КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. С.Д.АСФЕНДИЯРОВА
ВОЕННАЯ КАФЕДРА
УТВЕРЖДАЮ
НАЧАЛЬНИК ВОЕННОЙ КАФЕДРЫКазНМУ
Полковник м/с Ж. Исабаев
ВОЕННАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ, РАДИОБИОЛОГИЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ЗАЩИТА
ТЕМА № 8: «Отравляющие и высокотоксичные вещества удушающего действия»
Метод проведения: Лекция для студентов всех факультетов
Время: 2 часа
СОСТАВИЛ: подполковник м/с Исаков И.
г. Алматы
Оглавление
| № м. м. | Наименование раздела (вопроса) | № страниц |
| 1. | Вступление | |
| 2. | Физико-химические свойства' фосгена | |
| 3. | Механизм действия и патогенез интоксикации. | |
| 4. | Клиника поражения; | |
| 5. | Обоснование методов профилактики и лечения. Содержание и организация оказания медицинской помощи в очагах и на войсковых этапах медицинской эвакуации. |
Вступление.
Удушающие ОВ (асфиксанты) — группа ОВ, вызывающих поражение преимущественно органов дыхания, с развитием токсического отека легких и острого кислородного голодания.
К группе асфиксантов относятся фосген, дифосген, фосгеноксим, хлор, хлорпикрин. Все эти ОВ широко применялись в годы первой мировой войны, причем около. 80% всех случаев смерти вследствие применения химического оружия были обусловлены фосгеном. В последующем, хлор из-за низкой токсичности был снят с вооружения. Хлорпикрин в настоящее время применяется как учебное ОВ для проверки противогазов.
А фосген до настоящего времени остается в арсенале химического оружия в качестве запасного ОВ. Это объясняется широким использованием его в промышленности в мирное время (производство красителей и некоторых лекарственных препаратов), отсутствием средств антидотной терапии, достаточно высокой его токсичностью и дешевизной производства.
Фосген относится к ОВ смертельного действия. В момент контакта явлений резкого раздражения обычно не вызывает. Симптомы интоксикации появляются после скрытого периода, поэтому фосген относят к ОВ замедленного действия.
II. Физико-химические свойства фосгена.
CL
Фосген (С= О)- дихлорангидрид угольной кислоты. Получен в 1812 г.
CL
английским химиком Деви при взаимодействии хлора с окисью углерода на солнечном свету (отсюда и произошло название “ фосген” от греч.- светорожденный). Применен впервые как ОВ в 1915 г. Германией.
В обычных условиях фосген - бесцветный газ с запахом гнилых яблок или прелого сена. Является типичным нестойким веществом (стойкость на местности в летнее время 15-30 мин). При температуре 0°С фосген представляется собой бесцветную жидкость, кипящую при +8,2 °С.
В воде растворяется плохо. В щелочной среде и при нагревании гидролиз ускоряется. Хорошо растворяется в органических растворителях, жирах и липидах.
Фосген действует только инголяционно. Средне-смертельная концентрация (LCt50) составляетЗ,2 г* мин/м з. Фосген обладает кумулятивным действием: при повторном вдыхании его в малых концентрациях развиваются эмфизема и бронхит.
III. Механизм действия и патогенез интоксикации.
Патогенез поражений фосгеном складывается из следующих основных звеньев: развитие кислородной недостаточности, формирование токсического отека легких и нарушение всех функций организма. Причем все три звена патогенеза взаимосвязаны и взаимозависимы, поэтому их нельзя рассматривать изолированно друг от друга.
Сразу же после контакта, фосген нарушает функцию дыхания. Он повышает возбудимость блуждающего нерва, а это приводит к тому, что меньшее по сравнению с адекватным растяжение альвеол при вдохе служит сигналом к прекращению вдоха и началу выдоха.
Дыхание при этом учащается (клинически это проявляется одышкой), но уменьшается его глубина, что ведет к уменьшению альвеолярной вентиляции. В результате этого снижается поступление кислорода' в кровь и возникает гипоксемия, называемая рефлекторной (по происхождению - рефлекс с блуждающего нерва).
