Классификация пульмонотоксикантов

Группа пульмонотоксикантов	Быстродействующее	Замедленного действия
Обладающие сильным прижигающим эффектом	Галогены (хлор, бром, фтор), треххлористый фосфор, хлорокись фосфора, хлороводородная кислота, азотная кислота, уксусная кислота, изоцианаты	Фосгеноксим
Обладающие слабым прижигающим эффектом	Хлорид серы, хлорпикрин	Фосген, дифосген
Обладающие удушающим и общеядовитым эффектом	Диоксид азота, сероводород, монооксид углерода	Диоксид серы, акрилонитрил, углеводороды
Обладающие удушающим и нейротропным эффектом	Аммиак, сероуглеводород	Хлорорганические соединения, углеводороды

Хлор (Сl). Этот газ желтовато-зеленого цвета с характерным удушливым запахом примерно в 2,5 раза тяжелее воздуха, хорошо растворимый в воде. Он в больших количествах применяется в промышленных и бытовых целях.

Хлор хранится и транспортируется в сжиженном виде под повышенным давлением. В случае аварий на объектах производства, при хранении, транспортировке и использовании возможно массовое поражение людей. Очаг поражения нестойкий, быстродействующий. Санитарная обработка не проводится.

Высокие концентрации хлора вызывают молниеносную остановку дыхания по рефлекторному механизму. Пораженный возбужден, у него выражены явления удушья. При средних и слабых концентрациях возникают сильное жжение, резь в глазах, слезотечение, учащенное дыхание, мучительный кашель, общее возбуждение, страх. В легких при аускультации выслушиваются свистящее дыхание, влажные хрипы. В ряде случаев через 2-4 ч появляются приступообразный кашель, бело-розовая мокрота (до 1 л), цианоз, сердечная слабость, повышение температуры тела – развивается отек легких. Продолжительность клинических проявлений при поражениях легкой степени составляет 3-5 сут, средней – 10-15 сут.

Аммиак (NH₃). В больших количествах (тонны) аммиак используется в промышленных холодильных установках в качестве хладагента, в синтезе органических удобрений, производстве синтетического волокна, пластмасс, взрывчатых веществ. Это бесцветный газ с резким запахом нашатырного спирта. Температура кипения составляет 33,4 °С, плотность пара – 0,59. При взаимодействии с влагой воздуха аммиак образует нашатырный спирт. Вещество хорошо сорбируется активированным углем. В смеси с кислородом аммиак взрывается, при взаимодействии с метаном образует синильную кислоту.

Очаг формируется нестойкий, быстродействующий. Санитарную обработку не проводят.

В организм человека аммиак проникает через дыхательные пути и кожу, и начинает быстро действовать. Развиваются раздражение и некроз конъюнктивы, слизистых оболочек верхних дыхательных путей, кожи. Преобладают поражения тяжелой и среднетяжелой степеней.

Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием. Растворяясь в тканях, он образует гидроокись аммония, которая омыляет жиры, образуя щелочные альбумины, что приводит к разрыхлению тканей и более глубокому проникновению яда вглубь. Общетоксические эффекты обусловлены действием аммиака на нервную систему. В основе этих изменений лежит полисинаптическая активность аммиака, его способность нарушать обмен некоторых тормозных нейромедиаторов (ГАМК, глицина). Под влиянием аммиака резко снижается способность мозговой ткани утилизировать кислород.

Фосген. Вещество широко применяется в промышленности при производстве искусственного каучука, синтетических волокон, красителей, пестицидов, может образовываться во время пожаров при горении пластмасс на основе поливинилхлоридов. Дихлорангидрид угольной кислоты (фосген) в обычных условиях – бесцветный газ с запахом гнилых яблок или прелого сена, в малых концентрациях обладает приятным фруктовым запахом. Газообразный фосген в 2,48 раза тяжелее воздуха. В воде вещество растворяется плохо: в одном объеме воды – два объема газообразного фосгена (примерно 0,8 %); хорошо растворяется в органических растворителях. Реагируя с водой, фосген гидролизуется до соляной и угольной кислот. При выбросе в окружающую среду он формирует нестойкий очаг заражения.

