Бова А.А., Горохов С.С. Военная токсикология и токсикология экстремальных ситуаций

Подождите немного. Документ загружается.

161

вов. Пары зарина также легко проникают через кожу. LCt

пара через кожу

(при защищенных органах дыхания) 12 000 мг×мин/м

для обнаженного чело-

века, 15 000 мг×мин/м

для человека, находящегося в обычном обмундирова-

нии.

Зоман (GD) – фторангидрид пиноколинового эфира метилфосфоновой

кислоты:

бесцветная жидкость с температурой кипения 198°С при 760 мм рт. ст., более

стоек, чем зарин. Пары зомана в 6,33 раза тяжелее воздуха. Имеет фруктовый

запах, при наличии примесей — камфорный. Зоман плохо растворяется в воде,

но хорошо во всех органических растворителях. Принципы его дегазации, ха-

рактеристика очага заражения на местности та же, что

и зарина. Более стоек (на

местности при обычной погоде в течение 1—2 нед.). LCt

=70—100 мг×мин/м

Чрезвычайно токсичен при действии через кожу. Кожу не повреждает, но быст-

ро абсорбируется. LD

=60 мг/чел.

Ви-газы (VX) объединяют ряд веществ, близких по химическому строе-

нию, и имеют химическое название фосфорилтиохолины, фосфорилхолины.

Они имеют следующую химическую структуру:

янтарного цвета жидкость, напоминающая машинное сало с температурой ки-

пения 300°С, плохо растворимая в воде, но хорошо растворимая в органических

растворителях (в горючих и смазочных материалах), впитывается в лакокра-

сочные покрытия и резинотехнические изделия. Их летучесть незначительна.

Пары в 9,2 раза тяжелее воздуха. По токсичности фосфорилтиохолины значи-

тельно превосходят зарин и

зоман, особенно при попадании на кожу. Стойкость

на местности летом от нескольких часов до нескольких недель, зимой — от 1 до

16 недель. На местности образуют стойкий быстродействующий очаг при инга-

ляционном поражении и замедленного действия — при поражении через кожу.

LCt

=30 мг×мин/м

, ICt

=2 мг×мин/м

, LD

=6 мг/чел. Дегазируется хлорсо-

держащими дегазаторами.

Первое сообщение о токсических свойствах фторангидридов

фосфорной кислоты появилось в 1932 году. Исследования проводи-

лись во многих странах в условиях секретности, но основные иссле-

дования проводились в Германии, где научно-исследовательскую ла-

162

бораторию концерна «Фарбениндустри» возглавлял Г. Шрадер. В по-

исках эффективных инсектицидов он обнаружил высокую токсич-

ность некоторых фторсодержащих соединений. К началу второй ми-

ровой войны сотрудниками лаборатории Г. Шрадера было получено

свыше 2000 новых ФОВ, ряд из которых был отобран для изучения в

качестве БОВ. В целях маскировки они были условно обозначены

трилонами, хотя трилоны — это комплексообразователи, используе-

мые в качестве аналитических средств и вспомогательных материа-

лов для крашения тканей.

В 1936 г. синтезирован «Трилон-83» (табун) и начато строитель-

ство военного завода по его производству. В 1937 г. был синтезиро-

ван только 1 кг табуна. В 1942 г. было получено уже 138 тонн этого

ОВ. К концу

второй мировой войны Германия выпускала 12 тонн та-

буна в день и имела запас в 9 тыс. тонн; зарин начал выпускаться с

1938 г.

В США и Англии высокотоксичные ФОВ стали активно изу-

чаться в 1939 г. Был отобран в качестве БОВ диизопропилфторфос-

фат, в 1944 г. синтезирован зоман. Исследователи США и Англии по-

лучили

документацию разработок технологии зарина и образцы бое-

припасов немецкого производства. После войны в США были выве-

зены немецкие ученые-химики и около 1000 тонн ФОВ. Демонтиро-

ванная на немецкой территории опытная установка по производству

зарина в 1948 г. (через год) на территории США стала давать зарин.

Затем появились настоящие заводы по производству ФОВ

В 50-х годах шведский химик Таммелин синтезировал высоко-

токсичные аминотиоловые эфиры фосфоновых кислот, на основе ко-

торых в США с 1955 г. на вооружении появились наиболее токсич-

ные ОВ под условным наименованием VX-газы (фосфорилтиохоли-

ны). В настоящее время синтезировано значительное количество раз-

ных ФОВ.