Одновременно с этим нарушаются функции сердечно-сосудистой системы. Так, вместе с одышкой развивается брадикардия также имеющая рефлекторное происхождение.
Одновременно с рефлекторными нарушениями дыхания и сердечно-сосудистой системы начинается формирование токсического отека легких- патологического состояния, при котором транссудация сосудистой жидкости не уравновешивается ее резорбцией и сосудистая жидкость изливается в альвеолы. В основе токсического отека легких лежит повышения проницаемости капиллярной и альвеолярной стенок. Все изменения, которые происходят от момента воздействия ОВ до нарушения целостности альвеолярно-капиллярной стенки можно назвать механизмом развития токсического отека легких.
Проницаемость капиллярной и альвеолярной стенок нарушается неодновременно. Вначале становятся проницаемыми капиллярные мембраны и сосудистая жидкость пропотевает в интерстиций, где временно накапливается. Эту фазу развития отека называют' интерстициальной. Она характеризуется постепенным развитием. Во время этой фазы происходит компенсаторное ускорение лимфотока примерно в 10 раз, но и этой приспособительной реакции оказывается недостаточно и внесосудистая жидкость, переполнив интерстиций прорывается в полость альвеол через их деструктивно измененные стенки. Это приводит к развитию альвеолярной фазы отека, характеризующейся внезапностью развития и появлением клинических признаков. Именно альвеолярную фазу диагностируют в клинике, в то время как все предшествующие этому завершающему этапу процессы остаются клинически незамеченными и могут быть обнаружены лишь в эксперименте Причины "’’нарушения проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны многочисленны, но для токсического отека легких наибольшее значение имеют: увеличение внутрисосудистого давления в малом круге кровообращения, местные биохимические изменения в самой мембране и нервно-рефлекторные влияния.
Легочная гипертензия в свою очередь возникает в следствии увеличения содержания в крови вазоактивных гормонов, гипоксии и недостаточной скорости лимфотока.. •
Первые две причины связаны между собой. Вазоактивные вещества (норадреналин, ацетилхолин, серотонин, гистамин, кинины, ангиотензин I, простогландины El, Е2, F2) оказывают влияние непосредственно на гладкие мышцы сосудов и бронхов и в определенных условиях повышают тонус сосудов малого круга, вызывая легочную гипертензию. В норме, микросомальные энзимы легких инактивируют или активируют их. Нарушение фосгеном целостности капиллярной стенки естественно сказывается на метаболизме вазоактивных веществ, что и ведет к легочной гипертензии. Другой фактор, приводящий к легочной гипертензии- гипоксия. Обнаружено, что при гипоксии нарушается инактивация в легких норадреналина, серотонина, брадикинина. В крови, оттекающей от легких, возрастает их количество. Следовательно, легочный гипертензивный эффект можно связать с увеличением уровней перечисленных вазоактивных веществ.
О том, что местное повреждающее мембраны д ействие является непременным условием развития токсического отека легких, говорит факт наличия в отечной жидкости такого же количества белка, как и в циркулирующей плазме.
Для фосгена клетками-мишенями в мембране являются эндотелиальные, причем из биохимических нарушений характерны реакции с NH2-, ОН- и SH- группами протеинов и их метаболитов. В дальнейшем, первичные биохимические нарушения приводят к инактивации аденилатциклазы. Аденилатциклаза- фермент катализирующий реакцию АТФ аденилациклаза ► цАМФ + пирофосфат. Фермент обнаруживается главным образом в клеточных мембранах. Действуя на комплекс АТФ с кальцием в мембранах, фермент наряду с образованием цАМФ приводит к освобождению ионов кальция, которые влияют на состояние мембран. ЦАМФ является медиатором ряда гормонов и участвует в регуляции многих биохимических реакций в клетках. Инактивация фермента ведет к падению содержания цАМФ и внутриклеточной задержке воды. Развивается внутриклеточный отек. Эта фаза отека наиболее оптимальна для проведения терапевтических мероприятий. В последующем наступает повреждение субклеточных органелл, приводящее к высвобождению лизосомных ферментов, нарушению синтеза АТФ и лизису клеток-мишеней.
