Функциональные нарушения со стороны нервной системы
Глава 12. Отравляющие и высокотоксичные вещества нейротоксического действия
Нейротоксичность - это способность химических веществ, действуя на организм, вызывать нарушение структуры и/или функций нервной системы. Нейротоксичность присуща большинству известных веществ. Она может быть следствием прямого, или опосредованного повреждением других органов, действия токсикантов на нервную систему. Поэтому практически любая острая интоксикация в той или иной степени сопровождается нарушениями функций нервной системы. Тем не менее выделяют группу веществ, условно обозначаемых как нейротоксиканты.
К числу нейротоксикантов относят вещества, для которых порог чувствительности нервной системы (отдельных её гистологических и анатомических образований) существенно ниже, чем других органов и систем, и в основе интоксикации которыми лежит поражение именно нервной системы. Токсический процесс, развивающийся в результате действия нейротоксикантов, проявляется нарушением механизмов нервной регуляции жизненно важных органов и систем, а также памяти, мышления, эмоций, поведения и т.д.
В основе токсического действия нейротоксикантов может лежать повреждение любого структурного элемента нервной системы путем модификации пластического и энергетического обмена, нарушения генерации, проведения нервного импульса по возбудимым мембранам, передачи сигнала в синапсах.
Также условно нейротоксиканты можно разделить на две группы:
1. Вызывающие преимущественно функциональные нарушающие со стороны центрального и периферического отделов нервной системы.
2. Вызывающие органические повреждения нервной системы.
Вещества первой группы даже при острых смертельных отравлениях, не вызывают видимой альтерации нервной ткани. Для веществ второй группы, напротив, характерно токсическое действие, сопровождающееся, прежде всего деструктивными изменениями в отделах ЦНС и ПНС.
Часть нейротоксикантов вызывают при остром воздействии тяжелые нарушения нервной регуляции функций жизненно важных органов и систем. Для них характерно близкое значение доз, провоцирующих утрату боеспособности (непереносимые дозы) и оказывающих смертельное поражение (смертельные дозы). Поражения этими токсикантами характеризуются большим числом смертельных исходов, а в структуре санитарных потерь преобладают тяжело пораженные, требующие оказания помощи по жизненным показаниям (табл. 38). ОВТВ, обладающие такими свойствами, по большей части относятся к веществам смертельного действия.
Таблица 38.
Предполагаемые потери живой силы в районе применения отравляющего вещества VX из выливных авиационных приборов, %
(по В.В. Мясникову, 1989)
| Степень защищенности живой силы | Смертельные и тяжелые поражения | Легкие поражения |
| Высокая Средняя Слабая | 10 - 20 50 – 90 | 30 - 50 10 - 50 |
В основе клиники поражения другими нейротоксикантами лежит преимущественно нарушение функций высшей нервной деятельности. Для основных представителей этой подгруппы характерно более чем тысячекратное различие доз, вызывающих нарушение боеспособности и смерть. Поэтому, как правило, в очагах поражения формируются преимущественно транзиторные токсические реакции и легкие формы отравления, не совместимые с выполнением боевой задачи. Случаи смертельного поражения встречаются редко. Такие вещества относятся к временно выводящим из строя ОВТВ.
Из числа представленных в таблице 39 веществ VX, зоман, зарин относятся к первой подгруппе, BZ - ко второй.
Таблица 39.
Токсичность некоторых отравляющих веществ (по В.В. Мясникову, 1989)
| Наименование | Поражение через органы дыхания | |
| LCt50 г мин/м3 | ICt50 г мин/м3 | |
| VX Зоман Зарин BZ | 0,035 0,05 0,1 110,0 | 0,005 0,025 0,055 0,11 |
Большинство промышленных токсикантов, пестицидов, лекарственных средств (применение которых возможно в качестве диверсионных агентов), занимают промежуточное положение между смертельно действующими отравляющими веществами и временно выводящими из строя. Различие значений их смертельных и выводящих из строя доз больше, чем у представителей первой подгруппы, и меньше, чем у представителей второй.
Вещества, вызывающие преимущественно
функциональные нарушения со стороны нервной системы
Наиболее токсичные представители рассматриваемой группы первично повреждают механизмы проведения и передачи сигнала в нервной ткани, т.е. относятся к веществам, вызывающим преимущественно функциональные нарушающие со стороны центрального и периферического отдела нервной системы.
Как хорошо известно, распространение сигнала по нервному волокну имеет электрическую природу. Достигнув нервного окончания (пресинаптические структуры), электрический сигнал вызывает высвобождение химического вещества (нейромедиатора), которое, диффундируя через пространство, отделяющее нервное окончание от поверхности иннервируемой клетки (синаптическая щель), действует на селективные рецепторы (постсинаптические) и вызывает их возбуждение. Возбуждение рецептора приводит к изменению потенциала постсинаптической мембраны. Таким образом, инициируется ответная реакция клетки, находящейся под контролем нейрона. Нейромедиатор, выделившийся в синаптическую щель, не только взаимодействует с постсинаптическими рецепторами, но и подвергается либо энзиматическому расщеплению, либо обратному захвату пресинаптическими структурами. Находящийся в синаптической щели нейромедиатор также взаимодействует с пресинаптическими рецепторами, возбуждая их, и по механизму обратной связи прерывает дальнейший выброс и активирует обратный захват.
