4 курс / Общая токсикология (доп.) / Медицина_экстремальных_ситуаций_Часть_3_Военная_токсикология_и_токсикология

цист Н.Н. Савицкий, гигиенисты В.А. Виноградов-Волжинский

иИ.П. Ласточкин, патологоанатом С.С. Вайль, фармакологи С.В. Аничков, М.Д. Машковский, А.И. Черкес, ветеринар Н.А. Сошественский. В этот период была дана подробная токсикологическая характеристика отравляющих веществ (ОВ), применявшихся в годы первой мировой войны, сформулированы основные принципы медицинской защиты от химического оружия.

Вгоды второй мировой войны химическое оружие применяли в крайне ограниченных масштабах. Тем не менее, работы по созданию новых образцов ОВ не прекращались. В фашистской Германии, а позже и в других странах были созданы чрезвычайно токсичные боевые фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ), что вновь стимулировало военно-токсиколо- гические исследования.

Неоценимый вклад в развитие военной токсикологии в

СССР после Великой Отечественной войны внесли Ю.В. Другов, С.Н. Голиков, Н.В. Саватеев, С.Д. Заугольников, Г.А. Сафронов

имногие другие. По проблеме медицинской защиты от химического оружия (в условиях секретности) работали большие коллективы высококвалифицированных ученых крупных научноисследовательских центров страны (Института токсикологии МЗ СССР, Военно-медицинской академии, НИИ военной медицины, Киевского НИИ фармакологии и токсикологии, военных кафедр институтов, лабораторий различных научноисследовательских учреждений). На базе проведенных исследований сложилась современная система организации санитарнохимической защиты войск от химического оружия.

Применение химического оружия в первой мировой войне показало жестокость этого оружия и вызвало среди прогрессивной общественности требования о запрещении химической войны. В 1925 г. на Международной конференции в Женеве был подписан протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых и других подобных газов и бактериологических средств ведения войны. Фактически Женевский протокол в значительной степени стал документом, запрещающим государст- вам-участникам первыми применять химическое оружие.

Вто же время опыт показал, что пока существует химическое оружие, существует и риск его применения. Только эффек-

11

тивная конвенция, полностью ставящая химическое оружие вне закона, к которой присоединились бы все государства, может избавить мир от применения этого ужасного оружия.

По инициативе СССР в 1969 г. на XXIV сессии Генеральной ассамблеи ООН было внесено предложение о запрещении разработки, производства и накопления химического и бактериологического (биологического) оружия. ООН вынесла по этому предложению положительную резолюцию. И только в 1993 г. была принята Парижская конвенция «О запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия». Конвенцию подписали более 150 государств. В соответствии с принятыми документами в ближайшие 10 лет предполагается уничтожить все запасы химического оружия на планете.

Конвенция, безусловно, является большим шагом вперед в направлении избавления человечества от угрозы массового истребления. Тем не менее, Конвенция пока не позволяет полностью исключить вероятность применения химического оружия. Оружие будет находиться в распоряжении некоторых государствучастников еще в течение 10–15 лет после вступления Конвенции в силу, пока не будут уничтожены все его запасы. Кроме того, им могут обладать государства, не присоединившиеся к Конвенции.

Незапрещенными являются разработка и накопление оружия несмертельного действия – «полицейские газы», вызывающие при определенных условиях смертельные поражения.

Конвенция, запрещая разработку, производство, накопление и применение ОВ, умалчивает о фитотоксикантах – средствах борьбы с растительностью. Вместе с тем хорошо известно, что такие вещества есть на вооружении в армиях некоторых стран. Они показали свою «эффективность» в локальных войнах и вооруженных конфликтах. Достаточно вспомнить медицинские последствия применения широко известной «оранжевой смеси» во время войны во Вьетнаме (1961–1972 гг.).

По мнению зарубежных экспертов, промышленно развитые страны в случае выхода из Конвенции способны, опираясь на возможности своей химической индустрии, восстановить необходимый военно-химический потенциал в течение несколько месяцев, создав нужное количество не только известных ОВ, но и новые токсиканты.

12

В настоящее время основными причинами сохранения высокого уровня военно-химической опасности являются:

1)достижения современной химии в области органического синтеза,

2)беспрецедентный рост масштабов химического производства в мирных целях,

3)огромное разнообразие созданных химических веществ,

атакже разрабатываемых новых синтетических веществ, многие из которых обладают высокой токсичностью.