К местным нарушениям относят также повреждение так называемого поверхностно-активного вещества или легочного сурфактанта. Легочный сурфактант является компонентом пленочного покрытия альвеол и обеспечивает стабилизацию легочной мембраны, предупреждая полное спадение легких при выдохе. Физиологическая роль сурфактанта выяснена недостаточно. Известно, что он продуцируется альвеолоцитами второго типа; состоит из нескольких слоев: липидов, мукополисахаридов и белков. Липиды наиболее важны, так как именно в этой фракции содержатся основные факторы поверхностного натяжения. При токсическом отеке легких содержание сурфактанта в альвеолах снижается, а в отечной жидкости увеличивается, чему способствует деструкция клеток- продуцентов, ацидоз и гипоксия. Это приводит к снижению поверхностного натяжения отечного экссудата и созданию дополнительного препятствия внешнему дыханию.
Весьма значительна в развитии токсического отека легких роль нервной системы. Известны отеки легких нейрогенной этиологии (например при очаговых заболеваниях мозга, гемиплегиях и др). Возникновение таких отеков связано с массивным выбросом симпатомиметиков гипоталамических центров. Одно из главных влияний такого симпатического выброса - влияние на венозную констрикцию, приводящую к увеличению внутрисосудистого давления. Нейрогенным путем может быть угнетен и лимфоток, что тоже приводит к гипертензии в малом круге кровообращения.
Работами К.М.Быкова показано, что при интоксикации фосгеном изменяется функциональное состояние вегетативных центров, регулирующих в организме водный обмен.
В эксперименте доказано, что усиленное кровенаполнение малого круга кровообращения и нарушение водно-солевого обмена у животных, отравленных дифосгеном, являются следствием повышенного продуцирования гипофизом вазопрессина.
Причиной нарушения проницаемости мембраны может быть непосредственное действие фосгена на рецепторы дыхательных путей а паренхимы легких, а также на хеморецепторы малого круга кровообращения. Во всех этих образованиях имеются структуры, содержащие SH- группы, которые являются объектом воздействия удушающих ОВ. Результат такого воздействия- нарушение функционального состояния рецепторов, приводящие к появлению патологической импульсации и нарушению проницаемости нервно-рефлекторным путем. Дуга такого рефлекса представлена волокнами блуждающего нерва (афферентный путь) и симпатическими волокнами (эфферентный путь), а центральная часть проходит в стволе мозга ниже четверохолмий.
Гипоксия с развитием отека легких нарастает и приводит к дальнейшему нарушению многих функций. Она неоднократно меняется по глубине. Вслед за гипоксемией рефлекторного происхождения появляется гипоксическая гипоксия, клинически соответствующая “синей гипоксии “, характеризующаяся более глубокими расстройствами дыхания, хотя выраженных расстройств гемодинамики при этом не наблюдается. В артериальной и венозной крови снижается содержание Ог и увеличивается содержание СОг. Высокое, напряжение СОг приводит к стимуляции дыхательного центра и дальнейшему нарастанию одышки. По мере нарастания гипоксемии и гиперкопнии в виде компенсаторной реакции развивается тахикардия и повышается тонус периферических сосудистых образований (артериол, венул). Гипоксемия вызывает нарушение метаболических процессов и появление в крови недоокисленных продуктов обмена, объединенных общим названием - органические кислоты (молочная, ацетоуксусная и Р- оксимасляная кислоты, ацетон). Они способствуют еще большему нарушению дыхания и изменению кислотно-основного состояния, возникновению ацидоза: ph крови снижается до 7,2 (N-7,35).
С нарастанием гипоксии и ацидоза капилляры расширяются, в них депонируется кровь. Проницаемость сосудистой стенки увеличивается, отек нарастает.
По мере развития ацидоза вступает в Действие почечный механизм компенсации, направленный на выведение из организма анионов угольной кислоты и недоокисленых продуктов обмена. Но параллельно с этим в организме происходит задержка ионов натрия и, следовательно воды. Это приводит к развитию олигоурии.