Фосген действует только ингаляционно, оказывая специфическое действие на органы дыхания (токсический отек легких). Поражение легких является следствием прямого повреждения веществом клеточных структур аэрогематического барьера. В клинике токсического отека легких выделяется скрытый период, продолжительность которого в среднем составляет 4-6 ч, хотя возможны отклонения в обе стороны от 1 до 24 ч. Короткий скрытый период указывает на быстрое развитие отека легких, предопределяя тяжелую степень поражения.

Развившийся отек легких достигает максимальной выраженности симптомов к исходу 1-х суток, которая удерживается в течение 2 сут. На этот период приходится 70-80 % летальных исходов среди пораженных фосгеном. На 3-й сутки состояние больного улучшается, и в течение 4-6 сут. происходит разрешение отека легких. Однако уже в эти сроки могут возникать осложнения (пневмонии).

При пролонгированном скрытом периоде прогноз благоприятный, и по истечении 24 ч можно считать, что угроза появления клинических признаков отека легких миновала.

Оксиды азота. Эти вещества входят в структуру газов, образующихся при стрельбе, взрывах, запуске ракет, оснащенных двигателями, работающими на твердом ракетном топливе. Содержание оксидов азота в воздухе при проведении стрельб может достигать 20-40 %, что приводит к развитию интоксикации, характер которой определяется составом выделяющихся газов.

Очаг формируется нестойкий, быстродействующий.

При контакте оксидов азота с кожей и слизистыми оболочками резко изменяется рН тканей, что приводит к денатурации белковых молекул (химические ожоги).

Наиболее опасным проявлением поражения оксидами азота является удушающее действие, приводящее к развитию отека легких.

В основе механизма действия оксидов азота лежит способность веществ активировать процессы образования свободных радикалов в клетках, формирующих альвеолярно-капиллярный барьер. При вдыхании диоксида азота в очень высоких концентрациях быстро развивается нитритный шок. Основными факторами, определяющими патогенез этого шока, являются массированное образование в крови метгемоглобина и химический ожог легких. Таким образом, поражение оксидами азота в зависимости от условий (концентрация и спектр окислов азота во вдыхаемом воздухе) может развиваться либо по удушающему (токсический отек легких), либо по шокоподобному (метгемоглобинообразование, ожог легких), либо по обратимому (падение артериального давления) типу.

Изоцианаты. Эти вещества широко применяются при производстве синтетических волокон, пластмасс, полиуретанов (поролон), лаков, клеев, некоторых гербицидов и пестицидов. Наиболее токсичны гексаметилендиизоцианат и метилизоцианат. Ингаляционную опасность представляет метилизоцианат, являющийся промежуточным продуктом получения инсектицида севина, остальные малоопасны. Очаг нестойкий, быстродействующий. Зараженное облако скапливается в низинах. Изоцианаты обладают раздражающим действием на слизистые оболочки глаз и кожу, вызывая конъюнктивиты, изъязвления роговицы с потерей зрения, дерматиты, ожоги с явлениями некроза. При вдыхании паров поражается бронхолегочный аппарат, в тяжелых случаях развивается отек легких с астматическим синдромом. Обще-
токсическое действие изоцианатов состоит в поражении центральной нервной системы, нарушении обмена веществ, развитии дистрофических изменений в сердечной мышце, печени и почках. Изоцианаты являются сильными аллергенами.

Вещества общеядовитого действия. Практически все токсиканты, вызывая острую интоксикацию, в той или иной степени нарушают энергетический обмен, т.е. оказывают общеядовитое действие.

Общеядовитое действие – это действие химических веществ на организм, сопровождающееся повреждением биологических механизмов энергетического обеспечения процессов жизнедеятельности.

Токсиканты, избирательно (преимущественно) нарушающие биоэнергетические процессы, могут быть объединены в группу веществ общеядовитого действия. Для АОХВ этой группы характерной особенностью является способность вступать во взаимодействие с различными биохимическими структурами организма, что сопровождается нарушением энергетических процессов и может привести к гибели пораженного.

Оксид углерода (СО). Оксид углерода является продуктом неполного сгорания углеводородов. Он выделяется в атмосферу в значительных количествах при несоблюдении техники безопасности во время работ в закрытых помещениях (гаражах, ангарах), нарушении правил использования отопительных систем. Массовое поражение угарным газом возникает в очагах пожаров и при его накоплении в плохо вентилируемых пространствах, где действует источник его образования: помещениях, туннелях, шахтах и т.д.