Опасность массового поражения людей ФОВ сохраняется до

на-

стоящего времени. Об этом свидетельствует трагедия, произошедшая

в марте 1995 г. в Токийском метро (в качестве ОВ был применен за-

рин), где практически на месте погибло 10 человек, 2 пораженных

умерло в госпитале, а еще более 5 тысяч получили поражения раз-

личной степени тяжести.

Патогенез поражений ФОВ

Механизм действия ФОВ сложен. В соответствии с нейротокси-

ческой классификацией они относятся к ОВТВ судорожного дейст-

вия, воздействующие на холинореактивные синапсы. Первым меха-

163

низмом действия всех ФОВ является нарушение обмена ацетилхо-

лина, которое касается синтеза, накопления, гидролиза ацетилхолина,

а также воздействия его на холинореактивные структуры. Наиболь-

шее значение в механизме действия ФОВ придают ингибированию

холинэстеразы.

Установлена высокая избирательность действия ФОВ в отноше-

нии фермента холинэстеразы, активность которой под действием

ФОВ может подавляться на 30-80% от

исходного уровня. ФОВ при-

соединяются к активным центрам холинэстеразы и инактивируют

(ингибируют) фермент. Большая часть ФОВ инактивирует лишь эсте-

разный участок холинэстеразы, но, тем не менее, холинэстераза теря-

ет способность гидролизовать ацетилхолин. Ацетилхолин накаплива-

ется в синапсах, вызывая возбуждение (перевозбуждение) холиноре-

активных структур организма, которые расположены во всех тканях и

органах человека, включая ЦНС. Ацетилхолин является наиболее

универсальным медиатором в организме, а накопление его ведет к

отравлению собственным эндогенным ацетилхолином. ФОВ вызыва-

ет стойкое, необратимое угнетение фермента, восстановление актив-

ности истинной холинэстеразы в эритроцитах крыс после отравления

ФОВ происходит через 48 дней (полная замена эритроцитов), а в моз-

гу — только через 147

суток. Чем выше токсичность вещества, тем

более значительно подавляется активность холинэстеразы. При смер-

тельных поражениях наблюдается почти 100% угнетение фермента,

при средней степени — до 80%, при легкой — активность холинэсте-

разы снижается на 20—30%.

Накопление ацетилхолина приводит к перевозбуждению М- и

Н-холинореактивных структур (центральных и периферических). М-

холинореактивные структуры расположены во внутренних органах,

холинэргических

структурах глаза, в различных структурах мозга. Н-

холинореактивные системы заложены в вегетативных ганглиях, как

симпатических, так и парасимпатических, в каротидном клубочке,

мозговом слое надпочечников, хеморецепторах дуги аорты, задней

доле гипофиза, многих структурах мозга, а также дыхательной и по-

перечно-полосатой мускулатуре.

Вторым механизмом действия ФОВ является прямое возбуж-

дающее действие

на холинэргические системы организма. Сродство

ФОВ к холинорецепторам связано со структурной близостью холинэ-

стеразы и холинорецепторов. Этим объясняется, что тяжесть клиники

не всегда строго параллельна степени подавления холинэстеразы.

164

ФОВ также угнетает и другие виды эстераз, в т.ч. псевдохолинэстера-

зу сыворотки крови и печени, протеазы (трипсин, химотрипсин),

фосфатазы, влияющие на гликолиз в мышечной ткани, что ведет к

значительным обменным нарушениям.

Третьим механизмом действия ФОВ является их способность

сенсибилизировать холинорецепторы по отношению к собственному

ацетилхолину, что объясняет, по-видимому, рецидивы

клиники по-

ражения через много дней после контакта с ФОВ, когда они в орга-

низме давно нейтрализованы.

Четвертым механизмом действия ФОВ является ускоренное

высвобождение ацетилхолина из синаптических пузырьков, повыше-

ние его концентрации на пресинаптической мембране.

Нарушение обмена ацетилхолина идет также не только по пути

воздействия на постсинаптические холинэргические структуры, но

на пресинаптические, т.к. в настоящее время имеется информация о

существовании мускаринохолинэргических рецепторов в пресинапсе

(США, штат Колумбия, 1989 г.). Научным достижением последнего

времени является также получение факта о наличии в Н-

холинореактивных структурах вегетативных ганглиев субъединиц,

обладающих М-холинореактивной активностью. Возбуждение преси-

наптических структур ведет к ускоренному выбросу ацетилхолина.

Накопление его в организме способствует значительному выбросу в

кровь стероидных гормонов, адреналина, норадреналина, гистамина,

серотонина, глицина, ГАМК. При этом гистамин, серотонин усили-

вают, а норадреналин, адреналин, стероидные гормоны, глицин,

ГАМК ослабляют токсический эффект избытка ацетилхолина. Повы-

шение уровня катехоламинов ведет к угнетению синтеза холинэсте-

раз.

