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

Подождите немного. Документ загружается.

— трудность распознавания причины поражения с помощью

различных методов анализа;

— удобство боевого применения;

— устойчивость при хранении;

— относительная дешевизна производства и т.д.

1.2. Понятие о яде и отравляющем веществе

Определение понятия «яд» встречает известные трудности. Зна-

менитый врач древности Парацельс считал, что «все есть яд, и ничто

не лишено ядовитости: одна лишь доза делает яд незаметным».

Ядом называется вещество, которое при поступлении в орга-

низм в минимальных дозах оказывает значительный токсический эф-

фект.

Среди всех ядовитых веществ ОВ занимают особое

место. Это

химические соединения с определенными химическими и физиче-

скими свойствами, которые определяют возможность их боевого

применения с целью поражения живой силы, заражения местности и

боевой техники. Их назначение – вывести противника из строя (вы-

звать смертельный исход, заболевание, подавить психику), как непо-

средственно действуя на человека (через органы дыхания, кожу),

так

и опосредованно (через зараженные воду, пищу, окружающие пред-

меты). При этом следует учитывать: способность ОВ проникать в ук-

рытия, здания, военную технику и поражать там живую силу; дли-

тельность действия ОВ; трудность своевременного обнаружения фак-

та применения ОВ; необходимость использования для защиты и лик-

видации последствий применения ОВ специальных средств

химиче-

ской разведки, индивидуальных, коллективных и медицинских

средств защиты, а также дегазации и специальной санитарной обра-

ботки.

В результате воздействия ядовитых веществ на человека разви-

вается симптомокомплекс, который определяется как отравление. В

практике военной медицины используют термин «поражение», кото-

рый характеризует особенности возникновения отравлений в боевых

условиях при применении ОВ.

Физико-химическими свойствами ядовитых (отравляющих) ве-

ществ определяются способы их применения, возможность проник-

новения, распределения и метаболизма в организме. Их изучение по-

зволяет понять химические процессы, лежащие в основе механизма

токсического действия, а также помогает обосновать способы инди-

кации, дегазации, антидотной профилактики и терапии.

При характеристике ОВ принято учитывать: агрегатное состоя-

ние (жидкость, пар, твердое вещество); растворимость в воде (что

может привести к сильному заражению водоисточников); летучесть

ОВ (способность переходить в парообразное состояние); устойчи-

вость к гидролизу (это определяет продолжительность поражающего

действия); температуры кипения и плавления (позволяют судить о

летучести ОВ и характеризуют стойкость его на местности).

К группе нестойких относятся вещества с высоким давлением

насыщенного пара и низкими температурами кипения (до 140ºС). Эти

вещества попадают в атмосферу в виде паров и вызывают поражение

главным образом через органы дыхания, например, фосген.

Стойкими ОВ являются вещества с температурами кипения выше

140ºС, обладающие незначительным давлением насыщенного пара. Их

стойкость меняется от нескольких часов (летом) до недель (зимой).

Стойкие ОВ можно применять в капельножидком состоянии или в виде

аэрозолей (туманы), например, иприты. ОВ с очень высокой температу-

рой кипения и очень малым давлением насыщенного

пара, в обычных

условиях находящиеся в твердом агрегатном состоянии, относятся к

числу дымообразующих ядовитых веществ. Их обычно используют в

виде аэрозолей, например, адамсит.

Для проявления биологической активности яды должны обла-

дать способностью к растворению в веществах, присущих живому

организму (липиды, вода). Поэтому характеристика их растворимости

в различных растворителях (выражается обычно в

процентах при

20ºС) имеет большое практическое значение. Высокая растворимость

в жирах определяет легкое проникновение ОВ через клеточные мем-

браны и поэтому все ОВ, хорошо растворяющиеся в липидах, обла-

дают, как правило, большой токсичностью. В связи с этим сущест-

венное значение имеет такой показатель, как коэффициент распреде-

ления в системе липиды

– вода. Чем выше этот коэффициент, тем

больше концентрация ядовитого вещества в тканях, богатых липида-

ми.

Химическое строение веществ обусловливает их способность

вступать в те или иные химические реакции с различными компонен-

тами живого организма.

