Токсикология экстремальных ситуаций
22-01-2018, 10:56. Разместил: admin
Целью токсикологии экстремальных ситуаций и медицинской защиты от радиационных и химических поражений является предупреждение или ослабление поражающего воздействия на человека ионизирующих излучений и отравляющих веществ путем проведения профилактических мероприятий с применением медицинских средств защиты.
По данным ВОЗ, широко распространены и находятся в ежедневном обращении более 40 тыс. химических соединений. Согласно некоторым оценкам, в мире насчитываются десятки тысяч объектов, на которых производят или используют токсичные соединения. Это предприятия нефтеперерабатывающей, фармацевтической, химической индустрии, заводы по выпуску пестицидов, продуктов бытовой химии и т. д. Количество изученных на сегодняшний день физиологически активных веществ, свойства которых позволяют рассматривать их как потенциальные средства химической агрессии, составляет не один десяток. Источником таких веществ и информации об их биологической активности являются исследования в области фармакологии, поиск новых высокоэффективных пестицидов, токсикологические исследования по оценке опасности новых промышленных веществ, появляющихся в ходе внедрения новых технологических процессов и т. д.
Важнейшим элементом обеспечения химической безопасности являются медицинские мероприятия по сохранению жизни, здоровья и военно-профессиональной работоспособности в условиях действия экологических, профессиональных (в мирное время) и поражающих (в военное время) факторов химической природы.
Поэтому каждый врач должен глубоко знать вопросы медицинской защиты от радиационных и химических поражений, а также понимать сущность патологических процессов, возникающих при действии боевых отравляющих веществ и ионизирующего излучения, уметь их распознавать. Эти знания должны послужить основой для практической деятельности врача при проведении им профилактических и лечебно-эвакуационных мероприятий при организации медицинской помощи на этапах медицинской эвакуации
Раздел 1. Токсикология экстремальных ситуаций
1.1. Задачи токсикологии экстремальных ситуаций
Токсикология– наука, изучающая закономерности развития и течения патологического процесса (отравления), вызванного воздействием на организм человека или животного ядовитых веществ.
Возраст токсикологии принято приравнивать к возрасту медицины. В одном из наиболее древних литературных источников медицины – Эберском папирусе (1500г. до н.э.) содержится информация о ядовитых растениях, многие из которых позже стали использоваться в качестве лекарств или оружия. На основании анализа трудов Гиппократа можно сделать вывод, что уже в Древней Греции был известен способ лечения отравления, предусматривающий уменьшение всасывания яда. Обстоятельные сведения о ядах и отравлениях содержатся в более поздних древнегреческих источниках Аристотеля, Теофраста, Никандра.
В эпоху Средневековья, за почти 1000-летний период, токсикология практически не сдвинулась с места в своем развитии. В это время болезни считались или божьей карой, или дьявольскими кознями.
Дальнейшее развитие токсикология получила в эпоху Возрождения. Выдающийся ученый эпохи Возрождения Парацельс – Филипп Ореолус Теофаст Бомбаст фон Гогенгейм (1493–1541 гг.), заложил основы токсикологии как науки и доказал, что яд есть химическое вещество определенной структуры, от которой зависит его токсичность, а от лекарства он отличается только дозой.
Несмотря на то, что задачи предупреждения и лечения отравлений волновали человечество буквально с момента его возникновения, становление токсикологии как науки произошло лишь в начале XIX века. Сегодня мы считаем основоположником современной токсикологии профессора Мэтью Джозефа Бонавентуру Орфилу (1787–185Згг.). В 1814 году он опубликовал свой труд «Трактат о ядах», где впервые дал определение токсикологии как самостоятельной науки о токсических свойствах химических веществ. Он первым попытался определить закономерность в отношениях между физико-химическими свойствами и биологическим действием известных ему ядов в эксперименте.
В России большой вклад в создание научной токсикологии внес Г.И.Блосфельд (1798–1894), заведовавший кафедрой судебной медицины Казанского университета. Он впервые ввел преподавание токсикологии как самостоятельной дисциплины и создал первое оригинальное руководство по судебной токсикологии.
Много внимания диагностике отравлений и изучению их патогенеза уделяли ученые Юрьевского (г. Тарту – Эстония) университета. Здесь Р.Коберт открыл способность метгемоглобина вступать в связь с синильной кислотой, что позволило предложить метгемоглобинобразователи в качестве антидота при отравлении цианидами.
Возникновение в конце XIX века экспериментальной медицины, рожденной трудами К.Бернара (1813–1878), М.И.Сеченова (1828–1905), И.П.Павлова (1849–1936) и других выдающихся ученых- естествоиспытателей, позволило токсикологии полностью встать на научную основу. Эти ученые оставили яркие образцы истинно научного подхода к токсикологическим свойствам ряда веществ и положили начало экспериментальной (теоретической) токсикологии, наиболее полно развитой в трудах их учеников и последователей (Е.В.Пеликана, И.М.Догеля и др.).
Большое влияние на развитие клинической токсикологии оказали исследования ведущих отечественных фармакологов и токсикологов, в первую очередь ленинградской школы, возглавляемой А.Н.Лихачевым (1866–1942). Наиболее заметными оказались работы В.М.Карасика (1894–1964), посвященные патогенезу и методам лечения острых отравлений метгемоглобинобразующими ядами, Н.В.Лазарева (1895–1974), создавшего учение о наркотиках как ядах и лекарствах. Большое значение имеют работы С.Н.Голикова, С.Д.Заугольникова, М.Я.Михельсона и других видных ленинградских токсикологов.
