Действие ядовитого вещества на организм может быть, местным и общим, резорбтивным и элективным.
Резорбтивное действие - проявляется после всасывания в кровь, и вызывается поражение большинства та органов и тканей.
Элективное действие (избирательное) - наркотики воздействуют на нервную систему.
Промышленные яды по характеру воздействия на организм и внешним признакам отравления классифицируют на девять групп. Совместное действие токсичных веществ на организм может приводить к суммарному (аддитивному) эффекту, может усиливать свое действие (синергисты) или ослаблять (антагонисты).
Кумулятивность действия состоит в накапливании токсического вещества в организме, что в определенный момент вызывает значительный токсический эффект.
Различают материальную (или химическую) кумуляцию, образующуюся вследствие медленного выведения или разрушения вещества, и функциональную (физиологическую) кумуляцию, возникающую под действием очередных доз продукта.
Некоторые яды (гликозиды наперстянки, соли тяжелых металлов - свинца, ртути, серебра, меди, металлоида мышьяка и др.) медленно выводятся из организма.
При ежедневном поступлении их в организм животного даже в небольших количествах, они не успевают в течение суток полностью удалиться, часть их задерживается, вследствие чего яды накапливаются (материальная кумуляция) до токсической дозы.
Различают еще функциональную кумуляцию ядов. При такой кумуляции яд обычно быстро выводится из организма, но функция того или иного органа или системы еще долго не приходит в исходное состояние, т.е. в норму. В этом случае повторное поступление того же яда, даже иногда в небольших дозах, вызывает в организме повышенную реакцию в результате чего может наступить серьезное расстройство организма. Таким образом, под функциональной кумуляцией ядов подразумевают повышенную реакцию организма на повторное введение одного и того же яда - раздражителя (соединения фтора, ФОС, нитраты и нитриты).
О способности вещества вызвать хроническое отравление судят по так называемому коэффициенту кумуляции. Под коэффициентом кумуляции понимают отношение суммарной дозы вещества, вызвавшей гибель 50% животных при многократном введении, к дозе, вызвавшей гибель 50% животных при однократном введении 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.
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 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. Например, около 50 % поступившего ингаляционным путем хлороформа выделяется в течение первых 8-12 часов, а остальная часть – во второй фазе выделения, которая длится несколько суток.
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.
Основные патологические симптомы при острых отравлениях:
1) симптомы нарушений функций ССС: брадикардия или тахикардия, артериальная гипотензия или гипертензия, экзотоксический шок.
С экзотоксическим шоком связано 65-70% летальных исходов при отравлениях. Такие больные находятся в тяжелом состоянии, у них наблюдаются психомоторное возбуждение или заторможенность, кожные покровы бледные с синюшным оттенком, холодные на ощупь, одышка и тахикардия, гипотензия и олигурия. При этом нарушаются функции практически всех жизненно важных органов и систем, но острая недостаточность кровообращения выступает как одно из ведущих клинических проявлений шока.
2) Симптомы нарушений ЦНС: головная боль, нарушение координации движений, галлюцинации, делирий, судороги, параличи, кома.
Наиболее тяжелыми формами психоневрологических расстройств при острых отравлениях являются токсическая кома и интоксикационные психозы. Кома чаще всего развивается при отравлении веществами, угнетающими функции Ц Н С. Характерная черта неврологической картины токсической комы – отсутствие стойкой очаговой симптоматики и быстрое улучшение состояния пострадавшего в ответ на мероприятия по выведению яда из организма. Интоксикационные психозы могут возникать вследствие тяжелых отравлений атропином, кокаином, тубазидом, этиленгликолем, угарным газом и проявляться разнообразной психопатологической симптоматикой (помрачение сознания, галлюцинации и т.д.). У лиц, злоупотребляющих алкоголем, могут развиться так называемые алкогольные психозы (галлюциноз, «белая горячка»). При отравлениях некоторыми нейротоксичными веществами (ФОС, пахикарпин, бромистый метил) встречаются нарушения нервно-мышечной проводимости с развитием парезов и параличей, а как осложнение – миофибрилляции.
С диагностической точки зрения важно знать, что возможно острое нарушение зрения вплоть до слепоты при отравлении метиловым спиртом и хинином; неясное зрение на фоне миоза—отравление ФОС; мидриаз – при отравлении атропином, никотином, пахикарпином; «цветное зрение» -- при отравлении салицилатами; развитие нарушений слуха – при отравлении хинином, некоторыми антибиотиками (канамицина моносульфат, неомицина сульфат, стрептомицина сульфат).
После перенесенного тяжелого отравления обычно длительно сохраняются астения, состояние повышенной утомляемости, раздражительности, слабости.
3) Симптомы поражения органов дыхания: брадипноэ, тахипноэ, патологические типы дыхания (Куссмауля), ларингоспазм, бронхоспазм, токсический отек легких. При нарушениях дыхания центрального происхождения, типичных для отравлений нейротоксическими ядами, из-за угнетения дыхательного центра или паралича дыхательной мускулатуры дыхание становится поверхностным, аритмичным вплоть до полного его прекращения.
