Работа 4. сильнодействующие и ядовитые вещества

4.1.° .Поступление токсичных веществ

Физиологический результат от воздействия многих химических веществ зависит от интенсивности и режима их поступления в организм. Последствия от воздействия высокой интенсивности, высоких концентраций (острые отравления) могут сильно отличаться от последствий действия низкой интенсивности – хронического или периодического (интермиттирующего). Изучение острой и хронической токсичности проводится главным образом на животных. Острые отравления определяются как отравления, разви­вающиеся в течение не более чем за 24 часа, но не всегда удается устано­вить точно, когда в условиях аварии началось воздействие на пострадав­ших ядовитых веществ. Сначала, необходимо уточнить имел ли место сам факт воздействия веществ на людей, а затем – в течение какого времени пострадавшие находились в зоне действия.

Хронические (интермиттирующие) воздействия могут происходить не только в производственных условиях, но и в случаях, когда имеется загряз­нение окружающей среды или когда ядовитые химикаты представлены в продовольствии. В этих ситуациях, если проблема имеет тенденцию к раз­витию, могут быть приняты организационные и технические меры к её ре­шению. Необходима оценка риска, что эти воздействия скажутся на здоро­вье настоящего и будущего поколений.

В большинстве случаев признаки отравления химическими веществами проявляются у пострадавших от несчастного случая немедленно или с отсрочкой в 1–2 часа. Симптомы (признаки) могут быть местные (глаза, кожа, респиратор­ный тракт (дыхательные пути), гастроэнтеральный (или желудочно–кишеч­ный) тракт, системные поражения (система кровообращения или нервная система) или сочетание их. Чаще всего острые системные поражения прояв­ляются в форме возбуждение или депрессия, аритмии, повышении или понижении давления крови, метгемоглобинемии (окисление двухвалентного железа гемоглобина), гемолизе (разрушение эритроцитов), развивается диа­рея, рвота, продрома (общее недомогание).

В некоторых случаях, однако, особенности токсиче­ского действия таковы, что признаки могут появиться через дни, недели, месяцы или даже годы после острого отравления (латентный период).

Отсроченные признаки могут проявиться в любой системе или в органе, но обычно это респираторный тракт (например, отек легких), почки, печень и формирующие кровь органы.

В зависимости от пути поступления в организм выделяют ингаляцию, кожную резорбцию, поражения желудочно–кишечного тракта и так далее.

Ингаляция

При химических авариях с большим количеством пострадавших, основной путь отравления – ингаляционный. Отравления вызываются ток­сичными газами, парами и аэрозолями (дымом в частности). В результате производственной аварии газы, хранившиеся под давлением, быстро зара­жают не только производственную зону, но распространяются с ветром и заражают воздух близлежащих населенных пунктов. Наряду с действием на дыхательные пути, вероятно поражение в этом случае глаз и кожи. Не исключено поражение желудочно–кишечного тракта, если питьевая вода или продовольствие также были заражены через воздух или с выпавшими осадками в виде дождя или снега.

Ингаляционные ядовитые вещества различаются своими физическими свойствами и патолого–физиологическими эффектами, которые определяют клинические проявления отравления. Результат действия химикатов на дыхательные пути складывается из эффектов воздействия на мембраны на различных уровнях респираторного тракта, а также других эффектов в результате поглощения токсичного вещества слизистыми оболочками и альвеолами. Возникают как немедленные признаки, так и признаки отсро­ченные, которые появляются после латентного периода. Выделяют пять типов ингаляционных поражений по их патофизиологическими эффектам и пять групп ядовитых веществ:

– раздражающие;

– системные ядовитые вещества;

– комбинированные – и раздражающие, и системные;

– инертные (в биологическом, а не химическом понимании);

– горячие газы.

Именно необходимость рассмотрения двух последних групп сущест­венно отличает аварии от большинства других ситуаций токсического воз­действия на организм.

Раздражающие яды

Раздражающие яды оказывают токсичное действие на слизистые обо­лочки респираторного тракта. Тяжесть поражения будет определяться:

– концентрацией и химической природой яда;

– размером частиц аэрозоля;

– растворимостью в слизи дыхательных путей;

– способностью проникать через биологические мембраны;

– продолжительностью воздействия;

– наличием предшествующих заболеваний, особенно, респираторного тракта.