Значительные изменения наблюдаются в периферической крови. По мере нарастания отека увеличивается содержание гемоглобина, и на высоте отека оно достигает 200-230 г/л. Увеличивается и количество эритроцитов до 7-9*10 /л, что объясняется не только сгущением крови, но и рефлекторным сокращением селезенки (одна из компенсирующих гипоксию реакций). Возрастает число лейкоцитов (9-11*10 /л). Значительно ускорено время свертывания крови (ЗО-бОс вместо 150с в N), поэтому отмечается наклонность к тромбообразованию, а при тяжелых отравлениях - прижизненное свертывание крови.
Гипоксемия и сгущение крови вызывают замедление тока крови и перераспределение ее. Развиваются расстройства гемодинамики, которые приводят к появлению еще одного вида гипоксии - циркуляторной. При этом появляются клинические признаки коллапса: ухудшение общего состояния, падение АД, частый нитевидный пульс. Кожа у отравленных в таких случаях пепельно-серого цвета, черты лица заострившиеся, тело покрыто липким потом. Такая стадия гипоксии клинически носит название -“серой “. Для нее характерно то, что поверхностные сосуды запустевают, кровь накапливается во внутренних органах и брыжеечных венах (отсюда и серо-землистый цвет кожи), дальнейшее снижение содержания кислорода в крови и развитие гипокапнии - снижения в крови содержания СОг. Возникновение гипокапнии можно объяснить резким нарушением тканевого дыхания и всвязи с этим меньшей выработкой СОг, способностью последней легко диффундировать через отечную жидкость. Таким образом, причинами серой гипоксии являются заполнение всех дыхательных путей отечной жидкостью, ослабление сердечно-сосудистой деятельности по типу коллапса и угнетение дыхательного центра..
IV. Клиника поражения.
Различают тяжелую, среднюю и легкую степени поражения фосгеном.
В тяжелых случаях течение отравления условно делят на четыре периода: воздействия ОВ (начальный, рефлекторный), скрытый, развития токсического отека легких, разрешения отека.
В период воздействия симптомы поражения могут отсутствовать или проявляться раздражением верхних дыхательных путей. У пораженных появляется чувство характерного запаха ОВ, неприятный вкус во рту, слюнотечение, отвращение к табаку, чувство першения, жжения или царапанья в носоглотке, чувство сдавления в груди, затруднения дыхания, резь в глазах, слезотечение, иногда неприятная тяжесть в подложечной области, тошнота и реже рвота. Появляется одышка, иногда брадикардия.
После выхода пострадавшего из отравленной атмосферы или надевания противогаза все признаки поражения постепенно -затихают или исчезают совсем. Наступает скрытый период (или период мнимого благополучия), который длится от часа до 3 часов. Продолжительность этого периода определяется тяжестью интоксикации и зависит от общего состояния организма в момент отравления. Короткий скрытый период указывают на более тяжелое поражение, и является плохим прогностическим признаком. Охлаждение тела и физические нагрузки также сокращают продолжительность этого периода.
Субъективные жалобы в этом периоде почти полностью отсутствуют, однако при объективном обследовании уже можно выявить признаки интоксикации. Наиболее ранними симптомами отравления являются учащенное поверхностное дыхание и брадикардия, вследствие чего нормальное соотношение частоты дыхания и пульса 1:4 меняется до1:3,5 или 1:3. К концу периода наблюдается некоторые разжижение крови: уменьшение содержания гемоглобина и эритроцитов на 5-10%.
Основные проявления интоксикации отмечаются в третьем периоде - периодеразвития токсического отека легких, когда внесосудистая жидкость переходит в альвеолы.
Начальными признаками- развития отека лёгких является общая слабость, головная боль, разбитость, стеснение и тяжесть в груди. Дыхание еще более учащается (до 40 в мин). Появляется кашель с мокротой, легкий цианоз губ, ногтевых фаланг, носа. Со стороны сердца отмечается умеренная тахикардия.