Кислотно-основные свойства, активность по отношению к нук-

леофильным группировкам (SH, NH

, OH и др.), склонность к окис-

лительно-восстановительным реакциям, способность к гидролизу,

комплексообразованию определяют активность ядовитых веществ, то

есть их биологическое действие.

Однако нельзя считать, что, зная химическое строение соедине-

ния, можно безошибочно предсказать характер и силу его действия на

организм. Известны многочисленные примеры сходного токсическо-

го действия веществ, близких по химической структуре, но в то же

время определенные (хотя и незначительные) изменения

в химиче-

ской структуре вещества (родоначальника) могут быть причиной по-

явления других токсических эффектов вплоть до новых видов биоло-

гической активности (например, действие этанола и метанола). С

другой стороны можно назвать много веществ, существенно разли-

чающихся по химической структуре, с одинаковым биологическим

действием (наркотики).

Боевое состояние ОВ — такое состояние

вещества, в котором

оно применяется на поле боя с целью достижения максимального эф-

фекта в поражении живой силы. Виды боевого состояния ОВ: пар, аэ-

розоль, капли.

Количественной характеристикой заражения воздуха парами и

тонкодисперсными аэрозолями является массовая концентрация С —

количество ОВ в единице объема зараженного воздуха (г/м

, мг/л).

Количественной характеристикой степени заражения различных по-

верхностей является плотность заражения Qм — количество ОВ, на-

ходящееся на единице площади заражения поверхности (г/м

). Коли-

чественной характеристикой заражения водоисточников является

концентрация ОВ, содержащаяся в единице объема воды (г/м

При применении химического оружия образуется облако ОВ, со-

стоящее из паров или аэрозольных частиц ОВ, которое называется

первичным.

ОВ, находящиеся в виде аэрозоля и капель на различных по-

верхностях, испаряются. В результате этого образуется вторичное об-

лако ОВ, состоящее только из паров.

Эти показатели учитываются при характеристике очагов хи-

мического

поражения.

Масштабы химического заражения определяются площадью зо-

ны химического заражения, которая включает район местности, за-

раженной аэрозолем и каплями ОВ, а также зону распространения

облака ОВ (первичного и вторичного).

Длительность химического заражения зависит от масштабов

применения химического оружия, типа ОВ, характера и степени за-

ражения, метеорологических условий.

На характер и тяжесть

течения интоксикации накладывают свой

отпечаток и особенности состояния организма.

1.3. Классификация боевых отравляющих веществ

ОВ классифицируются по разным принципам. Значение имеют

физические, химические, токсикологические свойства, а также так-

тические и методологические соображения.

Для военной медицины особый интерес представляет классифика-

ция в соответствии с основным действием на организм и последствиями,

к которым это действие приводит. Так, различают ОВ:

1. Смертельного действия:

— нервно-паралитические (зарин, зоман, V-газы);

— кожно-нарывные (иприт, люизит);

— удушающие (фосген, дифосген);

— общеядовитые (синильная кислота, хлорциан).

2. Несмертельного действия:

— психохимические (психодислептики) (BZ);

— раздражающие (CN, DM, CS, CR).

По скорости развития поражающего действия в группе ОВ раз-

личают:

— быстродействующие (поражение характеризуется мини-

мальным скрытым периодом — минуты): зарин, люизит, синиль-

ная кислота, CN, DM, CS, CR;

— медленнодействующие (поражение характеризуется дли-

тельным скрытым периодом — часы): VX, иприт, фосген.

В зависимости от продолжительности заражения территории и

войск после воздействия отравляющие вещества подразделяются

на:

— нестойкие — поражающие концентрации в зоне химическо-

го заражения сохраняются несколько десятков минут после их бое-

вого применения;

— стойкие — поражающие концентрации в зоне химического

заражения сохраняются в течение нескольких часов и суток.

