два фактора:

1. неэффективность средств в период развившегося токсического отека легких;
2. боязнь использовать средства до появления симптомов развившегося отека из-за высокого побочного действия препаратов, примененных в больших дозах.

В последние годы появились ингаляционно вводимые глюкокортикоиды, в основном депонируемые в легочной ткани и чрезвычайно медленно, и в малом количестве поступающие во внутренние среды организма ( дексаметазон – 21 – изоникотинат), что открывает широкие перспективы использования этой группы для оказания помощи пораженным удушающими ядами. С целью предупреждения развития токсического отека легких по прежнему рекомендуют кровопускание из вен конечностей ( 300-400 см3крови).

Противопоказаниями к проведению процедуры являются: сердечная недостаточность, угнетение функций ЦНС и коллапс.

Показано введение препаратов кальция, аскорбиновой кислоты, глюкозы. Мероприятия симптоматической терапии проводятся по общим схемам.

Физико-химические свойства, механизм действия, патогенез, клиника, патогенетическая и симптоматическая терапия веществ, обладающих удушающим и общеядовитым действием.

АЗОТНАЯ КИСЛОТА И ОКИСЛЫ АЗОТА

Азотная кислота и окислы азота относятся к чрезвычайно ядовитым соединениям. Кратковременное пребывание человека в атмосфере, содержащей двуокись азота в концентрации 0,2-0,3 мг/л, связано с опасностью для жизни, а в концентрации 0,4-0,5 мг/л двуокись азота вызывает быструю смерть. Пары азотной кислоты примерно на 25% токсичнее двуокиси азота.

Нарушения, вызываемые в организме парами азотной кислоты и окислами азота, имеют смешанный генез. С одной стороны, они являются следствием местного действия этих соединений на ткань легких и дыхательные пути и возникающих параллельно сложных рефлекторных расстройств, а с другой – возможно резорбтивное действие этих агентов. Первое обязано в основном двуокиси и ее аналогу – четырехокиси азота, второе – главным образом окиси азота.

Ведущим проявлением интоксикации NO2 и NO4 является токсический отек легких, интоксикации NO – мозговые и сердечно-сосудистые расстройства, а также метгемоглобинемия.

Основными факторами, участвующими в формировании отека легких, как и при поражениях ОВ удушающего действия, являются нарушения проницаемости стенки сосудов легких, увеличение их порозности, расстройства водного обмена, ряд нервно-эндокринных расстройств. Резорбтивное действие этих веществ состоит в том, что окислы азота, поступая в дыхательные пути, под влиянием влаги превращаются в азотную и азотистую кислоты. Последние тотчас же реагируют со щелочами тканей, образуя нитриты и нитраты. Всасываясь в кровь, эти вещества (главным образом нитриты) вызывают угнетение центральной нервной системы, снижение артериального давления, метгемоглобинообразование. Возможны и другие проявления резорбции: гемолиз, миокардиодистрофия, токсические гепатиты и пр.

КЛИНИКА

При попадании на кожу азотная кислота вызывает химический ожег. Ожеговая поверхность имеет характерную желтую окраску ( ксантопротеиновая реакция). По аналогии с термическими ожегами целесообразно выделять четыре степени поражения: 1степень – эритема, 2 степень – образование пузыря ( который, впрочем может и отсутствовать), 3 степень-различной глубины некрозы кожи, 4 степень – некротические изменения, распространяющиеся за пределы кожи.

Реактивный процесс при поражениях кислотой выражен слабо, клеточная реакция незначительна, регенерация тянется вяло и долго. Достаточно обширные ожоги кожи сопровождаются возникновением общих явлений: субфебрильной, иногда высокой температурой тела, некоторым ускорением СОЭ, небольшой гемоконцентрацией, умеренным нейтрофилезом с палочкоядерным сдвигом, лимфопенией. У пострадавших уменьшается количество мочи, в моче появляются следы белка, умеренная оксалато и фосфатоурия, в первые дни заболевания возможно уменьшение хлоридов. Возможно развитие тяжелого ожегового шока.

Средняя продолжительность потери трудо и боеспособности составляет при ожогах 1 степени 2-3 дня, 2 степени – 10-12 дней, 3-4 степени при консервативном лечении 50-60 дней.

Чрезвычайно опасно попадание азотной кислоты в глаза. Ожог глаз кислотой следует рассматривать как тяжелое поражение, и прогноз всекда делать с осторожностью, так ка даже при ожогах, которые в первое время кажутся легкими, может наступить обширное омертвение роговицы в следствие расстройства ее питания.

Клиника ингаляционного отравления вариабельна.

При преобладании во вдыххаемом воздухе окиси азота на первый план выступают мозговые и сердечно-сосудистые расстройства, а также метгемоглобирообразование. Для воздействия двуокиси и четытехокиси азота характерно возникновение поражения органов дыхания с развитием токсического отека легких.

Привдыхании этих веществ в высоких концентрациях быстро развиваются симптомы асфиксии, возникают судороги, останавливается дыхание и наступает смерть, являющаяся следствием нарушения (стаза) кровообращения в малом круге.

В типичных случаях клиника острого ингаляционного отравления напоминает картину отравления ОВ удушающего действия. От последней ( в частности, от интоксикации фосгеном и дифосгеном) ее отличают более выраженный рефлекторный период с резкими нарушениями дыхания и сердечной деятельности, вплоть до их остановки; более часто развивающиеся коллаптоидные состояния; реальная возможность возникновения химического ожога легких; иногда метгемоглобинообразование.

Существенным отличием является также комбинированный характер поражения, наблюдаемый подчас при воздействии HNO3 и окислов азота.