Проблемы химической опасности мирного времени связаны с ростом вероятности аварий на химически опасных объектах, потенциальной опасностью применения отравляющих веществ с террористическими целями. Это является следствием «химизации» всех сфер человеческой деятельности. Так, в Европе ежегодно производится: мышьяка – 0,5 млрд смертельных доз; бария – 5 млрд смертельных доз; фосгена, аммиака и синильной кислоты – 100 млрд смертельных доз; хлора – 10 000 млрд смертельных доз для человека.

Химическое разоружение ни в одной стране мира пока не привело к сокращению работ в области противохимической защиты (ПХЗ). Так, все виды вооруженных сил США имеют программы совершенствования средств ПХЗ, учитывающие их специфику. Военные специалисты, научный персонал и научные центры, задействованные в военно-химических программах, рассматриваются как национальные ресурсы, необходимые для обеспечения защиты армии и населения в случае химической угрозы.

Важнейшим элементом обеспечения химической безопасности Вооруженных Сил и всего населения Республики Беларусь является проведение медицинских мероприятий по сохранению жизни, здоровья и военно-профессиональной работоспособности личного состава войск и населения в условиях как профессиональных (в мирное время), так и поражающих (в военное время) факторов химической природы.

Военная токсикология изучает патологию, клинику, профилактику и лечение поражений отравляющими и другими ядовитыми веществами, применяющимися в условиях деятельности армии.

Предметом изучения военной токсикологии является токсичность веществ, способных при экстремальных ситуациях

13

вызвать массовое поражение людей, а также токсические процессы, формирование которых у личного состава войск приводит к снижению их боеспособности.

Цель военной токсикологии заключается в совершенствовании системы медицинских мероприятий, средств и методов, обеспечивающих предупреждение или ослабление действия ОВ при экстремальных ситуациях, а также сохранение жизни, восстановление здоровья и боеспособности личного состава войск.

Задачи военной токсикологии:

1)изучение токсичности ОВ, их механизма действия, патогенеза интоксикации, проявлений токсического процесса;

2)совершенствование методов диагностики и лечения пораженных ОВ;

3)создание медикаментозных и иных средств профилактики и оказания помощи пораженным ОВ;

4)разработка нормативно-правовых актов, направленных на обеспечение химической безопасности личного состава войск.

1.2 ПОНЯТИЕ О ЯДАХ И ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВАХ (ОВ)

В зависимости от того, в каком количестве действует то или иное химическое вещество, оно может являться или индифферентным для организма, или лекарством, или ядом. При значительном превышение дозы лекарство становится ядом (например, отравление атропином). В то же время такой яд, как мышьяк, в малых дозах входит в состав различных лекарственных препаратов. Лечебным действием обладает и известное боевое отравляющее вещество иприт: разбавленный в 20 тысяч раз вазелином, этот яд военной химии применяется под названием «псориазин» в качестве средства для лечения чешуйчатого лишая. С другой стороны, постоянно поступающие в организм с пищей или вдыхаемым воздухом вещества становятся вредными для человека, когда они вводятся в непривычно больших количествах или при измененных условиях внешней среды. Это можно видеть на примере поваренной соли, если увеличить ее концентрацию в организме по сравнению с обычной в 10 раз, или кислорода, если вдыхать его под давлением, превышающим нормальное в несколько раз. Следовательно, понятие «яд» носит не столько качественный, сколько количественный характер. При тех или иных

14

условиях любое вещество может стать ядом. Впервые на это указал Парацельс (1493–1541 гг.): «Всё есть яд. Ничто не лишено ядовитости. И только доза отличает яд от лекарства».

В начале XIX века основоположник научной токсикологии Мэтью Джозеф Бонавентура Орфила (рис. 1) писал: «Яд – вещество, которое в малом количестве, будучи приведенным в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь». В этом определении подчеркивается одна важная, по мнению автора, характеристика ядов: малое количество вещества, необходимое для развития отравления.

Рисунок 1 – основоположник научной токсикологии Мэтью Джозеф Бонавентура Орфила

Однако понятие «малого количества» носит весьма субъективный характер. Существуют яды (ботулотоксин), вызывающие смерть человека в дозе нескольких нанограммов. В то же время такой распространенный яд, как этиловый спирт, вызывает отравление в дозе нескольких сотен граммов. В настоящее время человечеству известно около 10 млн химических соединений. Ежегодно этот перечень увеличивается примерно на 1 тыс. наименований. Большая часть этих химических соединений может стать причиной отравления человека. Подобное обстоятельство ставит под сомнение возможность выделить из всей совокупности химических веществ окружающего мира некую группу, обозначаемую как «яд». В наиболее категоричной форме эта мысль была выражена еще в XIX веке французским судебным врачом Тардье: «Ядов в научном смысле слова нет».

