Отравления- нарушения структуры и функции органов и систем, вызванные химическим действием веществ.
Яды- вещества, которые при введении в организм в относительно небольших количествах могут вызвать отравление. Яд- название условное, поскольку, с одной стороны, любое вещество в определенных условиях может вызвать отравление, а с другой стороны, то же самое вещество в других обстоятельствах оказывается индифферентным, полезным или даже жизненно необходимым для организма.
Возникновение симптомов отравления и его исход зависят от свойств вещества, от его дозы, способа его введения, путей его метаболизма и выделения, компенсаторных возможностей организма и нередко даже от условий внешней среды. Поэтому правильнее говорить не о токсичных веществах, а о токсическом действии веществ.
Условия токсического действия веществ.
Химическая структура - главный фактор, определяющий токсическое действие веществ. Например, токсичность ионов тяжелых металлов возрастает по мере увеличения их атомной массы. Все органические соединения жирного ряда угнетают активность коры головного мозга и дыхательного центра, вызывая наркоз и остановку дыхания. Однако по одной только химической формуле нельзя предсказать действие вещества на организм, поскольку возможны химические изменения в организме с изменением свойств. Различаются и биологические эффекты изомеров, особенно право- и левовращающих. Иногда вещества с разной структурой оказывают сходное влияние из-за конформационного сходства, приводящего к влиянию на одни и те же рецепторы. В настоящее время еще далеко не для всех ядов в точности установлен механизм их действия на молекулярном уровне, - это является перспективным направлением дальнейшего развития биохимии ядовитых веществ.
Токсикодинамика- действие ядов на организм.
Доза и концентрация. Доза- количество вещества, поступившего в организм. Ее значение впервые ясно выразил для науки Парацельс, писавший: "Одна лишь доза делает вещество или ядом, или лекарством". Даже жизненно необходимые для организма вещества, такие, как вода, хлорид натрия, соли калия, витамины, будучи приняты в чрезмерном количестве, вызывают заболевание или смерть. В настоящее время известно, что возможность проявления ядовитых свойств вещества зависит также и от многих других условий, однако, доза является наиболее важным из них.
В судебной медицине различают токсическую дозу - минимальное количество вещества, вызывающее симптомы отравления, и летальную - минимальное количество вещества, вызывающее смертельный исход у человека. Такое определение отличается от принятого в общей токсикологии, согласно которому смертельной дозой считают количество вещества, от введения которого погибает половина подопытных животных. Величины, приводимые в учебниках и руководствах по судебной медицине, можно использовать лишь как ориентировочные, поскольку для разных людей смертельная и токсическая дозы различны ввиду индивидуальных различий чувствительности.
Действие газообразных веществ и многих растворов зависит и от их концентрации: одна капля концентрированной кислоты уже вызывает химический ожог, но та же капля, будучи достаточно разведена водой, безвредна. Концентрированный раствор фенола действует в основном местно, вызывая химический ожог, разбавленный успевает всосаться в кровь и повреждает центральную нервную систему и печень. Чем выше концентрация раствора, тем больше количество вещества, которое поступает в организм. Кроме того, оно при этом всасывается быстрее и не успевает обезвреживаться.
Необходимо помнить, что даже в небольшой концентрации вещество может вызвать отравление, если вводится многократно и кумулирует. С другой стороны, большая доза может не вызвать отравление, если токсичное вещество, вызвав рвоту, удаляется из желудка с рвотными массами или если оно вводится в организм медленнее, чем метаболизируется и/или выделяется.
Для организма наибольшее значение имеет не доза токсичного вещества, а его концентрация в чувствительных к нему тканях, которая зависит не только от дозы, но и от степени всасывания вещества, его распределения, метаболизма и выделения.
Условия хранения вещества. Многие вещества разлагаются при хранении, теряя ядовитые свойства. Например, цианид калия при хранении на открытом воздухе взаимодействует с углекислым газом и превращается в поташ К2СО3, обладающий лишь легким послабляющим эффектом. Многие растения и грибы (например, спорынья) также теряют ядовитые свойства при хранении и даже при высушивании. Некоторые вещества разлагаются в водном растворе.
Степень полярности и растворимость молекул токсичного вещества, определяющая, в каких растворителях оно лучше всего растворяется. Органические соединения, хорошо растворимые в жирах (такие, как фенол и тетраэтилсвинец), могут быстро всасываться в кровь через любую слизистую оболочку (дыхательных путей, рта, прямой кишки, влагалища) и даже через неповрежденную кожу. Наиболее липофильные вещества легко проходят через кожу и подкожно-жировую клетчатку, но в кровь всасываются плохо. Поэтому фенол, попавший на кожу, может вызвать гангрену тканей в месте аппликации, но не оказать выраженного общего воздействия на организм.