Киевская школа токсикологии представлена работами А.И.Черкес (1894–1974) по острым отравлениям соединениями тяжелых металлов. Для клинической практики был предложен антидот унитиол, во многом превосходящий зарубежные аналоги. Отечественная токсикология этого времени известна исследованиями патогенеза и лечения токсического отека легких (А.В.Тонких, 1949), а также острых отравлений многими промышленными ядами (Н.С.Правдин, 1939). Несмотря на фрагментарность клинических исследований по токсикологии в довоенный период (ВОВ), некоторые работы имели определенное значение для развития этой науки.
Следующий этап развития клинической токсикологии в СССР был связан с проведением в 1968г. I-ой Всероссийской научно- практической конференции по токсикологии, были представлены основные итоги и намечена программа дальнейших исследований острых отравлений. Важным решением этой конференции стало признание необходимости создания специализированной службы для лечения острых отравлений. В 1963г. был открыт специализированный центр по лечению острых отравлений при НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифосовского в г. Москве. За рубежом первые специализированные центры по лечению отравлений были открыты в 1949г. в Копенгагене и Будапеште. В 1964г. была учреждена Европейская ассоциация токсикологических центров и клинических токсикологов.
В настоящее время в Республике Беларусь созданы специализированные Центры (республиканский, областные) по лечению острых отравлений. Они предназначены для оказания квалифицированной и специализированной медицинской помощи больным острыми экзогенными отравлениями химической этиологии, а также осуществления организационно-методической, консультативной и научной работы, подготовки кадров.
Предмет, цель, задачи токсикологии, токсикологии экстремальных ситуаций (военной токсикологии).
Предметом науки токсикологии является токсичность химических веществ и токсический процесс, развивающийся в организме.
Практически всем веществам окружающего нас мира присуща токсичность. Действие веществ называют токсическим, если оно приводит к патологическим изменениям в организме. Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве они оказывают повреждающее действие на организм, тем они токсичнее (ядовитее). В основе токсического действия веществ лежит их взаимодействие с биологическим объектом на молекулярном уровне.
Токсичность– это способность химических веществ, действуя в определенных дозах и концентрациях, вызывать патологические изменения в организме.
Токсическим процессомназывается формирование и развитие реакций организма под действием химических веществ, приводящее к его повреждению или гибели.
Токсический процесс проявляется в таких формах:
•Интоксикации– болезни химической этиологии (острые, подострые, хронические). Интоксикация – патологический процесс, связанный с нарушением химического гомеостаза вследствие взаимодействия различных биохимических структур организма с токсическими веществами экзо- или эндогенного происхождения.
•Транзиторные токсические реакции– быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния, сопровождающиеся временным нарушением дееспособности (например, раздражение слизистых оболочек);
•Аллобиотические состояния– обусловленное действием химического фактора изменение чувствительности организма к инфекциям, химическим, лучевым и т. д. нагрузкам (аллергизация организма, иммуносупресия, фотосенсибилизация и др.).
•Специальные токсические процессы– формируются как результат острого, подострого, но чаще – хронического воздействия химических веществ. К их числу относятся химический канцерогенез, тератогенез, нарушение репродуктивных функций и др.
Объектом воздействия ядов могут быть растения, животные, организм человека. В связи с этим выделяют разделы токсикологии, в рамках которых изучают токсичность веществ для данных биологических объектов и особенности течения токсического процесса – фитотоксикология, ветеринарная токсикология, медицинская токсикология.
Предметом исследования медицинской токсикологии является токсичность химических веществ для организма человека.
Цель медицинской токсикологиизаключается в непрерывном совершенствовании системы мероприятий, средств и методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека и населения в целом в условиях повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях.
Эта цель достигается путём решения задач, стоящих перед токсикологией.
Задачи токсикологии:
1. Установление количественных характеристик токсичности, причинно-следственных связей между действием химического вещества на организм и формой токсического процесса. Раздел токсикологии, решающий эту задачу называется – «Токсикометрия».
2. Изучение проявлений токсического процесса (интоксикаций и др.); изучение механизмов токсического действия химических веществ, закономерностей формирования патологических состояний. Эта задача решается в рамках раздела токсикологии – «Токсикодинамика». Данные о токсикодинамике химических веществ лежат в основе разработки методов профилактики и лечения отравлений, методов предупреждения других форм токсического процесса.
3. Исследование механизмов поступления ядов в организм, закономерностей их распределения, метаболизма и выведения. Эта задача решается в разделе токсикологии – «Токсикокинетика». Знания токсикокинетики ядов необходимы для разработки мер профилактики отравлений; диагностики интоксикаций; совершенствовании методов детоксикации организма, разработке противоядий и схем их оптимального использования.
4. Изучение факторов, влияющих на токсичность веществ (особенности организма, свойств токсиканта; особенности их взаимодействия; условия окружающей среды). Это позволяет уточнить наши представления о химической опасности и разработать систему мер, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и работоспособности людей, контактирующих с химическими вредностями.
Задачи, стоящие перед токсикологией, решаются в ходе экспериментальных исследований на животных и в процессе лечения людей, а также эпидемиологических исследований среди профессиональных групп и населения, подвергшихся действию токсикантов.
