Отравляющие и высокотоксичные вещества пульмонотоксического действия

Кафедра Мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф

 

 

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

 

Тема № 3. Отравляющие и высокотоксичные вещества пульмонотоксического действия.

 

                                                 

 

 

Оренбург 2009 год.

Отравляющие и высокотоксичные вещества пульмонотоксического действия.

 Пульмонотоксичность — это свойство химических веществ, действуя на ор­ганизм, вызывать структурно-функциональные нарушения со стороны орга­нов дыхания. Пульмонотоксичность может проявляться как при местном, так и при резорбтивном действии токсикантов.

Пульмонотоксичностью обладают очень многие химические вещест­ва. Имея большую площадь поверхности (около 70 м²), легкие постоянно подвергаются воздействию ксенобиотиков, содержащихся во вдыхаемом воздухе. В подавляющем большинстве случаев, когда концентрации ве­ществ малы, такие воздействия никак не проявляют себя. Если же уро­вень воздействия достаточно высок, формируется токсический процесс, тяжесть которого колеблется в широких пределах — от незначительных явлений раздражения (транзиторная токсическая реакция) до тяжелей­ших расстройств со стороны многих органов и систем (интоксикация). К некоторым соединениям (например, параквату), проникающим в орга­низм неингаляционными путями (через желудочно-кишечный тракт), ткань легких также чрезвычайно чувствительна.

Вещества, к которым порог чувствительности органов дыхания сущест­венно ниже, чем других органов и систем, а клиническая картина поражения характеризуется, прежде всего, структурно-функциональными нарушениями со стороны органов дыхания, условно можно отнести к группе пульмонотоксикантов.

К числу пульмонотоксикантов относятся многие отравляющие и вы­сокотоксичные вещества, являющиеся предметом изучения военной ток­сикологии.

Наибольшую опасность (в силу либо высокой токсичности, либо мас­штабности использования в хозяйственной деятельности) представляют химические соединения следующих групп:

1. Галогены (хлор, фтор).

2. Ангидриды кислот (оксиды азота, оксиды серы).

3. Аммиак.

4. Галогенпроизводные угольной кислоты (фосген, дифосген).

5. Галогенированные нитроалканы (хлорпикрин, тетрахлординит-роэтан).

 6. Галогенфториды (трехфтористый хлор).

7. Галогенсульфиды (пятифтористая сера).

8. Галогенпроизводные непредельных углеводородов (перфтризо- бутилен).

9. Изоцианаты (метилизоцианат).

С целью разработки эффективных отравляющих веществ, получив­ших в военной токсикологии название «ОВ удушающего действия», в прошлом изучались свойства таких пульмонотоксикантов, как хлор, фос­ген и дифосген, хлорпикрин, пятифтористая сера, перфторизобутилен и др. В современной войне применение этих веществ в качестве 0В мало­вероятно. Но вот аварии и катастрофы на промышленных объектах, прежде всего, опасны выбросом в окружающую среду именно пульмоно­токсикантов.

Свойства пульмонотоксикантов проявляют также вещества раздража­ющего действия в высоких концентрациях и отравляющие вещества кожно-нарывного действия при ингаляционном воздействии в форме пара или аэрозоля.

ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ПАТОЛОГИИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

ХИМИЧЕСКОЙ ЭТИОЛОГИИ

Острые поражения пульмонотоксикантами сопровождаются формирова­нием ряда патологических процессов, среди которых основные (помимо явления раздражения) — воспалительные процессы в дыхате­льных путях (острый ларингит и трахеобронхит) и паренхиме легких (острая пневмония), а также токсический отек легких.