Механическая асфиксия возникает у больных, находящихся в коматозном состоянии, при закрытии воздухоносных путей в результате западения языка, аспирации рвотных масс, гиперсекреции бронхиальных желез, слюнотечении. Клинически «механическая асфиксия» проявляется цианозом, наличием крупнопузырчатых хрипов надобластью трахеи и крупных бронхов.
При ожогах верхних дыхательных путей возможен стеноз гортани, который проявляется осиплостью или исчезновением голоса, одышкой, цианозом, прерывистым дыханием, возбуждением больного.
Токсический отек легких вызывается непосредственным поражением легочной мембраны токсическим веществом с последующим воспалением и отеком легочной ткани. Наиболее часто он наблюдается при отравлениях окислами азота, фосгеном, угарным газом и другими токсическими веществами удушающего действия, при ингаляции паров едких кислот и щелочей и при аспирации этих веществ, сопровождающейся ожогом верхних дыхательных путей. Для токсического отека легких характерна стадийность развития: рефлекторная стадия – появление рези в глазах, першения в носоглотке, стеснения в груди, частого поверхностного дыхания; стадия мнимого благополучия – исчезновение неприятных субъективных ощущений; стадия выраженных клинических проявлений – клокочущее дыхание, обильная пенистая мокрота, множество мелкопузырчатых влажных хрипов над легкими. Кожа и видимые слизистые оболочки цианотичны, нередко развивается острая сердечно-сосудистая недостаточность (коллапс), кожа приобретает землистый оттенок.
4) Симптомы поражения желудочно-кишечного тракта: проявляются в виде диспепсических расстройств (тошнота, рвота), гастроэнтероколита, ожогов пищеварительного тракта, пищеводно- желудочно-кишечных кровотечений. Кровотечения наиболее часты при отравлении прижигающими ядами (кислотами и щелочами); они могут быть ранними (в первые сутки) и поздними (2-3 недели).
Рвоту на ранних этапах отравления во многих случаях можно рассматривать как благоприятное явление, так как она способствует удалению токсического вещества из организма. Однако появление рвоты при коматозном состоянии больного, при отравлении прижигающими ядами у детей, при стенозе гортани и отеке легких опасно, так как может произойти аспирация рвотных масс в дыхательные пути.
Гасторэнтериты при отравлениях обычно сопровождаются дегидратацией организма и нарушением электролитного баланса.
5) Симптомы поражения печени и почек имеют клинику токсической гепато- и нефропатии, могут иметь 3 степени тяжести.
Легкая степень характеризуется отсутствием заметных клинических проявлений.
Средняя степень: печень увеличена, болезненна при пальпации, имеется желтуха, геморрагический диатез; при поражении почек – боль в пояснице, олигурия.
Тяжелая степень: развивается ОПеН и ОПН.
Большое значение в диагностике токсического поражения печени и почек имеют лабораторные и инструментальные исследования.
ДИАГНОСТИКА
Важный диагностический показатель отравления - прижизненное исследование крови на наличие метгемоглобина, активности ферментов (ацетилхолинестеразы) и натрий-калий и натрий-кальций, зависимых аденозинтрифосфатаз. При изменении этих показателей можно предполагать отравление животных ядами антихолинестеразного действия или нитратами, а также нитритами.
Диагностика отравления животных химическими веществами, ядовитыми растениями, недоброкачественными кормами должна быть комплексной и основанной на: 1) анамнестических данных с учетом хозяйственной обстановки; 2) анализе клинических симптомов отравления, морфологических и биохимических изменений крови и результатов патологоанатомических исследований; 3) результатов обнаружения и количественного определения ядовитых веществ в органах и тканях отравленных животных в случае их падежа или вынужденного убоя; 4) результатах обнаружения и количественного определения ядовитых веществ в кормах, воде, на пастбище и других объектах внешней Среды, с которыми имели контакт пострадавшие животные.
ПАТОЛОГОАНАТОМИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА
В зависимости от органотропного действия яды вызывают те или иные изменения в организме, что дает возможность классифицировать их следующим образом.
Энтеротропные яды вызывают поражение и изменения главным образом в толстом отделе кишечника, в печени и других органах пищеварительного тракта. В токсических дозах действуют энтеротропно многие минеральные яды, напрмер соли тяжелых металлов: железа, ртути, серебра, цинка, свинца, меди, бария, висмута; различные соединения металлоидов: мышьяка, фосфора; некоторые растительные яды: рицин, сапонины, ядовитые грибы, особенно стахиботрис и др.
Нефротропные яды поражают главным образом почки, вызывают паренхиматозное перерождение почечных канальцев и геморагическое воспаление почечных клубочков. Такие изменения в почках наблюдаются при отравлении фосфором, препаратами мышьяка, солями тяжелых металлов, эфирными маслами, терпенами и другими ядами.