Структура токсикологии.
Медицинская токсикология представлена следующими основными направлениями.
Профилактическая токсикология– изучает токсичность новых химических веществ, устанавливает критерии их вредности, обосновывает и разрабатывает ПДК ядов, нормативно-правовые акты, обеспечивающие сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности населения в условиях химических воздействий; осуществляет контроль за их соблюдением.
Клиническая токсикология– занимается совершенствованием методов диагностики и лечения интоксикаций.
Экспериментальная токсикология– изучает закономерности взаимодействия токсикантов с организмом (зависимости: «доза токсиканта – эффект», «строение токсиканта – эффект», «условия взаимодействия – эффект»); разрабатывает новые средства диагностики, профилактики и лечения различных форм токсического процесса.
С учетом условий наиболее вероятного воздействия токсических веществ на организм человека в медицинской токсикологии выделяют:
• промышленную токсикологию;
• сельскохозяйственную токсикологию;
• коммунальную токсикологию;
• военную токсикологию;
• и другие (авиационная, космическая и т. д.).
С 22 апреля 1915 г. началась эпоха современных средств массового уничтожения: в этот день войсками Германии был применен газообразный хлор. В ходе военных действий на фронтах первой мировой войны (1914–1918гг.) было применено около 130 тыс. тонн высокотоксичных ядов примерно 40 наименований. В итоге 1,3 млн. человек получили поражения, из них более 100 тыс. погибли. Важно отметить, что, создав химическое оружие, воюющие страны оказались практически неподготовленными к защите от него и к оказанию помощи пораженным.
Это послужило поводом для быстрого формирования нового направления военной медицины – санитарно-химической защиты. Началась масштабная, хорошо организованная многоплановая по содержанию научная работа, в горниле которой сформировалось новое направление -военная токсикологиякак раздел общей токсикологии.
У истоков становления и развития военной токсикологии в СССР стояли специалисты различного профиля: организаторы здравоохранения Б.К.Леонардов, позже Б.С.Синтюрин, клиницист Н.Н.Савицкий, гигиенисты В.А.Виноградов-Волжинский и И.П.Ласточкин, патологоанатом С.С.Вайль, фармакологи С.В.Аничков, М.Д.Машковский, А.И.Черкес, ветеринар Н.А.Сошественский. В этот период была дана подробная токсикологическая характеристика ОВ, применявшихся в годы первой мировой войны, сформулированы основные принципы медицинской защиты от химического оружия.
В годы второй мировой войны химическое оружие применяли в крайне ограниченных масштабах. Тем не менее работы по созданию новых образцов ОВ не прекращались. В фашистской Германии, а позже и в других странах были созданы чрезвычайно токсичные боевые фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ), что вновь стимулировало военно-токсикологические исследования.
Неоценимый вклад в развитие военной токсикологии в СССР после Великой Отечественной войны внесли Ю.В.Другов, С.Н.Голиков, Н.В.Саватеев, С.Д.Заугольников, Г.А.Сафронов и многие другие. По проблеме медицинской защиты от химического оружия (в условиях секретности) работали большие коллективы высококвалифицированных ученых крупных научно – исследовательских центров страны (Института токсикологии МЗ СССР, Военно-медицинской академии, НИИ военной медицины, Киевского НИИ фармакологии и токсикологии, военных кафедр институтов, лабораторий различных научно-исследовательских учреждений). На базе проведенных исследований сложилась современная система организации санитарно-химической защиты войск от химического оружия.
В 1925г. на международной конференции в Женеве был подписан протокол о запрещении применения отравляющих веществ (СССР присоединился к протоколу в 1927г., США, Япония и ряд других стран от ратификации протокола отказались). Женевский протокол был принят с оговоркой, позволяющей использование ОВ для ответного удара, если подписавшая это соглашение страна станет объектом химического нападения. Следовательно, этот протокол является соглашением, запрещающим лишь одностороннее применение на войне ОВ.
По инициативе СССР в 1969г. на XXIV сессии Генеральной ассамблеи ООН было внесено предложение о запрещении разработки, производства и накопления химического и бактериологического (биологического) оружия. ООН вынесла по этому предложению положительную резолюцию. И, только, в 1993г. была принята Парижская конвенция «О запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия». Конвенцию подписали более 150 государств. В соответствии с принятыми документами в ближайшие 10 лет предполагается уничтожить все запасы химического оружия на планете.
Конвенция, безусловно, является большим шагом вперед в направлении избавления человечества от угрозы массового истребления. Тем не менее, Конвенция пока не позволяет полностью исключить вероятность применения химического оружия. Оружие будет находиться в распоряжении некоторых государств-участников еще в течение 10 – 15 лет после вступления Конвенции в силу, пока не будут уничтожены все его запасы. Кроме того, им могут обладать государства, не присоединившиеся к Конвенции.
Незапрещенными являются разработка и накопление оружия несмертельного действия – полицейские газы, вызывающие при определенных условиях смертельные поражения.
Конвенция, запрещая разработку, производство, накопление и применение ОВ, умалчивает о фитотоксикантах – средствах борьбы с растительностью. Вместе с тем хорошо известно, что такие вещества есть на вооружении в армиях некоторых стран. Они показали свою «эффективность» в локальных войнах и вооруженных конфликтах. Достаточно вспомнить медицинские последствия применения широко известной «оранжевой смеси» во Вьетнаме (1961–1972 гг. пострадало от гербицидов 2 млн. человек, из которых более 250 тысяч погибло).