Таким образом, при попадании ФОВ в

организм страдает обмен

универсального медиатора человека — ацетилхолина, путем наруше-

ния его гидролиза, накопления, скорости оборота, взаимодействия с

рецепторами и др. Деятельность парасимпатической нервной систе-

мы, где единственным медиатором является ацетилхолин, тесно свя-

зана с работой симпатического отдела вегетативной нервной систе-

мы, где «работают» два медиатора — норадреналин и ацетилхолин.

Поэтому при

поражении ФОВ мы наблюдаем многогранную, мозаич-

ную картину поражения, которая не всегда соответствует усилению

только холинэргической медиации.

165

Механизмы, лежащие в основе развития признаков острого по-

ражения ФОВ, представлены в табл. 21.

Таблица 21

Признаки острого поражения ФОВ и механизмы их развития

Анатомическое образование Развивающиеся эффекты

МЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Воздействие на мускариночувствительные синапсы

Зрачок Миоз, иногда максимальный (размер с «булавочную

головку»), анизокория

Цилиарное тело Боль в области глаз, нарушение дальнего зрения

(спазм аккомодации)

Слизистая оболочка носа Гиперемия, ринорея

Дыхательные пути (слизистая оболочка, гладкомы-

шечные волокна)

Затруднение дыхания, кашель, бронхоспазм, усиле-

ние секреции бронхиальных желез

Кожа Локальное усиление потоотделения, пилоэрекция

Желудочно-кишечный тракт (слизистая оболочка,

гладкомышечные волокна)

Тошнота, рвота

РЕЗОРБТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ

1. Воздействие на периферические мускариночувствительные синапсы

Дыхательные пути Нарушение дыхания с затрудненным выдохом (как

следствие бронхоспазма и повышенной секреции

бронхиальных желез), диспноэ, боли в груди, ка-

шель, отек легких

Желудочно-кишечный тракт Анорексия, тошнота, рвота, схваткообразные боли в

животе, боли в эпигастрии, понос, тенезмы, непро-

извольная дефекация

Потовые железы Усиленное потоотделение

Слюнные железы Слюнотечение

Сердце Брадикардия

Зрачок Миоз, анизокория

Цилиарное тело Нарушение зрения, боли в области глаз

Мочевой пузырь Непроизвольное мочеиспускание

2. Воздействие на периферические никотинчувствительные синапсы

Произвольная мускулатура Слабость, фасцикуляции, непроизвольные сокраще-

ния отдельных групп мышц, паралич мускулатуры

(включая дыхательную)

Симпатические ганглии Бледность кожных покровов, транзиторный подъем

артериального давления, сменяющийся гипотензией

3. Воздействие на центральные холинергические синапсы

Остро развивающиеся эффекты Общая слабость, гипотермия, потеря сознания, судо-

роги, кома, угнетение дыхательного и сосудодвига-

тельного центров (диспноэ, цианоз, гипотензия, ос-

тановка дыхания)

Отсроченные эффекты Головокружение, напряженность, беспокойство,

возбуждение, эмоциональная лабильность, бессон-

ница, кошмарные сновидения, головная боль, тре-

мор, депрессия, заторможенность, затруднение кон-

центрации внимания, спутанность сознания, нару-

шение речи, атаксия

4. Нехолинергические механизмы

Остро развивающиеся эффекты Прогрессирующая кома, тканевая гипоксия, ацидоз,

отек мозга

Отсроченные эффекты Нарушение функций печени и почек, пневмония,

невропатия, энцефалопатия

Помимо первичной холинергической реакции для ФОВ харак-

терны мембранотоксические. Высоколипофильные ФОВ сорбируют-

166

ся на мембранах, растворяются в их липидной фазе. Многие взаимо-

действуют не только с холинестеразой, но и с различными фермента-

ми, относящимися к гидролазам, а также с белками и липидами. Ут-

верждается, что ФОВ, наряду с холинергическим и мембранотокси-

ческим действием, обладают также и неспецифическим прооксидант-

ным эффектом.

Цитотоксический эффект ФОВ

начинается с дезорганизации

клеточного метаболизма и заканчивается гибелью нейронов, гепато- и

кардиоцитов.

Исследовательские работы в области ФОВ в последние годы со-

держат информацию о нарушении иммунитета при их воздействии.

Это относится как к клеточному, так и к гуморальному иммунитету.