15

Хотя дать научное определение понятию «Яд» не представляется возможным, вполне обоснованным можно считать следующее утверждение: ядом становится любое химическое вещество, если при взаимодействии с организмом оно вызывает интоксикацию или гибель.

Токсикант – более широкое понятие, чем яд. Оно употребляется для обозначения веществ, вызывающих не только интоксикацию, но и другие формы токсического процесса.

Токсин – токсическое вещество природного происхождения (растительного, животного, микробного).

Ксенобиотик – чужеродное (т.е. не участвующее в пластическом или энергетическом обмене) вещество, попадающее в организм.

Боевое отравляющее вещество (БОВ) – это химическое соединение, обладающее определенными токсическими и физи- ко-химическими свойствами, обеспечивающими при его боевом применении поражение живой силы противника, а также заражение воздуха, обмундирования, вооружения, военной техники, продовольствия, воды и местности.

Цель применения БОВ заключается в уничтожении противника или выведении его из строя в результате нарушения дееспособности и причинения ущерба здоровью. БОВ обладают самыми разнообразными физическими, химическими и токсическими свойствами. Далеко не каждое высокотоксичное соединение может рассматриваться как потенциальное БОВ. К числу основных требований, предъявляемых к боевым ОВ, относятся:

−способность действовать на разные органы и системы организма;

−быстрота или, напротив, «коварство» действия (наличие

продолжительного скрытого периода);

−отсутствие органолептических характеристик;

−большая продолжительность заражающего действия;

−трудность распознавания причины поражения с помощью различных методов анализа;

−удобство боевого применения;

−устойчивость при хранении;

−дешевизна производства.

Химическое оружие (ХО) – один из видов оружия массового уничтожения (ОМУ), поражающее действие которого основано

16

на использовании БОВ. Химическое оружие – это боевые отравляющие вещества и средства их применения (боеприпасы). Химическое оружие предназначено для поражения живой силы противника, снижения его боеспособности, а также для затруднения (дезорганизации) боевой деятельности войск и объектов тыла.

Сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ) – это химические вещества, являющиеся потенциальными агентами формирования очагов массовых санитарных потерь при авариях на промышленных объектах.

Пути поступления ядов в организм. Выделяют следую-

щие пути поступления ядов в организм:

1)через желудочно-кишечный тракт (пероральный);

2)ингаляционный;

3)перкутанный (через неповрежденную и поврежденную

кожу);

4)через слизистые оболочки (конъюнктива глаза);

5)парентеральный.

Одним из распространенных способов поступления токсичных веществ в организм является пероральный. Ряд ядовитых жирорастворимых соединений – фенолы, некоторые соли, особенно цианиды – всасываются и поступают в кровь уже в полости рта.

На протяжении желудочно-кишечного тракта существуют значительные градиенты рН, определяющие различную скорость всасывания токсичных веществ. Токсичные вещества в желудке могут сорбироваться и разбавляться пищевыми массами, в результате чего уменьшается их контакт со слизистой оболочкой. Кроме того, на скорость всасывания влияют интенсивность кровообращения в слизистой оболочке желудка, перистальтика, количество слизи и т.д. В основном всасывание ядовитого вещества происходит в тонкой кишке, содержимое которой имеет рН 7,5– 8,0. Колебания рН кишечной среды, наличие ферментов, большое количество соединений, образующихся в процессе пищеварения в химусе на крупных белковых молекулах и сорбция на них, – все это влияет на резорбцию ядовитых соединений и их депонирование в желудочно-кишечном тракте.

Явления депонирования токсичных веществ в желудочнокишечном тракте при пероральных отравлениях свидетельствуют о необходимости его тщательного очищения в процессе лечения.

17

Ингаляционные отравления характеризуются наиболее быстрым поступлением яда в кровь. Это объясняется большой поверхностью всасывания легочных альвеол (100–150 м2), малой толщиной альвеолярных мембран, интенсивным током крови по легочным капиллярам и отсутствием условий для значительного депонирования ядов.

Всасывание летучих соединений начинается уже в верхних дыхательных путях, но наиболее полно осуществляется в легких. Происходит оно по закону диффузии в соответствии с градиентом концентрации. Подобным образом поступают в организм многие летучие неэлектролиты: углеводороды, галогеноуглеводороды, спирты, эфиры и т.д. Скорость поступления определяется их физико-химическими свойствами и в меньшей степени состоянием организма (интенсивность дыхания и кровообращения в легких).