Основными причинами сохранения высокого уровня военно- химической опасности в настоящее время являются:
1. Достижения современной химии в области органического синтеза,
2. Беспрецедентный рост масштабов химического производства в мирных целях,
3. Огромное разнообразие созданных химических веществ, а также разрабатываемых новых синтетических веществ, многие из которых обладают высокой токсичностью.
Проблемы химической опасности мирного времени связаны с ростом вероятности аварий на химически опасных объектах, потенциальной опасностью применения отравляющих веществ с террористическими целями. Это является следствием «химизации» всех сфер человеческой деятельности. Так, в Европе ежегодно производится: мышьяка – 0,5 млрд. смертельных доз для человека; бария – 5 млрд.; фосгена, аммиака и синильной кислоты – 100 млрд.; хлора – 10000 млрд. смертельных доз.
По мнению зарубежных экспертов, промышленно развитые страны в случае выхода из Конвенции способны, опираясь на возможности своей химической индустрии, восстановить необходимый военно-химический потенциал всего за несколько месяцев, наработав нужное количество не только широко известных ОВ, но и новые токсиканты.
Поэтому химическое разоружение ни в одной стране мира пока не привело к сокращению работ в области противохимической защиты (ПХЗ). Так, все виды вооруженных сил США имеют программы совершенствования средств ПХЗ, учитывающие их специфику. Кадры военных специалистов, научный персонал и научные центры, лабораторная и полигонная базы, задействованные в военно-химических программах, рассматриваются как национальные ресурсы, необходимые для обеспечения защиты Вооруженных сил и населения в случае химической угрозы.
Важнейшим элементом обеспечения химической безопасности армии является проведение медицинских мероприятий по сохранению жизни, здоровья и военно-профессиональной работоспособности личного состава войск в условиях как профессиональных (в мирное время), так и поражающих (в военное время) факторов химической природы.
Военная токсикология изучает патологию, клинику, профилактику и лечение поражений отравляющими и другими ядовитыми веществами, применяющимися в условиях деятельности армии.
Предметом изучения военной токсикологии является токсичность веществ, способных при экстремальных ситуациях вызвать массовое поражение людей, а также токсические процессы, формирование которых у личного состава войск приводит к снижению их боеспособности.
Цель военной токсикологии заключается в совершенствовании системы медицинских мероприятий, средств и методов, обеспечивающих предупреждение или ослабление действия ОВ при экстремальных ситуациях, а также сохранение жизни, восстановление здоровья и боеспособности личного состава войск.
Задачи военной токсикологии:
1. Изучение токсичности ОВ, их механизма действия, патогенеза интоксикации, проявлений токсического процесса;
2. Совершенствование методов диагностики и лечения пораженных ОВ;
3. Создание медикаментозных и иных средств профилактики и оказания помощи пораженным ОВ;
4. Разработка нормативно-правовых актов, направленных на обеспечение химической безопасности личного состава войск.
Понятие о ядах и отравляющих веществах
В зависимости от того, в каком количестве действует то или иное химическое вещество, оно может являться или индифферентным для организма, или лекарством, или ядом. При значительном превышение дозы лекарство становится ядом (например, отравление атропином). В то же время такой яд, как мышьяк, в малых дозах входит в состав различных лекарственных препаратов. Лечебным действием обладает и известное боевое отравляющее вещество иприт: разбавленный в 20 тысяч раз вазелином, этот яд военной химии применяется под названием «псориазин» в качестве средства для лечения чешуйчатого лишая. С другой стороны, постоянно поступающие в организм с пищей или вдыхаемым воздухом вещества становятся вредными для человека, когда они вводятся в непривычно больших количествах или при измененных условиях внешней среды. Это можно видеть на примере поваренной соли, если увеличить ее концентрацию в организме по сравнению с обычной в 10 раз, или – кислорода, если вдыхать его под давлением, превышающим нормальное в несколько раз. Следовательно, понятие «яд» носит не столько качественный, сколько количественный характер. При тех или иных условиях любое вещество может стать ядом. Впервые на это указал Парацельс (XV в.): «Всё есть яд. Ничто не лишено ядовитости. И только доза отличает яд от лекарства».
В начале XIX века основоположник научной токсикологии Матео Жозе Бонавентура Орфила писал: «Яд – вещество, которое в малом количестве, будучи приведенным в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь». В этом определении подчеркивается одна важная, по мнению автора, характеристика ядов: малое количество вещества, необходимое для развития отравления. Однако понятие «малого количества» носит весьма субъективный характер. Существуют яды (ботулотоксин) вызывающие смерть человека в дозе нескольких нанограммов. В то же время, такой распространенный яд как этиловый спирт вызывает отравление в дозе нескольких сотен грамм. В настоящее время человечеству известно около 10 млн. химических соединений. Ежегодно этот перечень увеличивается примерно на 1 тыс. наименований. Большая часть этих химических соединений может стать причиной отравления человека. Подобное обстоятельство ставит под сомнение возможность выделить из всей совокупности химических веществ окружающего мира, некую группу, обозначаемую как «яд». В наиболее категоричной форме эта мысль была выражена еще в XIX веке французским судебным врачом Тардье: «Ядов в научном смысле слова нет».