Т-лимфоциты содержат в большом количестве эстеразы (в отличие от

В-

клеток), поэтому легко блокируются ФОВ, создается дефицит кле-

точного иммунитета. Избыток ацетилхолина и ФОС воздействует на

М- и Н-холинорецепторы лимфоцитов.

Вследствие выраженного возбуждения парасимпатической веге-

тативной нервной системы происходит перераспределение иммуноци-

тов, нарушается передача антигенной информации макрофагами Т-

клеткам, нарушается кооперация Т и В-клеток и синтез антител.

При поражении

ФОВ страдает также противоинфекционная защи-

та, т.к. ФОВ подавляют неферментные катионные белки (НКБ) нейтро-

филов. Задачей же НКБ является нарушение структуры и функции

мембран микробной клетки. О напряжении антимикробной системы

нейтрофилов свидетельствует появление аномальных

А-гранул в нейтрофилах, что в сочетании со снижением НКБ ведет к

понижению антимикробной бактерицидной

активности нейтрофилов.

Клиника и диагностика поражений легкой, средней и

тяжелой степени. Осложнения и последствия поражений

ФОВ

По степени тяжести различают легкую, среднюю и тяжелую

степень поражения. Некоторые авторы выделяют крайне тяжелую

степень. Легкое поражение ФОВ может протекать в нескольких кли-

нических вариантах: психоневротическая, миотическая, кардиальная,

диспноэтическая, желудочно-кишечная формы (табл. 22).

Психоневротический синдром различной степени выраженно-

сти имеет место при всех клинических вариантах и степенях тяжести

поражения ФОВ

167

Таблица 22

Классификация острых поражений ФОВ

Наименование

вещества

Поступление яда

Степень

поражения

Клинические формы

по

ведущему

синдрому

Периоды

интоксикации

Осложнения

ранние

(1-2-е сут.)

поздние

(после 2-го дня)

Зарин

Зоман

Ви-газы

Ингаляционный

Через кожу

Через рану

Через конъюнктиву

Через рот

Легкая

Миотическая

Диспноэтическая

Невротическая

Кардиальная

Желудочно-

кишечная

Скрытый

Острый

Осложнений и по-

следствий

Паралич дыхания (пре-

имущественно цен-

тральный)

Коллапс

Миокардиодистрофия

Рецидивирующий брон-

хоспазм

Острая пневмония

Нефропатия

Интоксикационный пси-

хоз

Паралич дыхания (пери-

ферический)

Астенический (астенове-

гетативный) синдром

Токсическая энцефало-

патия

Токсический полиневрит

Средняя

Психоневротическая

Бронхоспастическая

Тяжелая

Крайне тяжелая

Судорожно-

паралитическая

168

Отдельную клиническую форму выделяют в том случае, когда

центральные М- и Н-холиномиметические эффекты доминируют над

другими клиническими проявлениями; клинические симптомы сво-

дятся к неадекватности поведения, беспокойству, суетливости, чувст-

ву страха; легко возникает паническое настроение, неуправляемость,

особенно при массовых поражениях. Бессонница может сохраняться

неделями.

Миотическая форма поражения, которая ранее считалась

единственной

формой легкой степени ингаляционного поражения, на

самом деле возникает далеко не всегда, что затрудняет диагностику

(схема 11).

Схема 11

169

При кардиальном клиническом варианте больные жалуются

на боли в области сердца различного характера и интенсивности. На

первых этапах может преобладать брадикардия или тенденция к ней

(схема 12).

Схема 12

При диспноэтическом варианте больные жалуются на диспноэ

при дыхании, которое может касаться обеих фаз дыхания. Появляю-

щиеся признаки бронхоспазма значительно усиливают чувство страха

и паники (схема 13).

При желудочно-кишечной форме преобладают диспептические

явления.

Средняя степень тяжести ингаляционного поражения протекает,

как правило, в виде бронхоспастического варианта. На первый план

выступает клиника

тяжелого бронхоспазма с бронхореей, саливацией,

170

ринореей, нарушениями тонуса дыхательной мускулатуры, попереч-

но-полосатой мускулатуры, нарушениями ЦНС.

Клиника тяжелой генерализованной формы поражения склады-

вается из проявлений вышеуказанных синдромов с выходом на пер-

вый план генерализованных клонико-тонических судорог с развитием

впоследствии парезов и параличей. Причиной смерти является острая

дыхательная недостаточность, развивающаяся в результате целого

спектра нарушений (бронхоспастический

синдром, парез дыхатель-

ной мускулатуры, судорожный синдром, возбуждение с последую-

щим параличом дыхательного центра (центральные М- и Н-

холинореактивные структуры) и др.).

Схема 13