Важно различать две подгруппы раздражающих ядов:

– вызывающие признаки токсического действия немедленно;

– вызывающие только слабые и/или вообще не вызывающие при­знаков поражения.

Вещества хорошо растворимые в воде (например, кислоты, щелочи, аммиак, хлористый и фтористый водород) воздействуют на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и обычно не достигают нижних отде­лов респираторного тракта, если концентрация вещества в воздухе и время действия невелики. Эти вещества, как правило, вызывают немедленно такие симптомы как слезотече­ние, кашель, ринит, фарингит и иногда отек гортани. Также возможно пораже­ние нижних отделов респираторного тракта, хотя это более характерно для веществ промежуточной раствори­мости в воде (например, газообразные гало­гены, диоксид серы, фенол). Главным образом вещества малорастворимые в воде поражают нижние отделы респираторного тракта при низких концентра­циях или при повто­ряющихся коротких воздействиях. Например, хлор, серово­дород, изоциа­наты, пары ртути, оксиды азота, фосген вызывают пневмонии, отеки лег­ких, даже порой без других признаков поражения верхних дыхатель­ных путей или раздражения глаз.

Итак, ранние симптомы поражений респираторного тракта обычно хорошо выражены и позволяют оценить степень поражения. Но, в случае оксидов азота, фосгена и ряда других летучих ядовитые вещества ранние симптомы не выражены.

Повторение первичных симптомов имеет место после латентного периода. В течение латентного периода человек ощущает легкий дискомфорт. Длительность латентного периода – от 30 минут до 3 суток.

Повторное действие ингаляционных ядовитых веществ при их высо­кой концен­трации может вызывать рефлекторные реакции отторжения в системах цирку­ляции и в дыхательной системе.

Развитие симптомов поражения респираторного тракта происходит по нескольким основным направле­ниям.

Отек легких. Он возникает из–за увеличения прони­цаемости капилляров (под действием, например, оксидов азота). Иногда отек наблюдается сразу после воздействия ядовитые вещества, а иногда только после латентного периода.

Астмоподобный синдром. Например, изоцианаты вызы­вают сенсибилиза­цию респираторного тракта – после повторного действия низких концентраций возникают астматические симптомы. Второй механизм действия изоцианатов связан с изменением под их влиянием биологического ответа на стимуляцию b–рецепторов (или выделение гистамина и бронхоконстрикция). Эффекты от действия изоциа­натов по второму пути проявляются после латентного периода через несколько часов.

Системные поражения.

Цианиды, оксиды углерода, азота, нитриты, галогенпроизводные и др.

Вдыхаемые ядовитые вещества могут быть причи­ной системных нарушений без каких–либо симптомов нарушений в респираторном тракте. Соответственно, симптомы системных нарушений изменяются в соответствии с токсическими свойствами вещества, наиболее уязвимой системой конкретного пострадавшего и орга­ном–мишенью.

Анало­гично рассмотренным выше поражениям респираторного тракта симптомы могут быть немедленными или отсрочен­ными. Немедленные симптомы связаны с действием ядовитого вещества на централь­ную нервную и сердечно–сосудистую системы. Особое место зани­мают систем­ные ядовитые вещества эндогенного происхождения, которые при авариях поступают извне, напри­мер, синильная кислота и ее соли.

Цианиды

Цианиды эндогенного происхождения обнаружены в биологических жидкостях, в выдыхаемом воздухе, в моче. Считается, что нормальный их уро­вень в плазме крови может достигать 120 мкг/л.

Цианокобаламин (витамин В12) является фактором роста и необхо­дим для нормального кроветворения, функционирования нервной системы, печени и других органов. Этот витамин синтезируют микроорганизмы, оби­тающие в желудочно–кишечном тракте человека. Поэтому некоторые коли­чества цианидов, образующихся при распаде витамина организм инактиви­рует. Если концентрация синильной кислоты в воздухе не превы­шает 0,01–0,02 мг/л, то она оказывается практиче­ски безопасной к течение нескольких часов. Увеличение концентрации яда до 0, 08–0,1 мг/л уже опасно для жизни из–за истощения защитных механизмов.