Оксид углерода – бесцветный газ, без запаха и вкуса с плотностью 0,967. Это вещество в химическом отношении инертно. Оно плохо сорбируется активированным углем.

Очаг нестойкий, быстродействующий.

Единственный способ поступления газа в организм – ингаляционный. Выделение оксида углерода из организма при обычных условиях происходит в неизмененном состоянии также через легкие. Период полувыведения составляет 2-4 ч. Раздражающим действием оксид углерода не обладает. Попав в кровь, оксид углерода вступает во взаимодействие с гемоглобином (Нb) эритроцитов, образуя карбоксигемоглобин (НbСО), не способный к транспорту кислорода. Развивается гемический тип гипоксии. Интоксикация средней степени тяжести развивается при содержании карбоксигемоглобина 30-50 %, тяжелая – около 60 % и выше.

В очаге в большинстве случаев наблюдаются поражения тяжелой и средней степени тяжести. Антидотом является ацизол, обладающий профилактическим и лечебным действием (применяют внутримышечно в форме 6 % раствора на 0,5 % растворе новокаина в объеме 1,0 мл на человека в возможно более ранние сроки после воздействия СО).

Фторуксусная кислота (CH₂FCOOH). По мнению специалистов фторуксусная кислота почти идеально соответствует требованиям, предъявляемым к диверсионным ядам. Она высокотоксична, устойчива в водных растворах, органолептически не обнаруживается. Затруднено химико-аналитическое определение фторуксусной кислоты. Действие вещества проявляется после скрытого периода.

Фторуксусная кислота – это кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, но стойкое при кипячении. Ее токсичность неодинакова для разных видов живых существ. Летальная доза для мышей составляет около 0,6 мг/кг, овец – 0,7, лошадей – 1,0, собак – 0,1 мг/кг. Средняя смертельная доза для человека определяется как 2-5 мг на 1 кг массы.

Фторуксусная кислота способна блокировать в организме окисление ацетата. Полагают, что в основе механизма токсического действия вещества лежит его способность проникать в митохондрии и вступать в метаболические превращения в цикле Кребса.

Фторуксусная кислота хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте и быстро распределяется в организме. Проницаемость через гематоэнцефалический барьер умеренная. Вещество медленно метаболизирует в организме. Метаболиты выделяются с мочой и через легкие.

У человека в зависимости от принятой дозы действие на организм проявляется спустя 0,5-6,0 ч. Такое отсроченное начало отравления можно связать с прохождением во времени этапов метаболизма ксенобиотика в цикле Кребса и постепенным истощением субстратов биологического окисления, которые в норме присутствуют в клетке в некотором избытке.

Появляются тошнота, боли в животе, оглушенность, спутанность сознания, чувство страха, выраженная одышка. Затем пострадавший теряет сознание, появляются приступы клонико-тонических судорог. Смерть наступает от остановки дыхания и нарушения сердечной деятельности сопровождающейся фибрилляцией желудочков. Если на высоте интоксикации пострадавший не погибает, формируется затяжная кома, в которой он может оставаться в течение 6 сут.

Неотложную помощь пострадавшим оказывают в соответствии с общими принципами. В эксперименте на лабораторных животных показано, что при раннем введении ацетата натрия (2-3 г/кг) наблюдается снижение тяжести интоксикации, вызванной фторуксусной кислотой. При одновременном введении этанола (5 % раствор на 5 % глюкозе из расчета 1 мл 96 % спирта на 1 кг массы) защитная эффективность препарата увеличивается более чем в 2 раза.

Динитро-орто-крезол. Наиболее известными веществами, вызывающими разобщение процессов биологического окисления и фосфорилирования, являются 2,4-динитрофенол, динитро-орто-крезол и пентахлорфенол. При чрезвычайных ситуациях на промышленных объектах эти вещества, попав в окружающую среду, могут стать причиной массового поражения людей.