Локализация поражения

Сайт действия ингалируемых газов и паров определяется степенью их растворимости в тонком слое жидкости (и воде), выстилающей слизи­стую оболочку дыхательных путей и альвеолярный эпителий. Хорошо растворимые в воде вещества, например, аммиак, диоксид серы, преиму­щественно фиксируются верхним отделом дыхательных путей. По этой причине основной токсический эффект этих ксенобиотиков реализуется в верхних дыхательных путях, а нижележащие отделы поражаются лишь при очень высоких концентрациях. Напротив, плохо растворимые в воде вещества, такие как фосген, дифосген, оксиды азота, перфторизобути­лен, преимущественно поражают глубокие отделы легких. То есть, чем менее растворим газ в воде, тем выше его потенциал в плане поражения, паренхимы легких. Водорастворимые вещества достигают глубоких отделов легких при дыхании через рот, что наблюдается при физической на­грузке либо когда человек находится в бессознательном состоянии. В обоих случаях степень поражения паренхимы легких токсикантами, при прочих равных условиях, увеличивается.

 Важным фактором, определяющим характер поражения органов ды­хания, является тип клеток, преобладающих в области преимущественно­го воздействия токсиканта. В тканях легких и бронхов обнаружено более 40 типов клеток, каждый из которых обладает существенными морфо-функциональными особенностями и особой чувствительностью к действию токсикантов.

Чувствительность основных типов клеток легких к некоторым пульмонотоксикантам

Этиологический фактор повреждения	Клеточные элементы
	пневматоциты	эндотелиоциты	клетки Клара
Паракват	+++	+	-
Азота оксид	+++	++	-
Хлор (галогены)	+++	+	-
Никеля тетракарбонил	+++	+	-
Хлорпикрин	+++	++	-
Монокроталин	+	+++	-
Кислород (98-100%)	+	+++	+
Фосген	+	+++	+
Четыреххлористый углерод	+	-	+++
Бромбензол	++	+	+++

 

«-» - нечувствительны;

«+» -  слабая чувствительность;

«++» - средняя степень чувствительности;

«+++» - выраженная чувствительность.

 

Поражение дыхательных путей

Дыхательные пути покрыты реснитчатым эпителием. Секреторные клет­ки, бокаловидные клетки, щеточные клетки, клетки Клара и целый ряд других клеток продуцируют секрет, тонким слоем выстилающий слизи­стую оболочку дыхательных путей. Реснички эпителия совершают рит­мические движения, поддерживая ток слизи из легких. С этим током из легких и дыхательных путей выводятся адсорбировавшиеся на поверхно­сти эпителия частицы веществ, не растворяющихся в секрете трахеобронхиальных желез. Скорость движения частиц по поверхности эпителия трахеи и бронхов составляет 1-4 мкм/мин.

Перечень токсикантов, вызывающих раздражение и воспалительные процессы в дыхательных путях, представлен в табл.

Перечень ОВТВ, вызывающих раздражение и воспалительные процессы в дыхательных путях

Акролеин	Произвольные мышьяка
Аммиак	Пятихлористый фосфор
Диметилсульфат	Сероводород
Диоксид серы	Треххлористый фосфор
Изоцианаты (метилизоцианат)	Хлор
Иприты (сернистый, азотистый)	Хлористый метил

 

Действие токсикантов на верхние дыхательные пути сопровождается:

а) функциональными нарушениями вследствие раздражения нер­вных окончаний обонятельного, тройничного, языкоглоточного нервов (рефлекс Кретчмера), блуждающего нерва (рефлекс Салема—Авиадо);

б) развитием воспалительно-некротических изменений в дыхатель­ных путях, выраженность которых определяется свойствами ток­сикантов и их концентрацией во вдыхаемом воздухе.

Функциональные нарушения проявляются кашлем, секрецией слизи, бронхоспазмом, умеренным отеком дыхательных путей — защитными ре­акциями на вредные воздействия. При интенсивных воздействиях такие транзиторные токсические реакции перерастают в тяжелые патологиче­ские состояния. Так, чрезмерный по выраженности или продолжитель­ности кашель может стать причиной серьезных дисфункций, особенно у чувствительных к токсикантам лиц. Стимуляция выделения слизи подслизистыми железами дыхательных путей и бокаловидными клетками (защитная реакция) также может перерасти в патологическое состояние.