Хотя дать научное определение понятию «Яд» не представляется возможным, вполне обоснованным можно считать следующее утверждение: ядом становится любое химическое вещество, если при взаимодействии с организмом оно вызывает интоксикацию или гибель.
Токсикант– более широкое понятие, чем яд. Оно употребляется для обозначения веществ, вызывающих не только интоксикацию, но и другие формы токсического процесса.
Токсин– токсическое вещество природного происхождения (растительного, животного, микробного).
Ксенобиотик– чужеродное (т. е. не участвующее в пластическом или энергетическом обмене) вещество, попадающее в организм.
Боевое отравляющее вещество(БОВ) – это химическое соединение, обладающее определенными токсическими и физико- химическими свойствами, обеспечивающими при его боевом применении поражение живой силы противника, а также заражение воздуха, обмундирования, вооружения, военной техники, продовольствия, воды и местности.
Цель применения БОВ заключается в уничтожении противника или выведении его из строя в результате нарушения дееспособности и причинения ущерба здоровью. БОВ обладают самыми разнообразными физическими, химическими и токсическими свойствами. Далеко не каждое высокотоксичное соединение может рассматриваться как потенциальное БОВ. К числу основных требований, предъявляемых к боевым ОВ относятся:
1. способность действовать на разные органы и системы организма;
2. быстрота или, напротив «коварство» действия (наличие продолжительного скрытого периода);
3. отсутствие органолептических характеристик;
4. большая продолжительность заражающего действия;
5. трудность распознавания причины поражения с помощью различных методов анализа;
6. удобство боевого применения;
7. устойчивость при хранении;
8. дешевизна производства и т. д.
Химическое оружие(ХО) – одно из видов оружия массового уничтожения (ОМУ), поражающее действие которого основано на использовании БОВ. Химическое оружие – это боевые отравляющие вещества и средства их применения (боеприпасы). Химическое оружие предназначено для поражения живой силы противника, снижения его боеспособности, а также для затруднения (дезорганизации) боевой деятельности войск и объектов тыла.
Сильнодействующие ядовитые вещества(СДЯВ) – это химические вещества являющиеся потенциальными агентами формирования очагов массовых санитарных потерь при авариях на промышленных объектах.
Пути поступления ядов в организм.
Выделяют следующие пути поступления ядов в организм:
1. Пероральный;
2. Ингаляционный;
3. Перкутанный (через неповрежденную и поврежденную кожу);
4. Через слизистые оболочки (конъюнктива глаза);
5. Парентеральный.
Одним из распространенных способов поступления токсичных веществ в организм является пероральный. Ряд ядовитых жирорастворимых соединений – фенолы, некоторые соли, особенно цианиды – всасываются и поступают в кровь уже в полости рта.
На протяжении желудочно-кишечного тракта существуют значительные градиенты рН, определяющие различную скорость всасывания токсичных веществ. Токсичные вещества в желудке могут сорбироваться и разбавляться пищевыми массами, в результате чего уменьшается их контакт со слизистой оболочкой. Кроме того, на скорость всасывания влияют интенсивность кровообращения в слизистой оболочке желудка, перистальтика, количество слизи и т. д.
В основном всасывание ядовитого вещества происходит в тонкой кишке, содержимое которой имеет рН 7,5 – 8,0. Колебания рН кишечной среды, наличие ферментов, большое количество соединений, образующихся в процессе пищеварения в химусе на крупных белковых молекулах и сорбция на них, – все это влияет на резорбцию ядовитых соединений и их депонирование в желудочно- кишечном тракте.
Явления депонирования токсичных веществ в желудочно- кишечном тракте при пероральных отравлениях свидетельствуют о необходимости его тщательного очищения в процессе лечения.
Ингаляционные отравления характеризуются наиболее быстрым поступлением яда в кровь. Это объясняется большой поверхностью всасывания легочных альвеол (100–150 м), малой толщиной альвеолярных мембран, интенсивным током крови по легочным капиллярам и отсутствием условий для значительного депонирования ядов.
Всасывание летучих соединений начинается уже в верхних дыхательных путях, но наиболее полно осуществляется в легких. Происходит оно по закону диффузии в соответствии с градиентом концентрации. Подобным образом поступают в организм многие летучие неэлектролиты: углеводороды, галогеноуглеводороды, спирты, эфиры и т. д. Скорость поступления определяется их физико- химическими свойствами и в меньшей степени состоянием организма (интенсивность дыхания и кровообращения в легких).
Большое значение имеет коэффициент растворимости паров ядовитого вещества в воде (коэффициент Оствальдавода/воздух).Чем больше его значение, тем больше вещества из воздуха поступает в кровь.
Проникновение токсичных веществ через кожу также имеет большое значение, преимущественно в военных и производственных условиях.
Существует по крайней мере три пути такого поступления:
1. Через эпидермис;
2. Волосяные фолликулы;
3. Выводные протоки сальных и потовых желез.
Эпидермис рассматривается как липопротеиновый барьер, через который могут диффундировать разнообразные вещества в количествах, пропорциональных их коэффициентам распределения в системелипиды/вода.Это только первая фаза проникновения яда, второй фазой является транспорт этих соединений из дермы в кровь. Механические повреждения кожи (ссадины, царапины, раны и т. д.), термические и химические ожоги способствуют проникновению токсичных веществ в организм.