Цианиды блокируют усвоение клетками кислорода и вызывает ткане­вую гипоксию – кислород в тканях есть, а усвоить его они не могут. При попадании в организм несмертельных доз быстро развиваются головная боль, одышка, рвота, покраснение кожи. В тяжелых случаях нарушается работа сердца, наблюдаются судороги и паралич. Биохимический механизм токсического дей­ствия цианидов заключается в присоединении к трехва­лентному железу катали­тического центра дыхательного фермента цито­хромоксидазы. В митохондриях клеток блокируется перенос электрона, осуществляемый благодаря способно­сти железа обратимо изменять степень окисления. В результате блокируются основные процессы дыхания и син­теза АТФ.

Оксид углерода

Оксид углерода – еще один из распространенных ядов. Его называют угарным газом из–за частых случаев отравления в результате неполного сгора­ния топлива в печах, каминах или в двигателях внутрен­него сгорания при ремонтных работах в закрытых гаражах.

Оксид углерода применяется в хими­ческой промышленности при получении метилового спирта и ацетона. Прони­кая в легкие, оксид углерода быстро преодолевает мембрану, растворяется в плазме крови, диффундирует в эритроциты и вступает в обратимое химическое взаи­модействие с гемоглобином (Hb) по схеме:

HbO₂ +CO « HbCO +O₂ или Hb+CO « HbCO

Образующийся патологический комплекс – карбоксигемоглобин – не спосо­бен присоединять к себе кислород. При этом в молекуле гемоглобина СО соединя­ется с атомами железа, вытесняя кислород. Понятно, что одна молекула гемо­глобина (точнее 2 её гема) может присоединять до 2 молекул СО.

В организме постоянно присутствует некоторое количество оксида угле­рода. Подобно цианидам она образуется в процессах метаболизма. Когда эрит­роциты крови стареют и распадаются, в кровь выделяется гемо­глобин. Его пре­вращение в билирубин сопровождается образованием 1 моля оксида углерода на моль ге­моглобина. Это небольшое количество ока­зывается заметным при длительной работе в герметичных помещениях – на подводных лодках или кабинах космических кораблей. При содержании СО во вдыхаемом воздухе равном 0,07% количество образующегося в крови HbCO стано­вится равным количеству HbO₂.

Из системных ядовитых веществ, поступающих в организм ингаляци­онным путем, отметим летучие фосфорорганические соединения и углево­дороды. Их токсическое действие связано нарушением проводимости нерв­ных импульсов. Причем действие первых проявляется быстро в форме судорог и паралича, а действие вторых – депрессивное и наркотическое.

Вдыхание окислов азота, нитритов и нитробензола вызывает накопле­ние в эритроцитах окисленной формы гемоглобина, называемой метгемог­лобин MtHb, которая не способна переносить кислород. Такой же эффект вызывают следующие группы веществ:

– анилин, гидроксиламин, фенилгидразин, аминофенолы и их производные;

– органические и неорганические окислители – хиноны, нафталин, хлораты и перманганаты;

– окислительно–восстановительные красители: метиленовый синий, кре­зило­вый голубой;

– лекарственные препараты (нитроглицерин, амилнитрил, новокаин, суль­фа­ниламиды, аспирин, барбитураты и др.).

Следует выделить еще один класс летучих ядовитых веществ – галогенпроиз­водные углеводородов. Они повышают чувствительность миокарда к эндогенным и экзогенным катехоламинам – адреналину и норадреналину. Легкие отравления сопровождаются аритмией, а в тяжелых случаях может наступить смерть.

Комбинированные поражения

Вещества, обладающие и системным поражающим действием, и местным (раздражающим) действием, как правило, представляют меньшую опасность ввиду своевременных субъективных реакций, уменьшающих дозу поступающего в организм вещества. При этом следует принимать во внимание возможность привыкания к раздражающему действию.

Биологически инертные газы

О токсическом действии таких газов как азот, водород, метан и сжиженный газ (этан–бутан) можно говорить условно в связи с возникновением аварийных ситуаций. Они замещают кислород в легких и вызывают гипоксию.