Проявлением воспалительно-некротических изменений является изъ­язвление слизистой оболочки, геморрагии, отек гортани. Хотя признаки поражения появляются довольно быстро, отечная реакция развивается постепенно, а стридор (непроходимость гортани) может развиться лишь через несколько часов после воздействия. У отравленных, наряду с пора­жением дыхательной системы, могут наблюдаться ожог кожи лица, глаз, ротовой полости, что затрудняет оказание помощи. Обычно, чем сильнее выражено поражение верхних дыхательных путей, тем выше вероятность поражения и глубоких.

Большинство случаев легких поражений глубоких дыхательных путей химической этиологии разрешаются практически без последствий (в слу­чае воздействия раздражающих ОВ — в течение нескольких минут по вы­ходе из зоны заражения). Однако выраженная экссудация, сопровождае­мая спазмом дыхательных путей, рефлекторным угнетением дыхательно­го и сосудодвигательного центров, может привести к асфиктическому синдрому (цианоз, диспноэ, потеря сознания).                    

 Умеренный отек ткани воздухоносных путей — следствие поврежде­ния эпителия ингалируемыми веществами. Однако этот эффект вызыва­ется и стимуляцией аксонального рефлекса через афферентные нервы дыхательных путей, причем порой при действии ксенобиотиков в очень незначительных концентрациях. При этом нервные окончания высво­бождают низкомолекулярные биологически активные вещества — тахикинины. Эти вещества вызывают вазодилатацию и усиление проницае­мости сосудов (в воздухоносных путях — подслизистого слоя). Как показано в эксперименте, акролеин, формальдегид, изоцианаты могут действовать таким образом.

Транзиторный бронхоспазм — нормальная реакция на действие ирритантов, обеспечивающая защиту паренхимы легких от поражения. Одна­ко стойкий и выраженный бронхоспазм нарушает дееспособность пора­женного. Некоторые пульмонотоксиканты вызывают бронхоспазм уже в концентрациях, не провоцирующих альтерацию легочной ткани (диоксид серы). Другие (аммиак) — вызывают бронхоспазм только в концентрациях, повреждающих одновременно и ткань легких. Третьи (фосген) — по­ражают паренхиму легких, практически не провоцируя бронхоспазм.

Повреждение клеток слизистой оболочки дыхательных путей (вплоть до их гибели) развивается при ингаляции токсикантов в достаточно высо­ких концентрациях. При этом запускается целый ряд процессов, пагуб­ным образом сказывающихся на респираторном статусе пострадавших. Обычно тесный контакт между эпителиальными клетками нарушается, эпителиальный слой становится пористым (что позволяет бактериям проникнуть в ткани), а слущивание и отслойка мертвого эпителия может вызвать обструкцию дыхательных путей. Наконец, активация синтеза и высвобождение поврежденными клетками различных цитокинов и дру­гих биологически активных веществ приводит к воспалительной реак­ции, отеку, спазму гладкой мускулатуры бронхов. Таким образом, прямое повреждение эпителия ингалируемыми токсикантами в высоких концен­трациях существенно усиливает реакции, провоцируемые этими токсикантами в малых концентрациях.

При оказании помощи пострадавшим необходимо учитывать, что проявления острого трахеобронхита могут развиваться как немедленно после действия токсикантов, так и отсрочено. Так, прогрессирующий отек дыхательных путей достигает максимума, как правило, через 8—24 ч после воздействия пульмонотоксикантов. Через 48—72 ч при тяжелых по­ражениях наблюдается отслойка слизистой оболочки (так называемый псевдомембранозный трахеобронхит).

Состояние большинства пораженных при адекватной терапии норма­лизуется в течение нескольких суток — недель (в зависимости от степени тяжести патологического процесса), благодаря полной регенерации по­врежденной ткани. Однако у некоторых лиц может развиться состояние повышенной чувствительности к токсикантам, проявляющееся синдро­мом реактивной дисфункции дыхательных путей (СРДП). Веществами, вызывающими СРДП (состояние, напоминающее приступ бронхиальной астмы) уже при однократной экспозиции, являются изоцианаты.

У части лиц, перенесших острое воздействие химических веществ, развивается прогрессирующий воспалительный процесс, который может закончиться стенозом трахеи, бронхоэктатической болезнью, облитера­цией глубоких отделов дыхательных путей.