В странах, производивших ОВ, было принято выделять сле-

дующие группы (3. Франке, 1973):

— табельные ОВ — вещества, производимые в больших коли-

чествах, состоящие на вооружении армий, боевое применение кото-

рых определяется соответствующими уставами. В США, например,

к числу табельных относили VX, зарин, ботулотоксин, иприт, адам-

сит, хлорацетофенон, BZ и другие, включая их всевозможные сме-

си;

— резервные ОВ — хорошо изученные вещества, которые на

данный момент не производятся непосредственно в качестве ОВ, но

при необходимости могут быть быстро изготовлены промышленно-

стью в достаточных количествах (синильная кислота, галогенциа-

ны, мышьякорганические и свинецорганические соединения, фос-

ген и др.);

— ОВ ограниченного значения — токсичные вещества, свой-

ства которых в целом удовлетворяют требованиям, предъявляе-

мым к ОВ, но которые либо использовались и используются для

других целей (фосфорорганические инсектициды, мышьяковистый

водород и др.), либо производятся в малом количестве в связи с

отсутствием достаточных производственных возможностей.

Пестициды

Пестициды — вещества, предназначенные для борьбы с вре-

дителями с целью повышения урожайности и сохранения матери-

альных ценностей, созданных человеком (фитотоксиканты — ве-

щества, предназначенные для поражения различных видов расти-

тельности). Наиболее желательным свойством пестицидов является

избирательность их действия в отношении организмов-мишеней

(высокая токсичность для вредителя и низкая — для человека).

Однако селективность действия подавляющего большинства пести-

цидов не является абсолютной, поэтому многие вещества пред-

ставляют опасность для человека. Групповое и массовое поражение

людей возможно при авариях и катастрофах на объектах производ-

ства и хранения веществ, при их транспортировке, а также при

использовании в военных целях.

Различные классы пестицидов представлены в табл. 1.

К числу наиболее вероятных ОВТВ из числа пестицидов отно-

сятся некоторые инсектициды, родентициды и отдельные гербици-

ды из группы фитотоксикантов.

Фосфорорганические инсектициды (ФОИ) представляют собой

по большей части эфиры фосфорной и тиофосфорной кислот. В на-

стоящее время это наиболее широко используемые пестициды. Они

токсичнее хлорорганических инсектицидов, но менее стойки в ок-

ружающей среде и потому менее опасны с точки зрения экологии.

Среди наиболее известных ФОИ: паратион, диазинон, хлоро-

фос, карбофос, дисульфотион, малатион. Все ФОС — нейротокси-

канты, нарушающие проведение нервных импульсов в центральных

и периферических холинергических синапсах и вызывающие от-

сроченную периферическую нейропатию.

Близким ФОИ по механизму токсического действия на орга-

низм насекомых и млекопитающих является класс инсектицидов из

группы карбаматов (производные карбаминовой кислоты). К наи-

более известным пестицидам этой группы относятся: карбарил (се-

вин), пропоксур (байгон), альдикарб (темик). Среди карбаматов

найдены и вещества, обладающие чрезвычайной токсичностью для

лабораторных животных.

Чрезвычайно опасны для человека средства борьбы с грызунами

— родентициды. Производные фторуксусной кислоты, соли таллия,

используемые для этой цели, — высокотоксичные соединения.

Гербициды — это вещества, предназначенные для борьбы с рас-

тениями, в частности, сорными травами. Динитрофенол, динитро-

орто-крезол, пентахлорфенол используются как контактные герби-

циды. Хлорфенолы применяют и как фунгициды для защиты древе-

сины от поражения грибами. Печальную известность после войны

США против Вьетнама получили производные феноксиуксусной

кислоты (2,4-Д и 2,4,5-Т), входившие в состав так называемой

«оранжевой смеси», использовавшейся американцами в качестве

дефолиантов.

Таблица 1

Классы пестицидов

Классы Основные химические группы

Альгициды Оловоорганические соединения (брестар)

Фунгициды Дикарбоксимиды (каптан)

Хлорированные ароматические углеводороды (пентахлорфенол)

Дитиокарбаматы (манеб)

Соединения ртути (ацетат фенилртути)

Гербициды Амиды, ацетамиды (пропанил)

Бипиридилы (паракват)

Карбаматы, тиокарбаматы (барбан)

Феноксиуксусные кислоты (2,4-Д, 2,4,5-Т)

Динитрофенолы (динитрокрезол)

Динитроанилин (трифлюралин)

Производные мочевины (монурон)

Триазины (атразин)

Нематоциды Галогенированные алканы (этилен дибромид)