Динитро-орто-крезол – это светло-желтое, кристаллическое вещество, которое широко применяется для борьбы с вредителями сельского хозяйства (входит в состав инсектицидов динозал, дитрол, крезонит). Температура плавления составляет 85 °С. Вещество растворяется в органических растворителях (бензоле, спирте), хуже – в воде. Оно опасно при нагревании, пожаре, трении и ударе. Динитро-орто-крезол образует ограниченную зону заражения, где, медленно испаряясь, сохраняет опасность в течение одного месяца. Вещество способно заражать водоисточники.

Полная санитарная обработка обязательна.

Динитро-орто-крезол проникает в организм ингаляционно (в виде пара и аэрозоля), через желудочно-кишечный тракт с зараженной водой и продовольствием и через неповрежденную кожу. При контакте вещество вызывает легкое раздражение кожи, слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, глаз или дыхательных путей (в зависимости от пути поступления в организм). Попав в кровь, оно распределяется в организме, достаточно легко преодолевая гистогематические барьеры, в том числе и гематоэнцефалический. Динитро-орто-крезол обладает способностью разобщать процессы сопряженного фосфорилирования. В результате резко усиливаются процессы окисления, что сопровождается увеличением образования энергии посредством гликолиза и повышением температуры тела до 38-42 °С («тепловой взрыв»).

Обычные жаропонижающие средства не эффективны. Легкие" и средней степени тяжести формы отравления развиваются спустя несколько часов и замедленно. При воздействии яда в больших количествах интоксикация развивается быстро, смерть может наступить в течение 1-х суток от остановки дыхания или сердечной деятельности.

Сероводород (Н₂S). Бесцветный газ, имеющий запах, в 1,1 раза тяжелее воздуха. Температура кипения составляет 61 °С. Сероводород хорошо растворим в воде. Облако газа распространяется и скапливается в низких местах. Газ особенно опасен в замкнутых пространствах; в смеси с воздухом взрывается.

При выходе в атмосферу образует нестойкий быстродействующий очаг.

Сероводород обладает местным и резорбтивным действием. Резорбция возможна даже при ингаляционном поражении. В организме газ быстро обезвреживается в печени и выводится с мочой в виде сульфата. Часть неизмененного сероводорода выделяется легкими. В качестве местных проявлений поражения отмечается изъязвление эпителия роговицы, сопровождающееся светобоязнью, чувством песка (инородного тела) в глазах, блефароспазмом. Во рту ощущается металлический привкус.

При высоких концентрациях сероводорода (0,5-0,7 г/м³) через 15-30 мин после начала воздействия появляются тошнота, рвота, понос, холодный пот, головокружение, состояние оглушенности, резкая слабость, нарушаются координация движений, ориентация в пространстве и времени, развивается психомоторное возбуждение.

Длительная ингаляция газа может привести к развитию токсического отека легких.

Антидот отсутствует. Показаны метгемоглобинбобразователи (амилнитрит, метиленовый синий, хромосмон).

Вещества цитотоксического действия. Яды этой группы обладают выраженным цитотоксическим эффектом, сходным с эффектом при поражении кожно-резорбтивными боевыми токсическими химическими веществами (иприт). В основе действия лежит непосредственное поражение токсикантами или продуктами их метаболизма внутриклеточных структур, сопровождающееся грубыми нарушениями генетического аппарата клеток и клеточных мембран, процессов синтеза белка и других видов пластического обмена.

Диоксин (2,3,7,8-ТХДД). Являясь суперэкотоксикантом, диоксин может представлять опасность при образовании в результате протекания ряда промышленных процессов.

Диоксин образуется в результате:

· сжигания хлорорганических соединений;

· процессов хлорорганического синтеза, высокотемпературных процессов хлорирования органических веществ;

· плавления меди и проката в электродуговых печах, получения магния, никеля и других металлов из их хлоридов;

· сжигания твердых бытовых отходов;

· синтеза и применения три-тетра-пентахлорфенолов;

· хлорирования лигнинов при отбеливании целлюлозы в целлюлозно-бумажной промышленности;

· использования горючесмазочных материалов, содержащих присадки;

· хлорирования воды, содержащей фенольные вещества и лигнины.

Диоксин – это бесцветный порошок без запаха, не гигроскопичный, обладающий высокой адгезионной способностью. Температура плавления составляет 305 °С, кипения при I атм – 421,2 °С, разложения – 1200 °С (однако к необратимой фрагментации диоксинов приводит выдержка при этой температуре в течение 4-7 ч и более).

