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

Подождите немного. Документ загружается.

301

де; хорошо — в липидах. Действуют как ингаляционно, так и через

неповрежденную кожу (в крови разрушаются с образованием СО). В

зонах заражения возможны два варианта поражения — собственно

веществами и продуктами их разложения. Собственно вещества об-

ладают свойствами пульмонотоксикантов. Тяжелое поражение со-

провождается развитием (в течение 10—15 ч) токсического отека

легких. Токсичным продуктом разложения веществ является моноок-

сид углерода, особенности действия которого представлены ниже.

Монооксид углерода (СО)

Монооксид углерода, или угарный газ, является продуктом не-

полного сгорания углерода. Он образуется в качестве примеси везде,

где происходит горение углеродсодержащего топлива (топка печей,

эксплуатация двигателей внутреннего сгорания и т.д.). Массовые по-

ражения угарным газом возможны в очагах пожаров и при накопле-

нии вещества в плохо вентилируемых пространствах — помещениях,

туннелях, шахтах и т.д., где действует источник его образования.

Физико-химические свойства

Монооксид углерода (СО) — бесцветный газ, не имеющий запаха, с низ-

кой плотностью по воздуху (0,97). Кипит при -191,5°С и замерзает при -

205,1°С. В воде и плазме крови растворяется мало (около 2% по объему), лучше

в спирте. Смесь СО с воздухом способна взрываться. Плохо сорбируется акти-

вированным углем и другими пористыми материалами. Монооксид углерода

как соединение с двухвалентным атомом углерода является восстановителем и

может вступать в реакции окисления. На воздухе горит синим пламенем с обра-

зованием диоксида углерода. При нормальной температуре превращение СО в

СО

идет при участии катализаторов, например гопкалита [смеси двуокиси мар-

ганца (60%) и окиси меди (40%)]. Поскольку газ легче воздуха, зоны нестойко-

го химического заражения на открытом пространстве могут формироваться

лишь в очагах обширных пожаров.

Токсичность

Чувствительность людей к монооксиду углерода колеблется в

довольно широких пределах. Она зависит от многих факторов: от

длительности экспозиции, степени физической нагрузки в момент

действия яда, от температуры внешней среды и состояния организма.

Отравление наступает быстрее и протекает тяжелее при анемиях,

авитаминозах, у истощенных людей. Пребывание в атмосфере, со-

держащей 0,01 об

.% СО (0,2 мг/л), при физической нагрузке допус-

тимо не долее 1 ч. После этого появляются признаки отравления.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочих помещений

равняется 0,02 мг/л, доза 0,11 мг/л переносима в течение нескольких

302

часов, доза 1,0 мг/л – вызывает неприятные, но не опасные симптомы,

при концентрации 4,6 мг/л – наступает смерть при воздействии менее

одного часа.

Токсикокинетика

Единственный способ поступления газа в организм — ингаля-

ционный. Монооксид углерода, при вдыхании зараженного им возду-

ха, легко преодолевает легочно-капиллярную мембрану альвеол и

проникает в кровь. Скорость насыщения крови монооксидом углеро-

да увеличивается при повышении его парциального давления во вды-

хаемом воздухе, усилении внешнего дыхания и интенсификации ле-

гочного кровообращения (увеличиваются при физических нагрузках).

По мере увеличения концентрации яда в крови скорость резорбции

замедляется. При достижении равновесия в содержании СО в альвео-

лярном воздухе и в крови дальнейшее поступление его в организм

прекращается.

Выделение монооксида углерода из организма при обычных ус-

ловиях происходит в неизмененном состоянии также через легкие.

Период полувыведения составляет 2—4 ч.

Основные проявления интоксикации

Раздражающим действием монооксид углерода не обладает.