Физическое состояние вещества. Вещество, находящееся в газообразном или растворенном состоянии, действует быстрее, чем принятое в нерастворенном виде, поскольку быстрее всасывается в кровь. Твердое вещество может всосаться только после того, как растворится в биологических жидкостях. Нерастворимые ни в воде, ни в липидах вещества могут вызвать только механические, термические или радиационные повреждения. Так нерастворимый сульфат бария применяется внутрь для рентгеноскопии желудка, а растворимые карбонат и хлорид бария вызывают тяжелые отравления. Для газообразных и твердых ядов важна также степень дисперсности: мелкодисперсные вещества легче растворяются и всасываются и потому более токсичны.
Сочетание с другими веществами. Для растворов имеет большое значение растворитель. Так, вещества с полярными молекулами в спиртовом растворе всасываются лучше, чем в водном, а в масляном почти не всасываются. Фенол в смеси с каким-либо маслом всасывается гораздо быстрее, чем в водном растворе. Спиртсодержащие вещества всасываются и в желудке, и в кишечнике, поэтому они поступают в кровь скорее и в больших количествах, чем растворенные в воде, которые в желудке не всасываются.
Кроме того, алкоголь усиливает токсическое действие многих веществ по механизму функциональной кумуляции, изменяет клиническую картину отравления и ведет к ослаблению контроля за своими поступками, способствуя ошибочному приему ядовитых жидкостей внутрь и препятствуя своевременному обращению за медицинской помощью.
Концентрированные растворы сахара (сиропы) замедляют всасывание токсичных веществ, а углекислота (в составе газированных напитков) ускоряет его. Жирное содержимое желудка препятствует быстрому всасыванию алкоголя.
Одни вещества могут усиливать или ослаблять действие других. И синергизм, и антагонизм могут быть химическими (за счет химического взаимодействия) или физиологическими (за счет сходного или противоположного влияния на функции организма, а также влияния одного вещества на скорость инактивации или выделения другого). Классическим примером химического антагонизма служат кислоты и щелочи, нейтрализующие друг друга. Крепкий чай содержит танин, образующий малорастворимые соединения с алкалоидами и таким образом ослабляющий их ядовитые свойства. Поэтому он используется в качестве противоядия при отравлении алкалоидами. Кислоты разлагают цианиды с образованием токсичной синильной кислоты, а глюкоза соединяется с цианидами, превращая их в малотоксичные глюкозиды. Поэтому кислое вино усиливает действие цианидов, а глюкоза его ослабляет.
Примером физиологического синергизма служит действие примесей высокомолекулярных спиртов к этиловому алкоголю, приводящее к более тяжелому течению отравлений. С другой стороны, кофеин, возбуждая дыхательный центр, является функциональным антагонистом токсичных веществ, угнетающих его (алкоголя, наркотиков и т. д.).
Внешние условия. Отравляющее действие газов усиливается при высокой температуре воздуха, влажной атмосфере и отсутствии вентиляции. Подогретые растворы действуют сильнее, чем охлажденные. Токсическое влияние этанола сильнее при низкой температуре окружающей среды. Фотосенсибилизирующие вещества сильнее действуют при ярком освещении.
Способ введения вещества в организм. Наименьшее всасывание обычно происходит через неповрежденную кожу. Поэтому яды, которые сами повреждают кожу (фенол, кислоты), всасываются через нее лучше. Быстрее всего действуют яды, введенные непосредственно в кровь, внутримышечно или подкожно. При аэрогенном введении также наблюдается быстрое поступление токсичного вещества в организм, поскольку легкие образуют большую хорошо кровоснабжаемую поверхность с тонкой преградой между воздухом и кровью. Быстро всасываются токсичные вещества и через слизистые оболочки, исключая слизистую мочевого пузыря. Яды, проникающие через слизистую полости рта, прямой кишки, влагалища и дыхательных путей, действуют сильнее, чем всасывающиеся в желудке и верхних отделах кишечника, поскольку не проходят через печень- главный орган инактивации экзогенных ядов. Возможны отравления веществами, которыми в лечебных целях промывают плевральные или брюшную полость.
При пероральном приеме ядовитого вещества имеет значение количество и состав содержимого желудка: оно может замедлить всасывание яда, разбавив или абсорбировав его, а в некоторых случаях может и разрушить ядовитое вещество. Например, змеиные яды разрушаются соляной кислотой. Снижение тонуса и моторики желудка ведет к задержке всасывания водорастворимых веществ.
При пероральных отравлениях токсические вещества всасываются в желудке и кишечнике, попадают в воротную систему печени и повреждают ее более сильно, чем при ингаляционном отравлении. Однако некоторое количество токсичного вещества обычно всасывается, минуя печень (через слизистую рта, лимфатическую систему и др.). Кроме того, их метаболиты также могут быть токсичными, однако их образование все же способствует детоксикации, поскольку облегчает их выделение с мочой.
При всасывании веществ через кожу сила токсического действия зависит от площади поражения, времени экспозиции, температуры жидкости и состояния кожи. Повреждения кожи (ссадины и т.д.) усиливают всасывание токсичных веществ через нее.