Вся группа диоксина и диоксиноподобных токсикантов имеет близкие физико-химические свойства, обладает очень низкой растворимостью в воде и низкой летучестью. Из важных химических характеристик необходимо отметить, что диоксины не окисляются кислородом воздуха, не гидролизуются в воде, устойчивы к действию сильных кислот и оснований (в обычных условиях). Эти химические свойства определяют высокую стабильность диоксинов в окружающей среде (на почве – до 1 года, в донных отложениях – 2 года, в почве – 10 лет).

Диоксины являются типичными кумулятивными ядами, угрожающими тяжелыми токсикологическими и экологическими последствиями. Они принадлежат к особому классу гормоноподобных, полифункциональных, дисрегуляторных, дезадаптогенных суперэкооксикантов.

Диоксины всасываются через кожу и слизистые оболочки. На месте воздействия после выраженного скрытого периода возникает достаточно специфичное проявление в виде хлоракне. Диоксин является сильнейшим индуктором микросомальных ферментов, имеющих особое значение в обмене холестерина, синтезе глюкокортикоидов в надпочечниках, что может быть причиной атрофии тимико-лимфатической системы, усиления катаболизма, атрофии мышц, изъязвления в кишечнике, явлений психоза.

Важным проявлением интоксикации является поражение печени: очаговый центролобулярный некроз, пролиферация эпителия желчных путей и желчного пузыря, накопление жиров в гепатоцитах. Возможны разные варианты течения отравлений, обусловленные наличием в диоксине различных примесей.

Хлорированные углеводороды. Наибольший интерес для токсикологов представляют соединения жирного ряда 1,2-дихлорэтан, четыреххлористый углерод и 1,1,2-трихлорэтилен.

Соединения этого ряда (дихлорэтан) широко применяются в качестве органических растворителей и экстрагентов, инсектицидов и фунгицидов, входят в состав клеев. В военном деле хлорированные углеводороды применяются для приготовления зимостойких рецептур отравляющих веществ и дегазирующих растворов. Четыреххлористый углерод и трихлорэтилен входят в состав пятновыводителей, широко применяются в промышленности как растворители масел, жиров, каучука, для обезжиривания и очистки металлических изделий, химической чистки одежды.

Хлорированные углеводороды, несмотря на разное химическое строение, обладают сходными физико-химическими свойствами. Все эти соединения, являясь жидкостями с характерным запахом, «сладковатыми» на вкус, имея температуру кипения ниже 140 °С, плотность до 1,594 кг/см³, будучи плохо растворимыми в воде (около 0,08-0,09 %), представляют собой высоколипофильные летучие вещества. При нагревании практически все хлорированные углеводороды могут образовывать фосген. Общность химико-физических свойств, в конечном счете, определяет и сходство токсического действия этих токсикантов.

Отравления могут возникать вследствие перорального, перкутанного и ингаляционного воздействия, а также их сочетания. Среди отравлений хлорированными углеводородами первое место занимают острые интоксикации, возникающие при использовании этих веществ внутрь в качестве суррогатов алкоголя, а в ряде случаев с суицидной целью. При приеме внутрь смертельная доза дихлорэтана и четырех-хлористого углерода составляет в среднем 20-40 мл, а трихлорэтилена – 80-100 мд.

Отравления хлорорганическими соединениями характеризуются поражением центральной нервной системы, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, желудочно-кишечного тракта, печени и почек, поэтому в клинической картине острых интоксикаций этими ядами принято выделять синдромы токсической энцефалопатии, нарушений дыхания и кровообращения, токсической гепато- и нефропатии, гастроинтестинальных расстройств. Наличие тех или иных синдромов и их выраженность зависят от физико-химических особенностей яда, путей поступления, дозы, исходного состояния отравленного.

В качестве антидота вводят левомицетина сукцинат по следующей схеме: одномоментно внутривенно и внутримышечно вводится по 1 г препарата, а в дальнейшем внутримышечно по 1 г через каждые 4-6 ч в течение 1-х суток. В качестве лекарственных препаратов с антиоксидантными свойствами вводят унитиол (10 мл 5 % раствора внутримышечно), натрия тиосульфат (50 мл 30 % раствора внутривенно). При возникновении судорог или психомоторного возбуждения применяют противосудорожные средства (2-4 мл 0,5 % раствора седуксена). Пострадавших срочно эвакуируют в ЛПУ с возможностью проведения методов экстракорпоральной детоксикации.