Контакт с веществом проходит незамеченным. Тяжесть клинической

картины отравления угарным газом определяется содержанием СО во

вдыхаемом воздухе, длительностью воздействия, потребностью орга-

низма в кислороде, интенсивностью физической активности постра-

давшего. Ведущее место в патогенезе отравления монооксидом угле-

рода занимает гипоксия. Существует прямая зависимость между ко-

личеством образовавшегося карбоксигемоглобина, степенью гипок-

сии и выраженностью клинической картины. При уровне карбокси-

гемоглобина крови, равном 10—20%, наблюдаются незначительные

явления интоксикации, при 30—50% эти явления резко выражены, а

при 70—80% - наступает быстрая смерть.

Действие на органы дыхания. У отравленных угарным газом в

крови отмечается гипоксемия, гипокапния, снижается артериовеноз-

ная разница по кислороду. Наиболее чувствительным к гипоксии яв-

ляется дыхательный центр. Вначале наблюдается его возбуждение, за-

тем - перевозбуждение, а далее - угнетение и паралич. Кроме того, в

тяжелых случаях может наблюдаться отек

легких вследствие наруше-

ния легочного кровообращения и сердечной недостаточности. В позд-

ние сроки возможно присоединение бронхита.

303

Действие на нервную систему. В нервной системе при легких

отравлениях изменения носят функциональный характер, при тяже-

лых - органический. При этом на аутопсии находят гиперемию и отек

мозга, некроз нервной ткани.

Действие на сердечно-сосудистую систему вначале проявля-

ется тахикардией и повышением артериального давления за счет вы-

броса катехоламинов и действия их

на рецепторы каротидной зоны.

При повышении концентрации монооксида углерода артериальное

давление падает.

В миокарде появляются очаги кровоизлияний, присоединяется

тромбоз коронарных сосудов, развивается некроз миокарда.

Действие на кровь. За счет сокращения селезенки (защитная

реакция) развивается эритроцитоз. Нарушается углеводный обмен с

появлением гипергликемии и глюкозурии. Накопление молочной и

пировиноградной кислот приводит к

метаболическому ацидозу (вна-

чале может наблюдаться респираторный алкалоз из-за гипервентиля-

ции). В результате нарушения антитоксической функции печени рас-

тет содержание азотистых шлаков в крови.

Различают легкую, среднюю и тяжелую степени интоксикации.

При легкой степени отравления больные жалуются на головную

боль, ощущение биения в висках, шум в ушах, мелькание мушек

пе-

ред глазами, чувство тяжести в подложечной области, утомляемость.

Иногда — одышка. Может наблюдаться рвота. Объективно: легкий

румянец и цианоз слизистых. Сознание сохранено, рефлексы повы-

шены. Пульс и дыхание учащены, артериальное давление повышено.

Содержание карбоксигемоглобина составляет 10—30%. После пре-

кращения контакта эти нарушения убывают и через несколько часов

(1—2 суток) полностью исчезают.

При

отравлении средней степени тяжести все указанные сим-

птомы усиливаются. Прогрессируют мышечная слабость и адинамия.

Нарушается координация движений. Появляется сонливость, затем —

оглушенность и кратковременная потеря сознания. Слизистые и кожа

имеют розовато-красный оттенок. Одышка и тахикардия. Начинает

снижаться АД. Могут наблюдаться фибриллярные подергивания от-

дельных мышечных групп. Содержание карбоксигемоглобина в кро-

ви

достигает 30—40%.

Отравление тяжелой степени характеризуется развитием за-

тяжного коматозного состояния (до многих суток). Цианоз слизистых

и кожных покровов. Трофические поражения кожи в виде эритемы,

пузырей, инфильтративных образований. Зрачки расширены. Перио-

304

дические клонико-тонические судороги (опистотонус), ригидность

затылочных мышц. Повышение, а затем снижение сухожильных реф-

лексов. Появление патологических рефлексов. Непроизвольное моче-

испускание и дефекация. Миоренальный синдром вплоть до развития

острой почечной недостаточности. Дыхание неправильное, поверхно-

стное, типа Чейн-Стокса. Тахикардия. Коллапс. Эритроцитоз, ней-

трофильный лейкоцитоз. Содержание карбоксигемоглобина крови

достигает 40—50%.