Токсикокинетика. Локализация и характер морфологических изменений при отравлениях в значительной степени зависят от распределения токсичных веществ в тканях, от путей их метаболизма и выведения. В организме токсичные вещества могут связываться белками плазмы, что уменьшает их концентрацию, но замедляет выведение. Превращения чужеродных веществ в организме могут происходить четырьмя путями: окислением, восстановлением, гидролизом и синтезом. Главным органом, где протекают эти реакции, является печень. Выделение токсичных веществ их организма происходит через почки (для водорастворимых соединений и их водорастворимых метаболитов), через легкие (для летучих), с желчью через желудочно-кишечный тракт (для жирорастворимых), а также с секретами различных желез- слюнных, потовых, молочных и др.
Состояние организма. Чем интенсивнее кровоток в каком-либо органе, тем скорее и сильнее он поражается. Большое значение имеют также свойства различных тканей накапливать данное токсичное вещество, которые могут различаться у разных людей.
Большое значение имеет масса тела, поскольку от нее зависит концентрация токсичного вещества в тканях. Для худых людей токсическая и летальная дозы меньше, чем для полных и мускулистых.
Как правило, токсичные вещества вызывают более тяжелые отравления у детей, стариков и страдающих хроническими заболеваниями, а также у женщин в период менструации, беременности и лактации. У этих лиц снижены компенсаторные возможности организма, в частности, активность ферментов печени. Дети более чувствительны к отравлениям еще и по причине небольшой массы тела.
При заболеваниях органов выделения и печени, где происходит метаболизм чужеродных веществ, токсичное вещество медленнее выводится из организма и приобретает склонность накапливаться в нем при повторных введениях.
Иногда встречается повышенная чувствительность к определенным токсичным веществам, которая может быть связана с генетическим дефектом фермента, участвующего в метаболизме этого вещества, или с аллергической реакцией на него.
С другой стороны, у некоторых индивидов возможна повышенная устойчивость некоторых индивидов к токсическому действию тех или иных веществ. Крайне редко встречаются случаи невосприимчивости к метиловому спирту, этиленгликолю и др., в частности, в результате привыкания к ним при многократном употреблении малых доз. Однако попытка повысить дозу даже при выработанном привыкании вызывает тяжелое отравление. Еще реже наблюдаются случаи невосприимчивости к неорганическим токсическим веществам, например, к соединениям мышьяка. В основе привыкания лежит повышение активности ферментов, метаболизирующих данное токсичное вещество.
Особую разновидность привыкания к токсичным веществам представляют собой наркомании и токсикомании. Термины “наркомания” и “наркотическое средство” имеют более юридическое и социальное, чем медицинское значение. В нашей стране наркотики определяются как вещества, включенные в Перечень наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации (Федеральный закон “О наркотических средствах и психотропных веществах”, 1997), а наркоманиями называется группа заболеваний, которые проявляются влечением к постоянному приему наркотических веществ в возрастающих количествах вследствие стойкой психической и физической зависимости от них с развитием абстиненции при прекращении их приема. Для обозначения патологического пристрастия к веществам, не признанным законом наркотическими, используется термин “токсикомания”.
Наиболее распространенные обстоятельства возникновения отравлений:
Преднамеренные отравления: суицидальные, криминальные (с целью убийства, с целью приведения в беспомощное состояние, с целью криминального аборта), связанные с употреблением психоактивных веществ.
Ятрогенные отравления связаны с передозировкой лекарств или с ошибочным введением токсичных веществ вместо лекарственных, в том числе ректально, внутривенно, в полость брюшины и т.д. Описан, например, случай введения в общую сонную артерию вместо контрастного вещества 15 мл 96% этилового спирта. Известен случай промывания брюшной полости формалином вместо антисептика.
Пропаганда самолечения, в том числе методами, не имеющими научного обоснования и не проходившими какой-либо контроль, и распространение врачевания лицами, не имеющими медицинского образования, приводят к росту числа отравлений рекламируемыми лекарствами и ядовитыми растениями, принятыми при попытках самолечения или по совету целителей, что при настоящих либеральных порядках не находит соответствующего законодательного ограничения.
Случайные отравления чаще всего происходят при небрежном хранении токсичных веществ (в доступном для детей месте, в посуде из-под напитков или без этикетки), при их использовании не по назначению (например, известны отравления при попытке добавлять четыреххлористый углерод в краску в качестве растворителя, при использовании этилированного бензина для выведения пятен с одежды), при несоблюдении техники безопасности (например, описано смертельное отравление парами бензина при чистке цистерны без противогаза), при авариях. Технические жидкости могут употребляться внутрь вместо алкогольных напитков в случае незнания или недооценки их ядовитых свойств. Особенно часты отравления веществами, которые по цвету, вкусу и запаху похожи на этанол и употребляются вместо него по ошибке. Такие ошибки чаще всего совершаются в состоянии алкогольного опьянения, что приводит к комбинированным отравлениям.