Распределение ядов в организме.
Одним из основных токсикологических показателей является объем распределения, т. е. характеристика пространства, в котором распределяется данное токсичное вещество. Существует три главных сектора распределения чужеродных веществ: внеклеточная жидкость (примерно 14 л для человека массой тела 70 кг), внутриклеточная жидкость (28 л) и жировая ткань, объем которой значительно варьирует. Объем распределения зависит от трех основных физико- химических свойств данного вещества:
1. водорастворимости;
2. жирорастворимости;
3. способности к диссоциации (ионообразованию).
Водорастворимые соединения способны распространяться во всем водном секторе (внеклеточная и внутриклеточная жидкость) организма – около 42 л; жирорастворимые вещества накапливаются (депонируются) преимущественно в липидах.
Очищение организма от чужеродных веществ состоит из трех основных частей:
1. Метаболические превращения;
2. Почечная экскреция;
3. Внепочечное очищение.
Метаболические превращения (биотрансформация) занимают особое место в детоксикации чужеродных токсичных веществ, поскольку они являются подготовительным этапом для их удаления из организма. Процессы биотрансформации ядов протекают в печени, ЖКТ, лёгких, почках. Немалое количество токсических веществ подвергается необратимым превращениям и в жировой ткани (ГадаскинаИ.Д.). Однако главное значение в биотрансформации ядов в организме имеет печень. Именно в клетках печени, в их эндоплазматическом ретикулуме, локализуется большинство ферментов, катализирующих превращение чужеродных веществ. Поэтому при заболеваниях печени резко повышается чувствительность организма ко многим чужеродным веществам. Биотрансформация ядов в организме в основном происходит в два этапа: первый этап – реакции гидроксилирования (окисление, восстановление, гидролиз); второй этап – реакции конъюгации (т. е. соединение ядов с белками, аминокислотами, глюкуроновой и серной кислотами).
Биологический смысл этих реакций заключается в образовании нетоксичных, хорошо растворимых в воде соединений, которые гораздо легче, чем исходное вещество, могут вовлекаться в другие метаболические превращения и выводиться из организма экскреторными органами.
Понятие о летальном синтезе.
Под летальным синтезом понимают метаболические процессы, в результате которых нетоксичное или малотоксичное вещество превращается в соединение более токсичное, чем исходное. Это может осуществиться как в процессе разложения вещества, так и в процессе синтеза.
Яркий пример такого рода превращения – метаболизм метилового спирта, токсичность которого полностью определяется продуктами его окисления – формальдегидом и муравьиной кислотой:
Таким образом, процессы метаболических превращений чужеродных соединений в организме нельзя всегда считать детоксикацией. Во многих случаях организм сам синтезирует яд, и только блокада подобного «летального» метаболического превращения может предотвратить развитие токсического процесса.
Выведение ядов из организма.
Пути и способы естественного выведения чужеродных соединений из организма различны. По их практическому значению они располагаются следующим образом: почки – кишечник – легкие – кожа. Степень, скорость и пути выведения зависят от физико- химических свойств выделяемых веществ.
Через почки выделяются главным образом неионизированные соединения, обладающие высокой гидрофильностью и плохо реабсорбирующиеся в почечных канальцах.
Через кишечник с калом удаляются следующие вещества:
1. не всосавшиеся в кровь при их пероральном поступлении;
2. выделенные из печени с желчью;
3. поступившие в кишечник через его стенки (путем пассивной диффузии по градиенту концентрации).
Большинство летучих неэлектролитов выделяется из организма в основном в неизмененном виде с выдыхаемым воздухом. Чем меньше коэффициент растворимости ОВ в воде, тем быстрее происходит их выделение, особенно той части, которая находится в циркулирующей крови. Выделение их фракции, депонированной в жировой ткани, задерживается и происходит гораздо медленнее, тем более что это количество может быть очень значительным, т.к. жировая ткань может составить более 20 % общей массы тела человека.
Через кожу, в частности с потом, выходят из организма многие токсичные вещества – неэлектролиты (этиловый спирт, ацетон, фенолы, хлорированные углеводороды т. д.). Однако, за редким исключением (концентрация сероуглерода в поте в несколько раз выше, чем в моче), общее количество удаляемого таким образом токсичного вещества невелико.
Доза и концентрация ядов
Токсичность– свойство химических веществ, которое можно измерить. Токсичность является одной из важнейших характеристик ОВ, и ее следует определять как свойство химического вещества в минимальном количестве вызывать различные формы токсического процесса.
Токсическая доза(D) – это количество вещества, поступившего в организм и вызвавшего токсический эффект. Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).
Токсическая концентрация (С)– это количество вещества, находящегося в единице объема (массы) какого-либо объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект.
Токсическая концентрация выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) – (мг/л; г/м) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) – (мг/кг).
Для ОВ, применяемых в виде газа, пара, аэрозоля, по способам числового выражения различают объемные и массовые концентрации. Объемная концентация показывает отношение объема паров ОВ к объему зараженного ими воздуха (выражается в % или промилле). Массовая концентрация показывает количество ОВ, содержащихся в единице объема зараженного воздуха (выражается в мг/л, мг/м воздуха).