Большое значение имеет коэффициент растворимости паров ядовитого вещества в воде (коэффициент Оствальда вода/воздух). Чем больше его значение, тем больше вещества из воздуха поступает в кровь.

Проникновение токсичных веществ через кожу также имеет большое значение, преимущественно в военных и производственных условиях.

Существует, по крайней мере, три пути такого поступления:

1)через эпидермис;

2)волосяные фолликулы;

3)выводные протоки сальных и потовых желез. Эпидермис рассматривается как липопротеиновый барьер,

через который могут диффундировать разнообразные вещества в количествах, пропорциональных их коэффициентам распределения в системе липиды/вода. Это только первая фаза проникновения яда, второй фазой является транспорт этих соединений из дермы в кровь. Механические повреждения кожи (ссадины, царапины, раны и т.д.), термические и химические ожоги способствуют проникновению токсичных веществ в организм.

Распределение ядов в организме. Одним из основных ток-

сикологических показателей является объем распределения, т.е. характеристика пространства, в котором распределяется данное токсичное вещество. Существует три главных сектора распреде-

18

ления чужеродных веществ: внеклеточная жидкость (примерно 14 л для человека массой тела 70 кг), внутриклеточная жидкость (28 л) и жировая ткань, объем которой значительно варьирует. Объем распределения зависит от трех основных физикохимических свойств данного вещества:

1)водорастворимости;

2)жирорастворимости;

3)способности к диссоциации (ионообразованию). Водорастворимые соединения способны распространяться

во всем водном секторе (внеклеточная и внутриклеточная жидкость) организма – около 42 л; жирорастворимые вещества накапливаются (депонируются) преимущественно в липидах.

Очищение организма от чужеродных веществ состоит из трех основных частей:

1)метаболические превращения;

2)почечная экскреция;

3)внепочечное очищение.

Метаболические превращения (биотрансформация) занимают особое место в детоксикации чужеродных токсичных веществ, поскольку они являются подготовительным этапом для их удаления из организма. Процессы биотрансформации ядов протекают в желудочно-кишечном тракте, печени, лёгких, почках. Немалое количество токсических веществ подвергается необратимым превращениям в жировой ткани. Однако главное значение в биотрансформации ядов в организме имеет печень. Именно в клетках печени, в их эндоплазматическом ретикулуме, локализуется большинство ферментов, катализирующих превращение чужеродных веществ. Поэтому при заболеваниях печени резко повышается чувствительность организма ко многим чужеродным веществам. Биотрансформация ядов в организме в основном происходит в два этапа: первый этап – реакции гидроксилирования (окисление, восстановление, гидролиз); второй этап – реакции конъюгации (т.е. соединение ядов с белками, аминокислотами, глюкуроновой и серной кислотами). Биологический смысл этих реакций заключается в образовании нетоксичных, хорошо растворимых в воде соединений, которые гораздо легче, чем исходное вещество, могут вовлекаться в другие метаболические превращения и выводиться из организма экскреторными органами.

19

Процессы метаболических превращений токсических веществ в организме человека нельзя всегда считать детоксикацией. В процессе биотрансформации некоторых веществ образующиеся промежуточные продукты метаболических реакций являются более токсичными, чем исходное. Это может осуществиться как в процессе разложения вещества, так и в процессе синтеза.

Яркий пример такого рода превращения – метаболизм метилового спирта, токсичность которого полностью определяется продуктами его окисления – формальдегидом и муравьиной кислотой:

АДГ

Таким образом, во многих случаях организм сам синтезирует яд, и только блокада подобного «летального» метаболического превращения может предотвратить развитие токсического процесса.

Выведение ядов из организма. Пути и способы естествен-

ного выведения токсических веществ из организма различны. По их практическому значению они располагаются следующим образом: почки – кишечник – легкие – кожа. Степень, скорость и пути выведения зависят от физико-химических свойств выделяемых веществ.

Через почки выделяются главным образом неионизированные соединения, обладающие высокой гидрофильностью и плохо реабсорбирующиеся в почечных канальцах.

Через кишечник с калом удаляются следующие вещества:

1)не всосавшиеся в кровь при их пероральном поступлении;

2)выделенные из печени с желчью; 3) поступившие в кишечник через его стенки (путем пассивной диффузии по градиенту концентрации).

Большинство летучих неэлектролитов выделяется из организма в основном в неизмененном виде с выдыхаемым воздухом. Чем меньше коэффициент растворимости ОВ в воде, тем быстрее происходит их выделение, особенно той части, которая находится в циркулирующей крови. Выделение их фракции, депонированной в жировой ткани, задерживается и происходит гораздо медленнее, тем более что это количество может быть очень зна-

20