При высоких концентрациях

развивается молниеносная форма

отравления. Смерть наступает от поражения дыхательного центра. Ес-

ли кома длится более 2 суток, то прогноз неблагоприятный.

По выходе из комы — ретроградная амнезия, галлюцинации,

психомоторное возбуждение и т.д. Надолго остается астеническое со-

стояние.

В крайне тяжелых случаях наблюдаются стойкие органические

изменения со стороны нервной системы, вплоть до

полной декортика-

ции. Иногда на всю жизнь нарушается память, понижается слух и зре-

ние, развиваются параличи, психозы, полирадикулоневриты.

Атипичные формы отравления

Синкопальная. По данным Б.И. Предтеченского, эта разновид-

ность поражения составляет до 10—20% всех случаев отравления и

развивается у лиц с нарушенными механизмами регуляции гемоди-

намики. При этом варианте течения отравления наблюдается резкое

снижение артериального давления, сознание быстро утрачивается,

кожные покровы и слизистые оболочки становятся бледными («белая

асфиксия»). Сознание отсутствует. Развившееся коллаптоидное со-

стояние может продолжаться несколько часов. Возможен смертель-

ный исход от паралича дыхательного центра. У спасенных сохраня-

ются адинамия, сонливость.

Эйфорическая — наблюдается при длительном воздействии

монооксида углерода в небольших концентрациях. Отравленные воз-

буждены и могут совершать немотивированные поступки. В даль-

нейшем сознание утрачивается, появляются расстройства дыхания и

сердечной деятельности.

Осложнения острой интоксикации

При отравлениях тяжелой степени могут наблюдаться осложне-

ния, которые снижают дееспособность или полностью лишают чело-

века работоспособности в течение длительного времени. Чаще эти

осложнения развиваются не сразу после отравления, а по прошествии

нескольких дней или даже недель. К таким осложнениям относятся

305

деструктивные процессы в ткани мозга, приводящие к формированию

стойких нарушений функции центральной нервной системы (ослаб-

ление памяти, неспособность к умственному напряжению, изменения

психической деятельности). Нарушения со стороны периферической

нервной системы характеризуются невритами, радикулитами, паре-

стезиями. Иногда развиваются параличи и парезы конечностей. Воз-

можны расстройства зрения, слуха, обоняния и вкуса. Тяжелое отрав-

ление часто осложняется пневмонией и отеком легких, вследствие

нарушения легочного кровообращения и сердечной недостаточности,

а также рабдомиолизом с последующей острой почечной недостаточ-

ностью.

Патологоанатомические изменения

В случаях смерти от монооксида углерода отмечается алая окра-

ска кожи, слизистых, трупных пятен, крови, внутренних органов. Об-

наруживаются точечные кровоизлияния под эндокардом, эпикардом,

плеврой, мозговыми оболочками, в веществе мозга. Характерны дву-

сторонние симметричные кровоизлияния и очаги некроза в подкорко-

вых узлах, особенно в globus pallidus. В случаях затяжного

коматоз-

ного состояния обнаруживаются очаги пневмонии, отек легких, гене-

рализованные трофические расстройства.

Механизм токсического действия

Монооксид углерода in vitro активно взаимодействует с много-

численными гемсодержащими протеидами (гемоглобин, миоглобин,

цитохромы и т.д.) при условии, что железо, входящее в структуру

порфиринового кольца их простетической группы, находится в двух-

валентном состоянии. Связь двухвалентного железа с СО — обрати-

ма. С трехвалентным железом вещество не взаимодействует.

Монооксид углерода, проникший в кровь, вступает во взаимо-

действие с гемоглобином (Нb) эритроцитов, образуя карбоксигемог-

лобин (НbСО), не способный к транспорту кислорода. Развивается

гемический тип гипоксии. Монооксид углерода способен взаимо-

действовать как с восстановленной (Нb), так и с окисленной (НbО)

формой гемоглобина, поскольку в обеих формах железо двухвалент-

но. Степень сродства токсиканта к гемоглобину может быть охарак-

теризована константой равновесия реакции взаимодействия (констан-

та Дугласа). Установлено, что у человека, хотя скорость присоедине-

ния СО к гемоглобину в 10 раз ниже скорости присоединения кисло-

рода, скорость диссоциации карбоксигемоглобина приблизительно в

306

3600 раз меньше соответствующей скорости для оксигемоглобина.