Для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля часто используют величину, обозначаемую как токсодоза (W). Эта величина учитывает не только содержание токсиканта в воздухе (токсическую концентрацию), но и время пребывания человека в зараженной атмосфере. Расчет величин токсодозы предложен немецким химиком Габером в начале 20-го века, для оценки токсичности боевых отравляющих веществ:
W = c*t, где
W – токсодоза,
с – концентрация вещества в окружающем воздухе,
t – время действия вещества.
При расчете токсодозы допускается, что одинаковый токсический эффект наблюдается при кратковременном действии токсиканта в высокой концентрации и продолжительной аппликации малых концентраций вещества. Единицы измерения токсодозы – мг мин /л, мг мин/м3.
В военной токсикологии оценивают следующие виды токсических эффектов, развивающихся при действии ОВ на организм:
Пороговая доза (концентрация) – количество ОВ, вызывающее начальные проявления действия токсиканта без потери дееспособности у определенного процента людей. Пороговые дозы (концентрации) обозначают Lim D10o (Lim C50). Цифровые индексы обозначают процент пораженных.
Выводящая из строя доза (концентрация) ID, IC(Iот англ. incapacitate – вывести из строя) – это количество ОВ, вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процента пораженных без смертельного исхода. Ее обозначают ID100(IC50).
Смертельная (летальная) доза (концентрация) LD (L от лат. letalis – смертельный) – это количество ОВ, вызывающее при попадании в организм смертельный исход с определенной вероятностью. Обычно пользуются понятиями абсолютно смертельных доз (концентраций), вызывающих гибель организма с вероятностью 100% (LD100, LC100) и среднесмертельных доз (концентраций), летальный исход от введения которых наступает у 50% пораженных (LD50, LC50).
Эффективная доза (концентрация) (ED, EC) – это доза (концентрация) вещества, оказывающая любое, неблагоприятное действие на организм человека.
Классификация боевых отравляющих веществ.
Применение большого количества разнообразных химических соединений в первую мировую войну в качестве отравляющих веществ потребовало введения классификации этих ядов. Было предложено большое количество классификаций, основанных на тех или иных свойствах веществ. Каждая из подобных классификаций имеет те или иные недостатки, т.к. учитывает лишь один какой-то признак. В тоже время единой классификации ОВ, которая удовлетворяла бы всем требованиям, не существует, поскольку чрезвычайно трудно объединить ОВ в однородные группы с учетом химических, физико-химических, физиологических и других особенностей.
Наиболее распространенной в большинстве стран мира является клиническая (токсикологическая) классификация ОВ. Согласно этой классификации ОВ разделяются на группы в зависимости от особенностей их токсического действия на организм человека.
Клиническая (токсикологическая) классификация
1. ОВ нервно-паралитического действия – зарин, зоман, Vx-газы
2. ОВ кожно-резорбтивного действия – иприт, азотистый иприт, люизит;
3. ОВ общеядовитого действия – синильная кислота, хлорциан, бромциан;
4. ОВ удушающего действия – фосген, дифосген, хлорпикрин;
5. ОВ раздражающего действия – хлорацетофенон, бромбензилцианид, адамсит, дифенилхлорарсин, дифенилцианарсин, CS;
6. ОВ психотомиметического действия – BZ, диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК);
Отношение ОВ к той или иной группе в значительной мере условно, т.к. многие яды способны поражать организм человека при различных способах воздействия. Например, ОВ кожно- резорбтивного действия в парообразном состоянии поражают дыхательные пути не менее сильно, чем удушающие ОВ. Последние в свою очередь могут действовать по типу слезоточивых (хлорпикрин).
Современнаяхимическая классификацияделит ОВ в зависимости от их принадлежности к определенным классам химических соединений на следующие группы (В.А.Александров, 1969):
1. Фосфорорганические (зарин, зоман, Vx-газы);
2. Мышьяксодержащие (люизит, адамсит, дифенилхлорарсин);
3. Галоидированные сульфиды (иприт, его аналоги и гомологи);
4. Галоидированные амины (трихлортриэтиламин – азотистый иприт, его аналоги и гомологи);
5. Галоидированные кислоты и их производные (хлорацетофенон и др.);
6. Производные угольной кислоты (фосген, дифосген);
7. Нитрилы (синильная кислота, хлорциан);
8. Производные бензиловой кислоты – бензилаты (BZ).
Химические свойства ОВ в значительной степени влияют на их поведение на местности и в организме человека. Большинство ОВ обладают высокой химической активностью, т. е. легко вступают в различные химические реакции: окисления, гидролиза и т. д.
В зависимости от тактических целей применения ОВ выделяют:
1. нестойкие ОВ (НОВ)
2. стойкие ОВ (СОВ)
Нестойкие ОВ после освобождения из оболочки быстро переходят в парообразное состояние, не задерживаясь на местности, и рассеиваются в воздухе, сохраняя свое поражающее действие в течение нескольких минут (максимально до 1 часа). Нестойкими ОВ считаются вещества с низкой температурой кипения (ниже 140 ° С) и высокой летучестью (летучесть – концентрация насыщенного пара ОВ в воздухе при данной температуре в мг/л). Эти отравляющие вещества предназначены для заражения приземного слоя атмосферы. В группу нестойких ОВ входят синильная кислота, фосген, дифосген и другие высоколетучие вещества.