Гемотропные яды вызывают: а) образование метгемоглобина, придающего крови и тканям шоколадную окраску, что наблюдается при отравлении калием хлоратом (бертолетовой солью, калия хлоридом, амилнитритом, испорченной вареной свеклой; б) образование карбоксигемоглобина при отравлении окисью углерода, вследствие чего не только артериальная кровь, но и венозная становится алой; в) гемолиз эритроцитов, например при отравлении соланинами, протоанемонинами; г) повышение вязкости крови при отравлении эфиром, хлороформом, токсальбуминами и др.
Ангиотропные яды оказывают действие в основном на стенки кровеносных сосудов (бария хлорид, мышьяк).
Остеотропные яды приводят или к остеопорозу при отравлении ртутью, или наоборот к интенсивному образованию костной ткани при отравлении фосфором, фтором.
Дерматогенные яды вызывают главным образом токсические сыпи, дерматиты, некрозы (иод, фосфор, гречиха, клевер, спорынья и др.).
Энзиматические яды. Все ФОС угнетают фермент холинэстеразу.
Патологоанатомическое вскрытие и исследование внутренних органов павших животных вследствие отравления должно быть обязательным, особенно если оно связано с судебным разбирательством. Наличие спастического состояния кишечника, явлений катарального и катарально-геморрагического воспаления, а также множества кровоизлияний в слизистой оболочке тонкого кишечника, в сердечной мышце и головном мозге свидетельствует о нейротропном и мембранотоксическом действии ядовитого вещества, обусловившего отравление животных.
Наличие очагов воспаления и некроза кожи в первую очередь на бесшерстных участках (на коже век, ушных раковин, на вымени, сосках), воспаление слизистой оболочки рта, гортани, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, почек, желтушное окрашивание серозных покровов внутренних органов, отек и гиперемия мозга, студенистые подкожные инфильтраты - характерные признаки отравления фотосенсибилизирующими растениями. Резковыраженная тимпания, воспаление слизистой и тонкого кишечника, резкий запах аммиака и нитрогазов из желудка жвачных животных свидетельствуют о возможном отравлении нитритами, нитратами и карбамидом. Обширные гематомы и кровоизлияния во внутренних органах, кровотечения из естественных отверстий весьма характерны для отравления зоокумарином.
Содержание метгемоглобина необходимо определять в течение часа после смерти животного или взятия крови для анализа. Если это не возможно, то цельную кровь можно гемолизировать небольшим количеством воды для стабилизации метгемоглобина.
При повторном воздействии одного и того же яда на организм может изменяться течение отравления из-за развития явлений кумуляции, сенсибилизации и привыкания. Под кумуляцией понимается накопление в организме токсичного вещества (материальная кумуляция) или вызываемых им эффектов (функциональная кумуляция). Понятно, что накапливается то вещество, которое медленно выводится или медленно обезвреживается, при этом суммарно действующая доза очень быстро возрастает. Что касается функциональной кумуляции, то она может проявляться тяжелыми расстройствами тогда, когда сам яд не задерживается в организме. Такое явление может наблюдаться, например, при отравлении алкоголем. Степень выраженности кумулятивных свойств ядовитых веществ принято оценивать коэффициентом кумуляции (K), который определяется в эксперименте на животных:
где а — повторно вводимое животному количество яда, составляющее 0,1–0,05 DL50; b — количество введенных доз (а); с — однократно введенная доза.
В зависимости от величины коэффициента кумуляции токсичные вещества делят на 4 группы:[20]
1) с резко выраженной кумуляцией (К<1);
2) с выраженной кумуляцией (К от 1 до 3);
3) с умеренной кумуляцией (К от 3 до 5);
4) со слабо выраженной кумуляцией (К>5).
Сенсибилизация — состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее. В настоящее время нет единого взгляда на биологическую сущность этого явления. На основании экспериментальных данных можно полагать, что эффект сенсибилизации связан с образованием под влиянием токсичного вещества в крови и других внутренних средах измененных и ставших чужеродными для организма белковых молекул. Последние индуцируют формирование антител — особых структур белковой природы, осуществляющих защитную функцию организма. По-видимому, повторное даже значительно более слабое токсическое воздействие с последующей реакцией яда с антителами (или измененными рецепторными белковыми структурами) вызывает извращенный ответ организма в виде явлений сенсибилизации.
При повторяющемся воздействии ядов на организм можно наблюдать и обратное явление — ослабление их эффектов вследствие привыкания, или толерантности. Механизмы развития толерантности неоднозначны. Так, например, было показано, что привыкание к мышьяковистому ангидриду обусловлено возникновением под его влиянием воспалительных процессов на слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта и уменьшением вследствие этого всасывания яда.[21] В то же время, если препараты мышьяка вводить парентерально, толерантности не наблюдается. Однако наиболее частой причиной толерантности является стимуляция, или индукция, ядами активности ферментов, обезвреживающих их в организме. Об этом явлении пойдет еще речь впереди. А сейчас отметим, что привыкание к некоторым ядам, например ФОС, может быть еще обусловлено снижением чувствительности к ним соответствующих биоструктур или перегрузкой последних из-за массированного воздействия на них избыточного количества молекул токсичного вещества.