Классификация веществ пульмонотоксического действия
В настоящее время существует несколько подходов к классифицированию и рассмотрению механизмов токсического действия веществ, способных при остром отравлении нарушать основную функцию легких газообмен. Традиционный подход, основанный на частичном принципе, относится, в первую очередь к веществам, вероятность поражения которыми наибольшая в процессе бытовой или профессиональной деятельности человека. Это так называемые токсичные химические вещества (ТХВ). Кроме того, в большинстве руководств рассматриваются “традиционные” ОВ удушающего действия: Фосген, дифосген, фосгеноксим и др. Перечень химических соединений, обладающих пульмонотоксическим действием, обширен, но как раньше (Савицкий Н. Н., 1939), так и в настоящее время (Лужников Е. А., Костомарова Л. Т., 1989) ингаляционные поражения человека наиболее часто обусловлены действием хлора, аммиака, неорганических и некоторых органических кислот, оксидов неметаллов (оксиды азота, серы), фосгена.
Помимо названных существует большое количество химических соединений как природного происхождения, так и синтетических, которые нарушают функцию легких при энтеральном и парэнтеральном путях поступления. Объединяющим свойством пульмонотоксикантов, вне зависимости от пути проникновения в организм, является способность нарушать функции клеток транзиторной и кондуктивной зоны легких. При тяжелых поражениях это сопровождается развитием токсического отека легких (ТОЛ).
Материальной основой клиники ТОЛ является повышение проницаемости элементов аэро-гематического барьева (АГБ), соответственно, накопление жидкости в интерстициальном и альвеолярных пространствах, снижение диффузионной способности легких для кислорода и т.д.. Однотипность конечного результата тяжелого поражения различными химическими соединениями - развитие токсического отека легких - дала основание объединить в группу веществ удушающего дейстия представителей разных классов химических соединений без учета принципиальных отличий их физико-химических свойств, агрегатных состояний, механизмов действия и даже токсичности. Так M. Chaigleu (1980) предложил классификацию вредных газов, основанную на типах действия на организм. Она включает:
а) асфиксические газы, вызывающие снижение концентрации кислорода в воздухе (простые асфиксические газы – метан, водород, азот), крови или тканях (химически действующие асфиксанты оксид углерода, диоксид-оксид азота, синильная кислота);
б) раздражающие газы – первичного действия (НCL, NH3, HF, SO2, альдегиды – акролеин); вторичные, т.е. имеющие несколько механизмов токсического действия – бензол, сероводород;
в) анестезирующие (наркотические) газы – ненасыщенные углеводороды, пропан, циклогексан и т.п. Кроме того, предлагается учитывать токсичсность газов (расчетную смертельную концентрацию при 30 минутной экспозиции). Однако токсичность вещества часто не является фактором, определяющим в реальных условиях воздействия (аварии на производстве) опасность развития патологии легких.
Предложенная классификация, вероятно, мало подходит для практических (врачебных) нужд, обучения, а также экспериментальной работы и теоретических обообщений. Не ясно, почему ряд веществ (галогены) не отнесены к пульмонотоксичным. Более того, авторы не включили в список опасных веществ хлор, сероводород, , метилизоцианат и другие соединения, явившиеся за последние годы причиной гибели десятков и даже тысяч людей. Фактически в большинстве случаев пульмонотоксичные вещетва или располагаются, как уже отмечалось, в алфавитном порядке, или разделяются на основе классификации Гендерсон-Хаггард на 4 группы:
1. удушливые газы (газы, вызывающие асфиксию);
2. раздражающие газы;
3. ингаляционные наркотики и родственные соединения;
4. неорганические и металлорганические соединения.
Проблема классификации ТХВ, и в том числе пульмонотоксикантов становится особенно важной в настоящее время, когда создаются информационные банки ОВТВ, представляющих опасность при авариях на промышленных предприятиях, и автоматизированные системы по принятию решений в процессе ликвидации очагов химического поражения.
В клинической практике чаще всего используется вариант классификации пульмоноксикантов по характеру действия, при котором все вещества могут быть разделены на 2 группы:
1. ОВ удушающего быстрого действия (хлорпикрин, хлор, фтор и др.).
2. ОВ удушающего замедленного действия (фосген, дифосген, окислы азота).
Многие пульмонотоксичесные вещества не относятся к промышленным ядам или отравляющим веществам, а являются лекарственными препаратами, гербицидами, пищевыми добавками, компонентами дыма при пожарах, или имеют природное (чаще растительное) происхождение. Они проявляют свои токсические эффекты не только, и не столько при ингаляции, сколько при энтеральном или парэнтеральном путях поступления. Точки приложения токсического действия (т.е. поражаемые клеточные элементы дыхательной системы), скорость развития патологического процесса, механизм токсического действия у них различны. При острых интоксикациях, сопровождающихся развитием ТОЛ химической этиологии, наибольшее значение имеет повреждение трех типов клеток легких: альвеолярных клеток (альвеолоцитов), эндотелиальных клеток кровеносных капилляров (эндотелиоцитов) и не реснитчатых клеток респираторных и терминальных бронхиол – клеток Клара. Первые два типа, наряду с липофибробластами, фибробластами, макрофагами и другими клетками, входят в состав аэро-гематического барьера.
Установлено, что различные химические вещества неодинаково нарушают функции указанных клеточных элементов. Естественно, что это далеко не полный перечень как химических веществ, так и физических воздействий, которые нарушают функции клеток аэро-гематического барьера и других отделов легких. Альвеолярные клетки, наиболее чувствительны к реакционноспособным веществам (галогены, карбонилы, оксиды металлов и неметаллов), которые, как правило, гидрофильны и проявляют свои токсические эффекты в месте аппликации. При действии этих веществ поражение дыхательной системы в целом имеет нисходящий характер. Токсический отек легких возникает в 3-4% случаев поражения хлором; 10-15% аммиаком; и до 40% - диоксидом азота (Лужников Е.А. и соавт., 1988).
Вероятность развития ТОЛ увеличивается при возрастании липофильности вещества. Указанные вещества, в основном, составляют первую группу классификации Н. В. Саватеева, С. А. Куценко (1982, 1990). Исключением являются паракват и триалкилфосфаты, поступающие энтеральным путем. Для этих веществ, как будет показано, характерны свои особенности распределения и биотрансформации в организме.
Эндотелиальные клетки поражаются в основном веществами с высокой липофильностью (кислород, фосген), а также имеющими энтеральный /парентеральный пути поступления и подвергающиеся метаболическим превращениям в организме. Наконец, третья группа веществ – фурановые соединения, 4-ипомеанол, триалкилфосфаты, четыреххлористый углерод, 1,1 –дихлорэтилен – метаболизируются в системе микросомального окисления с образованием метаболитов, повреждающих клетки, в которых они продуцируются, и/или способных транспортироваться в легкие кровотоком из других органов.