Стойкие ОВ – это вещества с высокой температурой кипения (свыше 140° С), они медленно испаряются и на длительное время заражают местность и предметы. Типичным представителем стойких ОВ являются иприт и Vx-газы. Стойкие ОВ могут применятся противником для непосредственного поражения личного состава, а также для заражения участков местности с целью затруднить боевые действия войск.
Деление ОВ на нестойкие и стойкие носит условный характер. При некоторых условиях (погода, рельеф местности, характер растительности на местности) нестойкие ОВ ведут себя как стойкие и наоборот.
В зависимости от скорости развития клиники поражения ОВ различают:
1. ОВ замедленного действия (характерно наличие в клинической картине скрытого периода от 1 часа и более) – иприт, фосген и т. д.;
2. ОВ быстрого действия (скрытого периода в клинике поражения нет) зарин, синильная кислота.
В зависимости от характера и исхода поражения ОВ:
1. ОВ смертельного действия предназначаются для уничтожения войск и населения (иприт, синильная кислота, зарин, Vx-газы и т. д.);
2. ОВ, временно выводящие людей из нормального психического или физического состояния, предназначаются для дезорганизации войск и населения, снижения боеспособности (психотомиметики, ОВ раздражающего и слезоточивого действия).
Медико-тактическая характеристика очагов химического поражения.
Под очагом химического поражения понимается территория с находящимися на ней личным составом, боевой техникой, транспортом и другими объектами, подвергшаяся воздействию химического оружия, в результате которого возникли или могут возникнуть поражения людей. Размеры и характер очагов химического поражения зависят от физико-химических и токсических свойств ОВ, средств и способов их применения, метеорологических условий, рельефа местности и т. д.
В очаге химического поражения различают:
1. район заражения, который включает район непосредственного применения отравляющих веществ и часть зоны распространения зараженного воздуха, где кроме поражения личного состава достигается высокая степень заражения местности, боевой техники, транспорта, обмундирования;
2. район распространения зараженного воздуха (первичного и вторичного облака ОВ), характеризующегося в течение определенного времени опасностью поражения личного состава и отсутствием или незначительной зараженностью местности, боевой техники, обмундирования.
В зависимости от примененного противником ОВ очаги химического поражения подразделяют на:стойкиеинестойкие.Как правило, к очагам поражения стойкими ОВ относят очаги, в которых поражающее действие ОВ сохраняется в течение 1ч и более (часы, сутки, недели, месяцы). К очагам поражения нестойкими ОВ относят очаги, эффект действия ОВ в которых прекращается в течение нескольких минут, десятков минут (до 1ч). Стойкие очаги противником могут создаваться не только для поражения личного состава в момент применения химического оружия, но и для заражения местности, боевой техники, различных объектов внешней среды в целях создания сковывающего эффекта, затрудняющего в течение длительного времени боевые действия наших войск. В большинстве случаев использование нестойких ОВ предусматривает поражение личного состава в очаге только в момент их применения.
С учетом времени возникновения основных симптомов интоксикации у пораженных в химическом очаге различают очаги поражения быстродействующими ОВ (клиника отравления появляется в течение первого часа после применения – минуты, десятки минут) и очаги поражения ОВ замедленного действия (клиника отравления может возникать позднее первого часа).
Для очаговбыстродействующих ОВ,создаваемых противником, характерны:
1. Одномоментность поражения значительного числа личного состава части, подразделения;
2. Вероятность частичного выхода из строя (поражение) медицинского состава части, подразделения;
3. Возникновение значительного числа тяжелопораженных, продолжительность жизни которых при отсутствии своевременной, эффективной помощи не превысит 1 ч с момента возникновения клиники отравления;
4. Отсутствие резерва времени у медицинской службы для существенного изменения ранее принятой организации работ по ликвидации очага;
5. Необходимость оказания эффективной медицинской помощи в очаге и на этапах медицинской эвакуации в установленные оптимальные сроки и эвакуация раненых и больных из очага преимущественно в один рейс.
Существенным отличием очагов пораженияОВ замедленного действияявляется:
1. Последовательное, на протяжении нескольких часов, появление признаков отравления у больных и раненых. В этих условиях особое значение приобретают мероприятия по активному выявлению пораженных среди личного состава в процессе выполнения боевой задачи;
2. Непродолжительный срок жизни тяжелопораженных при отсутствии своевременной, эффективной помощи при поражении V- газами – не более 1 ч с момента возникновения клиники, при поражении ОВ типа иприта, фосгена и др. – несколько часов, суток;
3. Наличие определенного резерва времени (несколько часов) для корректирования основного плана организации работ по ликвидации очага в зависимости от складывающихся условий боевой обстановки;
4. Эвакуация пораженных из очага на этапы медицинской эвакуации в несколько рейсов по мере их выявления.
В зависимости от стойкости ОВ необходимо предусмотреть проведение следующих мероприятий:
1. После выхода из очага проводить санитарную обработку личного состава и мероприятия по предупреждению поражений за счёт десорбции ОВ;
2. Учитывать при организации развертывания и режима работы медицинских частей и учреждений особенности приема, медицинской сортировки, санитарной обработки и оказания медицинской помощи в функциональных подразделениях при массовом приеме пораженных из очага;
3. Выдавать личному составу спасательных команд, направляемых в очаг поражения стойкими ОВ, профилактические антидоты.
Вернуться назад