Моллюскоциды Хлорированные углеводороды (байлусцид)

Инсектициды Хлорированные углеводороды

— аналоги ДДТ (ДДТ)

— циклодиены (алдрин)

Хлорированные терпены (токсафен)

Фосфорорганические соединения (паратион)

Карбаматы (карбамил)

Тиоцианаты (летан)

Динитрофенолы (ДНОК)

Фторацетаты (ниссол)

Классы Основные химические группы

Растительные яды

— никотин

— ротеноиды (ротенон)

— перитроиды (перитрин)

Аналоги гормонов роста (метопрен)

Производные мышьяка (арсенат свинца)

Фторсодержащие соединения (фторид натрия)

Акарициды Сероорганические соединения (овекс)

Формамидин (хлордимеформ)

Динитрофенолы (динекс)

Аналоги ДДТ (хлорбензилат)

Родентициды Антикоагулянты (варфарин)

Алкалоиды (стрихнина сульфат)

Фторсодержащие соединения (фторацетат)

Производные тиомочевины (нафтилтиомочевина)

Соединения таллия (сульфат таллия)

Эти вещества практически не токсичны для человека, однако

содержавшийся в качестве примеси 2,4,7,8-тетрахлордибензоди-

оксин (ТХДД) — вызывал поражение людей. Это вещество облада-

ет свойствами иммунотоксиканта, тератогена, мутагена и канцеро-

гена. Другими известными гербицидами являются паракват, дикват,

атразин и т.д.

Диверсионные яды

Диверсионные яды — это вещества, которые могут быть ис-

пользованы для заражения продовольствия, воды, обмундирования,

других предметов снабжения и т. д. Такие вещества могут приме-

няться диверсионными группами, диверсионно-десантными и воз-

душно-десантными подразделениями (3. Франке, 1973), а также

различного рода террористическими группировками. Эти вещества

даже в малых количествах могут оказаться весьма эффективными. К

диверсионным ядам предъявляют следующие требования:

— высокая токсичность при поступлении через рот;

— отсутствие запаха, цвета, вкуса;

— хорошая растворимость в воде;

— устойчивость к нагреванию и гидролизу;

— наличие достаточно продолжительного скрытого периода

действия;

— трудность обнаружения в организме и в зараженном мате-

риале;

— отсутствие специфики в клинической картине поражения;

— отсутствие противоядий и т.д.

Этим требованиям удовлетворяют многие соединения, с кото-

рыми может столкнуться военная медицина. С диверсионными це-

лями могут использоваться вещества растительного происхождения

(некоторые алкалоиды, гликозиды), яды грибов (аманитин, афла-

токсины, трихотеценовые микотоксины), яды животных (тетродо-

токсин, сакситоксин), бактериальные токсины (тетанотоксин, боту-

лотоксин), другие органические (производные фторкарбоновых ки-

слот) и неорганические (соли таллия, мышьяка, ртути, азотистой

кислоты и т.д.) соединения. Не исключено использование с целью

диверсии лекарств, пестицидов, промышленных агентов и т.д., в

том числе и боевых отравляющих веществ.

Сильнодействующие и ядовитые вещества (СДЯВ)

Любое вещество, используемое в качестве сырья, исходного

компонента синтеза, являющееся конечным продуктом производст-

ва или его отходом, обладающее высокой токсичностью, способное

формировать достаточно устойчивые зоны химического заражения

и находящееся на промышленном объекте в количестве нескольких

десятков — сотен тонн, может при авариях и катастрофах стать

причиной поражения людей. Перечни таких веществ неодинаковы

для различных регионов страны (и тем более мира), они постоянно

меняются, по мере совершенствования технологий и разработки

новых технологических процессов.

Поэтому списки и перечни СДЯВ, принятые различными ве-

домствами, порой включают разные вещества, числом от несколь-

ких десятков до нескольких сотен наименований. Свойства этих ве-

ществ (агрегатное состояние, растворимость в воде, устойчивость к

гидролизу, летучесть и проч.) и биологическая активность различ-

ны. Исходя из основных критериев, определяющих опасность

СДЯВ (токсичность, способность формировать зону заражения,

объем производства), к числу веществ, заслуживающих наи-

большего внимания, относятся: хлор, аммиак, оксиды серы и азота,

нитрилы и изоцианаты, гидразин и его производные, некоторые ме-

таллорганические соединения и др.