В дальнейшем, с нарастанием отека, развивается резкая слабость. Пораженный жалуется на боли в груди и затрудненное дыхание. Одышка достигает 50-60 дыханий в мин. В дыхательном акте начинает участвовать вся вспомогательная мускулатура. Экскурсии грудной клетки ограничены. Развивается эмфизема легких,. Количество, выделяющейся при кашле, пенистой серозной мокроты увеличивается. По мере нарастания отека жидкость заполняет не только альвеолы, но также бронхиолы и бронхи. Это позволило назвать такое состояние “ утоплением на суше “. При перкуссии определяется опущение нижних границ легких и неоднородный перкуторный звук. Выслушиваются влажные хрипы разных калибров Пульс учащен до 100 ударов в мин. Наблюдается некоторое расширение границ сердца, небольшое снижение АД. На высоте отека легких значительно сгущается кровь. Количество гемоглобина- свыше 160г/л, эритроцитов - более 6*10 в л. Кровь темная, вязкость ее резко повышена, свертываемость ускорена. Отмечается лейкоцитоз со сдвигом формулы влево и ускорение СОЭ.
Диурез уменьшается, развивается олигоурия. Моча кислая, удельный вес ее повышен, обнаруживаются следы белка и.эритроциты.
Температура тела повышается до 38-39°С.
Всвязи с крайним обеднением крови кислородом слизистые оболочки и кожные покровы резко синюшны (цианотичны) с багровым оттенком.
Такое состояние носит название “синей” гипоксии.
В случае присоединения острой сердечно-сосудистой недостаточности кожа покрывается липким потом, приобретает землисто-серый оттенок, черты лица заостряются давление крови падает (максимальное артериальное давление- ниже 70 мм.рт.ст.), пульс учащается (до 160-180), приобретает характер нитевидного, дыхание становится клокочущим, редким, аритмичным. Содержание органических кислот обычно доходит до 24-30 ммоль/л (при нормеЮ-14 ммоль/л). Это крайне тяжелое состояние носит название “серой” гипоксии и как правило предшествует смерти пораженных. л
Первые двое суток являются для пораженных фосгеном критическим периодом. На эти дни приходится основная масса умирающих от отека легких. При благоприятном исходе пораженный начинает медленно поправляться. Процесс отравления переходит с 3-4 дня в период разрешения отека. Общее состояние пораженного улучшается, уменьшается одышка, кашель и выделение мокроты, появляется аппетит. Через 6-8 дней состояние отравленного становится удовлетворительным, влажные хрипы исчезают и через 2-3 недели наступает полное выздоровление.
Наиболее грозными осложнениями после перенесенного отека легких являются тромбозы сосудов, приводящие к инфаркту легкого, а также воспаление или абсцесс легкого, что может явиться причиной смерти в более поздние сроки (8-15 сутки).
В случаях ингаляции фосгена в' очень высоких концентрациях, возникает поражения крайне тяжелой степени. В период воздействия ОВ резко выражено его раздражающее действие. Скрытый период отсутствует. Смертельный исход наступает уже после нескольких вдохов ОВ, в течение нескольких минут без развития отека легких, в результате ларингоспазма или рефлекторного угнетения дыхательного центра. Однако подобные поражения встречаются не часто.
При поражении легкой степени начальная стадия выражена слабо. Скрытый период продолжается до 8 часов после чего отравленный жалуется на слабость, головокружение, небольшую одышку; может быть чувство стеснения в груди, кашель. Объективно отмечаются: насморк, небольшое слюнотечение, гиперемия зева, жесткое дыхание и единичные сухие хрипы. Пульс ритмичен, слегка учащен. Температура тела субфебрильна. Все эти явления острого бронхита проходят через 3-6 дней. Отек легких не развивается.
При поражении средней тяжести скрытый период продолжается 3-5 часов. Затем развивается благоприятно протекающий отек легких. Клинически это проявляется умеренной одышкой, кашлем с небольшим, количеством мокроты, цианозом слизистых оболочек, учащенным пульсом, пониженным АД. В легких выслушивается небольшое число хрипов; при перкуссии обнаруживаются участки приглушенно-тимпанического звука. Имеются явления слабо выраженного сгущения крови. Повышается температура тела.
Через 2 суток отечная жидкость начинает рассасывается и через 2-3 недели наступает выздоровление.
Из осложнений возможна бронхопневмония.