Для передачи нервного импульса в синапсах в качестве медиаторов нейроны используют различные химические вещества. Нейромедиаторы синтезируются в пресинаптических структурах и находятся здесь в связанной форме, главным образом в специальных клеточных органеллах, так называемых синаптических везикулах.
В настоящее время в ЦНС и на периферии идентифицировано более 17 типов регуляторных систем (классифицируемых по строению нейромедиатора), на которые воздействуют, в том числе, и токсиканты. Среди них: холинэргическая (мускариночувствительная - 4 подтипа, никотиночувствительная - 2 подтипа), ГАМК-эргическая (2 подтипа), глутаматэргическая (4 подтипа), глицинэргическая (1 подтип), адренэргическая (9 подтипов), дофаминэргическая (5 подтипов), серотонинэргическая (5 подтипов), опиоидная (4 подтипа), пептидэргическая (более 5 подтипов), гистаминэргическая (3 подтипа), пуринэргическая (6 подтипов) и т.д.
Помимо “классических” медиаторов нервного импульса в нервной ткани определяются и другие вещества, как правило, пептидной природы, модулирующие эффекты нейромедиаторов на синаптические рецепторы. В настоящее время таких нейромодуляторов в ЦНС млекопитающих идентифицировано более 60.
В основе действие токсикантов на передачу нервного импульса лежат следующие механизмы (рис. 42):
- влияние на синтез, хранение, высвобождение и обратный захват нейромедиатора;
- непосредственное действие на селективные рецепторы;
- изменение сродства рецепторных структур к нейромедиаторам;
- изменение скорости синтеза, разрушения и распределения рецепторов в тканях;
- модификация состояния механизмов сопряжения между рецептором и эффекторной системой клеток.
Рисунок 42. Места действия токсикантов на синапс
Схема этапов оборота нейромедиатора, воздействуя на которые токсикант может инициировать токсический процесс: 1 - синтез; 2 - хранение; 3 - метаболизм; 4 - выделение; 5 - обратный захват; 6 - разрушение; 7 - рецептор; 8 - механизм проведения сигнала.
Среди отравляющих и высоко токсичных веществ, относящихся к числу нейротоксикантов, вызывающих преимущественно функциональные нарушения, можно выделить две основные подгруппы:
1. Нервно-паралитического действия;
2. Писходислептического действия.
12.1.1. Отравляющие и высокотоксичные вещества
нервно-паралитического действия
До недавнего времени к числу веществ нервно-паралитического действия относили исключительно боевые отравляющие вещества из класса фосфорорганических соединений (ФОС) - фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ). В настоящее время запасы ФОВ, хранящиеся в арсеналах, подлежат уничтожению, в связи с чем снижается вероятность их применения при ведении военных действий. Однако появились новые токсиканты, поражение которыми не исключено в ходе военных конфликтов, при аварийных ситуаций на объектах синтеза, хранения высокотоксичных веществ и средствах их транспортировки, при совершении террористических актов.
К числу ОВТВ нервно-паралитического действия можно отнести:
1. Фосфорорганические соединения (зарин, зоман, VX, фосфакол, армин, карбафос, дихлофос и др.);
2. Производные карбаминовой кислоты (пропуксор, альдикарб, диоксакарб и др.);
3. Бициклофосфаты (бутилбициклофосфат, изопропилбициклофосфат и др.);
4. Производные гидразина (гидразин, диметилгидразин и т.д.)
5. Сложные гетероциклические соединения (тетродотоксин, сакситоксин, норборнан и др.);
6. Белковые токсины (ботулотоксин, тетанотоксин).
Структурные формулы отдельных представителей групп даны на рисунке 43.
Рисунок 43. Строение некоторых представителей ОВТВ нервно-паралитического действия
Современные нервно-паралитические ОВТВ различаются не только строением, но и особенностями токсического действия (таблицы 3). Вещества одной группы при тяжелых интоксикациях вызывают развитие судорожного синдрома, комы и гибели пострадавшего, как правило, от остановки дыхания и сердечной деятельности на фоне истощения энергетических ресурсов организма. Другие – первично вызывают паралич произвольной мускулатуры, в том числе и дыхательной, и гибели от асфиксии.
Интоксикация некоторыми веществами развивается достаточно быстро, и у медицинской службы практически нет резерва времени для спасения жизни пострадавших. В этих случаях с целью медицинской защиты личного состава должны использоваться антидоты само- и взаимопомощи. Интоксикация другими представителями группы развивается медленно. Основной задачей врача в этом случае является своевременное выявление пораженных и скорейшая эвакуация на этапы оказания квалифицированной помощи. В связи с этим нервно-паралитические ОВТВ можно классифицировать следующим образом (табл. 40):
Таблица 40.