Вещества нейротоксического действия. Эти вещества действуют на проведение и передачу нервного импульса. Их типичными представителями являются фосфорорганические инсектициды, фосфорорганические отравляющие вещества, фосфорорганические лекарственные средства и др.

Фосфорорганические средства. Эти вещества широко применяются в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов, акарицидов, фунгицидов, гербицидов, дефолиантов, десикантов (препаратов, способствующих подсушиванию растений), родентицидов (для борьбы с грызунами). В быту их используют против домашних насекомых, для обработки садовых участков. Наиболее часто применяют такие инсектициды, как тиофос (паратион), метафос, карбофос (малатион), хлорофос (диптерекс), дихлофос и др. Из лекарственных средств известны фосфакол, пирофос, применяемые в офтальмологической практике.

При нарушениях техники безопасности при работе с фосфорорганическими средствами, несчастных случаях и лекарственной передозировке возникают острые отравления, которые по своему механизму и симптомам поражения во многом сходны с поражениями фосфорорганическими отравляющими веществами. Фосфорорганические средства являются ядами нервно-паралитического действия, вызывающими поражения различных отделов нервной системы, в результате чего происходят нарушения дыхания, сердечной деятельности, зрения, а в тяжелых случаях возникают судороги и параличи.

Препаратом выбора для лечения отравленных фосфорорганическими средствами является атропин, доза и схема назначения которого определяются степенью тяжести поражения. Необходимость введения атропина в больших дозах делает чрезвычайно опасным его случайное (ошибочное) назначение не отравленным людям. В качестве антидотов используют фармакологические препараты, способные ускорять процесс восстановления каталитической активности холинэстеразы. Они называются реактиваторами и являются биохимическими антагонистами фосфорорганических средств (пралидоксим, дипироксим, диэтиксим, аллоксим, диалкоб).

Гидразины. Гидразин и его соединения – это бесцветные жидкости с резким неприятным запахом, хорошо растворяющиеся в воде и полярных растворителях. Водные растворы имеют щелочную реакцию. Гидразины являются сильными восстановителями. При контакте с окислителями может произойти их самовозгорание со взрывом. Эти вещества применяют в химическом синтезе, производстве взрывчатых веществ, как компоненты ракетных топлив.

Для токсикологов особый интерес представляют гидразин и его алкильные производные (диметилгидразин). Эти вещества формируют зоны стойкого химического заражения и очаги химического поражения людей при аварийных ситуациях на объектах по производству и хранению токсикантов, их транспортировке.

Гидразины вызывают отравление при накожной аппликации, вдыхании паров, приеме внутрь. Острые отравления, как правило, носят ингаляционный характер.

Гидразины обладают местным раздражающим, нейро-и гепатотропным действием. Местное действие определяется их свойствами сильных восстановителей, резорбтивное – влиянием на ферментные системы, в основе которого инактивация пиридоксальфосфата – кофермента энзимов, обеспечивающих обмен аминокислот (декарбоксилирование, переаминирование). Особое значение имеет вызываемое гидразинами нарушение синтеза γ-аминомасляной кислоты – тормозного медиатора центральной нервной системы. Определенную роль в развитии интоксикации играет расстройство метаболизма глутаминовой, α-кетоглутаровой кислот, триптофана, блокада моноаминоксидазы, образование метгемоглобина и т.д.

Антидотом при интоксикациях гидразинами является витамин В₆ (пиридоксина гидрохлорид), который независимо от пути попадания вещества в организм необходимо ввести внутривенно (предпочтительно) или внутримышечно в количестве 5-10 мл 5 % раствора. Другие препараты витамина В₆ (пиридоксальфосфат, пиридоксамин и т.д.) неэффективны. При тяжелых отравлениях пиридоксин следует применять в больших дозах – до 25 мг на 1 кг массы тела, при необходимости – повторно через 2-3 ч (четверть указанной дозы вводят внутривенно, три четверти – внутримышечно). Если судороги не прекращаются, дополнительно вводят внутримышечно 1,0 мл 3 % раствора феназепама.