Поэтому относительное сродство Нb к СО примерно в 300 раз выше,

чем к кислороду. В состоянии равновесия СО, в концентрации 1 объ-

емная часть на 1000 объемных частей воздуха, превращает 50% гемо-

глобина крови человека в карбоксигемоглобин. Как правило, в реаль-

ных условиях концентрация 0,1% СО во вдыхаемом воздухе обуслов-

ливает образование около 10% карбоксигемоглобина в крови. По-

скольку карбоксигемоглобин не в состоянии переносить кислород от

легких к тканям, существует тесная корреляция между его уровнем в

крови и выраженностью клинической картины отравления. Экспози-

ция 0,5% СО в течение часа при умеренной физической активности

сопровождается образованием 20% карбоксигемоглобина, при этом

пострадавший начинает испытывать неприятные ощущения, предъ-

являет жалобы на головную боль. Интоксикация средней степени тя-

жести развивается при содержании карбоксигемоглобина 30—50%,

тяжелая — около 60% и выше. Смертельные исходы при отравлении

СО в эксперименте на животных наблюдаются при уровне НЬСО в

крови — 60—70%. Вместе с тем механическое удаление 70% гемо-

глобина или ингаляция воздуха с пониженным парциальным давле-

нием О

(и снижение тем самым содержания НbО до уровня 30%) к

смерти экспериментальных животных не приводят. Это наблюдение

косвенно указывает на наличие дополнительных механизмов токси-

ческого действия СО. По существующим представлениям они состоят

в следующем.

Во-первых, монооксид углерода не только выключает из транс-

порта О

часть гемоглобина, но также нарушает явление гем-гем

взаимодействия, затрудняя тем самым процесс диссоциации НbО в

крови отравленного и передачу транспортируемого кислорода тканям

(Л.А. Тиунов, В.В. Кустов, 1969). Эффект еще более усиливается по

мере развития интоксикации и понижения парциального давления

СО

в крови и тканях (эффект Бора).

Во-вторых, СО взаимодействует не только с гемоглобином, но

также с целым рядом различных цитохромов (цитохромом «а», цито-

хромом «С», цитохромом Р-450 и т.д.), угнетая тем самым биоэнерге-

тические процессы в тканях (развивается гистотоксический тип

гипоксии).

Поскольку валентность железа тканевых цитохромов переменна,

они становятся уязвимыми для действия токсиканта при переходе в

307

состояние Fe

. Это состояние наиболее вероятно в условиях сниже-

ния парциального давления кислорода в тканях (при гипоксии). Так,

установлено, что экспериментальные животные, находящиеся под

воздействием газовой смеси 3 атм. кислорода и 1 атм. монооксида уг-

лерода, не погибают, хотя при этих условиях практически весь Нb

превращается в НbСО. Тем не менее тканевые цитохромы резистент-

ны к действию СО (железо находится преимущественно в трехва-

лентной форме), а растворенного в плазме крови кислорода оказыва-

ется достаточно, чтобы удовлетворить потребность в нем тканей. При

изменении соотношения газовой смеси — 3 атм. кислорода и 2 атм.

монооксида углерода — животные погибают, несмотря на то, что ко-

личество растворенного в плазме крови кислорода остается таким же,

как в первом опыте. Развитие интоксикации в этом случае можно

объяснить угнетением системы цитохромов — нарушением тканевого

дыхания. Наконец, СО активно взаимодействует с миоглобином

(сродство в 14—50 раз выше, чем к кислороду), пероксидазой, медь-

содержащими ферментами (тирозиназа) тканей. Миоглобин (мышеч-

ный пигмент — аналог гемоглобина, состоящий из одной молекулы

глобина, связанной с гемом) в организме выполняет функцию депо

кислорода, а также значительно ускоряет диффузию кислорода в

мышечной ткани. Взаимодействие монооксида углерода с миоглоби-

ном приводит к образованию карбоксимиоглобина. Нарушается обес-

печение работающих мышц кислородом. Этим отчасти объясняют

развитие у отравленных выраженной мышечной слабости.