Патофизиологическая классификация ОВТВ

Несмотря на разнообразие химических веществ, представ-

ляющих интерес для военной токсикологии, они могут быть объе-

динены в группы в соответствии с особенностями механизмов, ле-

жащих в основе острого повреждающего действия на организм, из-

вестной близостью течения и проявлений формирующегося токси-

ческого процесса (транзиторных токсических реакций и острых

отравлений). В рамках учебника будут рассмотрены следующие

группы отравляющих и высокотоксичных веществ:

1. Вещества, оказывающие преимущественно местное дейст-

вие на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей и вызываю-

щие их раздражение, сопровождающееся временной утратой пора-

женным дееспособности («ОВТВ раздражающего действия»).

2. Вещества пульмонотоксического действия, оказывающие

преимущественно местное действие на дыхательные пути и ткань

легких и вызывающие развитие токсического отека легких («ОВТВ

удушающего действия»).

3. Вещества, оказывающие преимущественно резорбтивное

действие на организм, сопровождающееся выраженным нарушени-

ем функции органов и тканей с высокой метаболической активно-

стью, в основе которого лежит острое повреждение энергетического

обмена («ОВТВ общеядовитого действия»).

4. Вещества, характеризующиеся как местным, так и резор-

бтивным действием на организм, сопровождающимся структурно-

функциональными изменениями со стороны клеток различных ор-

ганов и тканей, в основе которых лежит нарушение пластического

обмена, процессов синтеза белка и клеточного деления («ОВТВ ци-

тотоксического действия»).

5. Вещества, оказывающие преимущественно резорбтивное

действие на организм, сопровождающееся нарушением высшей

нервной деятельности, механизмов регуляции жизненно важных ор-

ганов и систем, в основе которого лежит повреждение процессов

генерации, проведения и передачи нервных импульсов («ОВТВ

нейротоксического действия»).

Как и любая другая, предлагаемая классификация веществ но-

сит условный характер, так как все процессы, протекающие в орга-

низме, неразрывно связаны между собой и повреждение одного из

них непременно приводит к повреждению и других. Необходимость

выделения веществ в группы продиктована главным образом ди-

дактическими соображениями.

В табл. 2 приведены шифры ряда боевых отравляющих ве-

ществ, используемые в армии США.

1.4. Пути проникновения ОВ в организм, их

распределение и выведение

1.4.1. Токсикокинетика и токсикодинамика

При объяснении действия токсических веществ (в том числе и

ОВ) на организм человека и животных исходят из физиологической

концепции — учения о гомеостазе (Голиков С.Н., 1980). Действие

токсических веществ характеризуется токсикокинетическими и ток-

сикодинамическими закономерностями. Токсикокинетика — изуче-

ние прохождения токсических веществ через организм, то есть про-

цессов их поступления, распределения, превращения и

выделения.

Токсикодинамика — изучение механизма токсического действия ве-

ществ на организм, закономерностей развития и проявления различ-

ных форм токсического процесса. Она определяет, где, как и почему

действует ядовитое вещество.

Таблица 2

Шифры ОВТВ в армии США

Название группы ОВТВ Наименование ОВ

Шифр

в армии

США

Нервно-паралитического действия

Зарин GB

Зоман GD

Ви-газы VX

Общеядовитого действия

Синильная кислота AC

Хлорциан CK

Удушающего действия

Фосген СО

Дифосген DP

Кожно-нарывного действия

Иприт HD

Азотистый иприт HN

Люизит L

Раздражающего действия (стерниты)

Дифенилхлорарсин DA

Адамсит DM

Си-Эс CS

Си-Ар CR

Слезоточивого действия (лакриматоры)

Хлорацетофенон CN

Бромбензилцианид СА

Психохимические (психодислептики) Би-зет BZ

1.4.2. Прохождение токсических веществ через организм

Пути проникновения. Основными путями поступления отрав-

ляющих, как и многих других, ядовитых веществ в организм являют-

ся органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожа. Отравляю-