Определение карбоксигемоглобина в крови

Для уточнения диагноза отравления монооксидом углерода про-

изводится определение НbСО в крови различными физико-

химическими и химическими методами. Существуют довольно про-

стые экспресс-методы определения содержания НbСО в крови: проба

с разведением, проба с кипячением, проба с щелочью, проба с мед-

ным купоросом, проба с формалином. Принцип методов основан на

большей устойчивости НbСО (сохраняет розовую окраску в раство-

ре), в сравнении с НbО, к денатурирующим воздействиям. Их чувст-

вительность находится в пределах 25—40% НbСО.

Качественные пробы на карбоксигемоглобин:

1. Проба с дистиллированной водой.

Каплю исследуемой крови вводят в пробирку с водой (разведе-

ние примерно 1:300). При наличии карбоксигемоглобина вода окра-

308

шивается в розовый оттенок. В контрольной пробирке с кровью чело-

века, не подвергшегося воздействию монооксида углерода, кровь в

таком же разведении дает окраску воды коричневого оттенка.

2. Проба с танином.

К исследуемой крови, разведенной в воде (1:9), добавляют не-

сколько капель 3% водного раствора танина (дубильной кислоты).

При наличии в крови карбоксигемоглобина выпавший

преципитат

имеет беловато-коричневый цвет. В контрольной пробирке с нор-

мальной кровью цвет существенно не изменяется.

3. Проба с формалином.

К исследуемой крови добавляют формалин в равном объеме.

При наличии в крови карбоксигемоглобина цвет ее не меняется. В

контрольной пробирке с нормальной кровью отмечается грязно-бурая

окраска.

При отправке крови на

лабораторный анализ из вены берут 5 мл

крови, добавляют к ней антикоагулянт (1 каплю гепарина) и покры-

вают поверхность крови вазелиновым маслом.

Количественное определение содержания НbСО в крови произ-

водят спектрометрическими, фотометрическими, колориметрически-

ми и газоаналитическими методами. Наиболее чувствительны фото-

метрический и спектрофотометрический методы, позволяющие опре-

делять НbСО в крови начиная с 0,5—1%.

Мероприятия медицинской защиты

Специальные санитарно-гигиенические мероприятия — исполь-

зование индивидуальных технических средств защиты (средства за-

щиты органов дыхания, при применении карбонилов

металлов — средства защиты органов дыхания и кожи) в зоне хими-

ческого заражения.

Специальные профилактические медицинские мероприятия:

— применение антидота перед входом в зону пожара;

— проведение санитарной обработки пораженных карбонилами

металлов на передовых этапах медицинской эвакуации.

Специальные лечебные мероприятия:

— своевременное выявление пораженных;

— применение антидотов и средств патогенетической и сим-

птоматической терапии состояний, угрожающих жизни, здоровью,

дееспособности, в ходе оказания первой (само- и взаимопомощь),

доврачебной и первой врачебной (элементы) помощи пострадавшим;

309

— подготовка и проведение медицинской эвакуации.

Медицинские средства защиты

Сразу после удаления пораженного из зараженной атмосферы

начинается процесс спонтанного выведения СО из организма, посте-

пенно восстанавливаются свойства гемоглобина и тканевых фермен-

тов. Специфическими противоядиями при отравлении СО являются

вещества, ускоряющие этот процесс — кислород (Н.Н. Савицкий и

др.) и ацизол (Л.А. Тиунов и др.).

Кислород. В связи с тем что СО обратимо связывается с гемо-

глобином и при этом конкурирует за участок связывания (двухва-

лентное железо гема) с кислородом, увеличение парциального давле-

ния последнего во вдыхаемой смеси (вдыхание чистого кислорода)

способствует ускорению диссоциации образовавшегося карбоксиге-

моглобина и усиленному выведению яда из организма отравленного

(скорость элиминации возрастает в 3—4 раза). При ингаляции О

под

повышенным давлением (0,5—2 атмосферы избыточной), кроме того,

увеличивается количество кислорода, транспортируемого плазмой

крови в форме раствора, снижается чувствительность тканевых цито-

хромов к ингибиторному действию СО, что также способствует уст-

ранению явлений кислородною голодания, нормализации энергетиче-

ского обмена.

Ингаляцию кислорода (или кислородно-воздушных смесей) с

помощью имеющихся на снабжении технических средств (кислород-

ные ингаляторы) следует начинать как можно раньше. В первые ми-

нуты рекомендуют вдыхать 100% кислород, затем в течение 1—3 ч —

80—90% кислородно-воздушную смесь, затем — 40—50% смесь ки-

слорода с воздухом. Продолжительность мероприятия определяется

степенью тяжести пострадавшего.

Бессознательное состояние, признаки ишемии миокарда, уро-

вень карбоксигемоглобина в крови выше 60%, дыхательная недоста-

точность — показания к проведению гипербарической оксигенации

(при наличии технических средств).

Ацизол — бис-(1-виниламидазол)-цинкдиацетат — комплексное

соединение цинка, которое при действии на гемоглобин уменьшает

его сродство к монооксиду углерода (константа Хила процесса взаи-

модействия уменьшается с 2,3 до 1,8). Препарат рекомендуют приме-

нять внутримышечно в форме 6% раствора на 0,5% растворе ново-

каина в объеме 1,0 мл на человека в возможно более ранние сроки

после воздействия СО. В случае тяжелого отравления допускается

310

повторное введение ацизола в той же дозе не ранее чем через 1 ч по-

сле первой инъекции.

Симптоматические средства. При легких и средней степени

тяжести поражениях позитивный эффект на состояние пострадавших

оказывает назначение, наряду с ингаляцией кислорода, средств, воз-

буждающих дыхание и сердечную деятельность: кордиамин — 1 мл

подкожно, кофеин 10% — 1—2 мл подкожно, вдыхание паров наша-

тырного спирта. Применение таких средств у тяжело поражен-

ных без одновременно проводимой кислородотерапии — противо-

показано.

При поражении карбонилами металлов, кроме указанного выше,

при угрозе развития токсического отека легких (встречается пример-

но в 16—20 % случаев) необходимо использование средств и мето-

дов, применяемых при отравлениях ОВТВ удушающего действия.

Для его лечения — физический покой, кровопускание (до 500 мл),

кортикостероиды, антигистаминные препараты, сердечно-сосудистые

средства, оксигенотерапия, диуретики — только при сохранении

нормального АД. В отличие от кардиогенного отека легких со-

вершенно противопоказано применение анальгетиков наркотиче-

ского ряда. Кроме того, нельзя применять гипербарическую окси-

генацию (способствует повреждению альвеолярно-капиллярной

мембраны и ухудшает течение отека легких). Раннее назначение

антибиотиков для предупреждения пневмонии.

При лечении коллапса (встречается в 25—35% случаев) исполь-

зуются коллоидные растворы - полиглюкин, реополиглюкин, кри-

сталлоиды, норадреналин, кортикостероиды, оксигенотерапия.

При отеке мозга применяются дегидратационные средства -

маннитол, мочевина, уроглюк из расчета 1,5—2 г/кг/сут, или глице-

рин 0,5 г/кг.

Для улучшения метаболических процессов принимают витами-

ны В

и С, что приводит к снижению уровня пировиноградной кисло-

ты и уменьшению ацидоза. Назначение цитохрома С способствует

уменьшению гипергликемии, снижает содержание молочной кислоты

и улучшает мозговое кровообращение. Прорабатываются возможно-

сти использования для лечения отравлений монооксидом углерода

соединений железа и кобальта (способствуют выведению яда из орга-

низма).