СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА ВОЕННОЙ И ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

Избранные вопросы военной токсикологии

Смоленск

2007

УДК 615.9

Наконечный А.Н., Матусков М.А., Воногель В.Г., Качанова И.В.

Избранные вопросы военной токсикологии: Учебное пособие. – Смоленск: СГМА, 2007. – 105 с.

Учебное пособие рекомендовано центральным методическим советом СГМА и предназначено для самостоятельной подготовки студентов лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов медицинской академии при изучении отдельных вопросов военной токсикологии. В нем представлены основные данные по изучаемой тематике в соответствии с программой подготовки, а также рекомендуемая литература.

Рецензенты:

профессор Авчинников А.В., зав. кафедрой общей гигиены и экологии человека ГОУ ВПО СГМА Росздрава

доцент Шкитин В.А., доцент кафедры факультетской терапии ГОУ ВПО СГМА Росздрава

© Коллектив авторов, 2007.

Тема 1 предмет, цель и задачи военной токсикологии

Химические соединения относятся к постоянно действующим на организм человека факторам внешней среды. Между внешним химическим окружением и химическим составом организма существует определенное равновесие, нарушение которого приводит к патологическому сдвигу гомеостаза. В настоящее время человечеством синтезировано несколько миллионов химических веществ, 60-70 тыс. из них находится в ближайшем соприкосновении с человеком, используются в быту, в виде пищевых добавок (5550 наименований), препаратов бытовой химии, косметических средств и др. [1]. Токсичных веществ, вызывающих наибольшее число острых отравлений, в настоящее время насчитывается около 500.

Среди больных, госпитализированных в специализированные токсикологические центры, острые отравления различными медикаментами (в основном психотропного действия), составляют 29-35%, прижигающими жидкостями (в основном уксусной эссенцией и другими кислотами) - 20-25% пострадавших, этиловым спиртом и его суррогатами – 7,9-20%, фосфорорганическими инсектицидами - 9-15% и угарным газом - 5-9%.

Материалы судебно-медицинской экспертизы показывают, что основное место (62,2%) среди причин смертельных отравлений занимает этиловый спирт и его суррогаты. Затем оксид углерода (15,4%), уксусная эссенция (6,3%) лекарственные препараты (4%) и пестициды (3,1%). В последние годы отмечается рост смертельных отравлений алкоголем и его суррогатами, а также фосфорорганическими инсектицидами при относительном снижении числа отравлений угарным газом и уксусной эссенцией.

Необходимость в оказании неотложной помощи при острых отравлениях может возникнуть у врача любой специальности, поэтому знание основных клинических проявлений наиболее часто встречающихся отравлений и эффективных способов оказания медицинской помощи просто необходимо. Все это обусловливает значимость изучения токсикологии.

Предмет и задачи токсикологии боевых отравляющих и аварийных химически опасных веществ (ахов). Понятие о ядах, ахов, химическом оружии. Краткая характеристика химического оружия

Практически всем веществам окружающего нас мира присуща токсичность, т.е. способность, действуя на организм в определенных дозах и концентрациях, нарушать дееспособность, вызывать заболевания или даже смерть (или, в более общей форме – действуя на биологические системы, вызывать их повреждение или гибель). Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве они оказывают на биологические системы повреждающее действие, тем они токсичнее (ядовитее). Изучение и оценка токсичности различных веществ составляет предмет науки токсикологии.

Действие веществ, приводящее к нарушению функций биологических систем, называется токсическим.

Всегда в основе токсического действия веществ лежит взаимодействие химических веществ с биологическим объектом как на молекулярном, тканевом, органном уровне так и организма в целом. Формирование и развитие реакций биосистемы на действиие токсиканта, приводящих к ее повреждению (нарушению функций, жизнеспособности) или гибели, называется токсическим процессом.

Закономерности развития токсического процесса, его качественные и количественные характеристики, зависимость от строения вещества, действующей дозы, условий взаимодействия с биологическими системами – также составляют предмет изучения науки токсикологии.

Предметом изучения науки токсикологии являются токсичность химических веществ и токсический процесс, развивающийся в биосистемах. А науку токсикологию можно определить как учение о токсичности и токсическом процессе.

В токсикологии используют и другие термины:

Токсикант – это вещество, вызвавшее не только интоксикацию, но и провоцирующее другие формы токсического процесса, не только организма, но и биологических систем иного уровня организации (клетки, популяции).

Отравляющее вещество – химический агент, предназначенный для применения в качестве оружия в ходе ведения боевых действий.

Токсин – как правило, высокотоксичное вещество бактериального, животного, растительного происхождения.

Ксенобиотик – чужеродное (не участвующее в пластическом или энергетическом обмене организма со средой) вещество, попавшее во внутренние среды организма.

Объектом воздействия химических веществ могут быть самые разные организмы: растения, животные, человек, и сложные биологические системы. Если объектом исследования является токсичность химических веществ для человека, говорят о медицинской токсикологии.

Цель медицинской токсикологии как области человеческой деятельности – непрерывное совершенствование системы мероприятий, средств и методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека, коллективов и населения в целом в условиях повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях.

Токсикология не является обособленной наукой, она теснейшим образом связана с общей и органической химией, биохимией, физиологией, генетикой, иммунологией и др. - рамки токсикологии не обозначены.

В настоящее время в токсикологии определяются три основные направления:

• теоретическое (экспериментальное);

• профилактическое (гигиеническое);

• клиническое.

Теоретическая токсикология (экспериментальная, молекулярная, количественная) изучает основные законы взаимодействия организма и ядов их токсикокинетические и токсикодинамические особенности.

Профилактическая токсикология определяет опасность химических веществ, а также разрабатывает способы защиты человека от токсического воздействия химических веществ. Поэтому она имеет экологическую направленность, и в зависимости от области применения токсичных веществ выделяют следующие разделы: коммунальную (атмосферная, водная, почвенная), пищевую, промышленную, сельскохозяйственную, бытовую, сравнительную, ветеринарную, медицинскую, общую, радиационную и др.

Клиническая токсикология изучает заболевания, возникающие вследствие токсического воздействия химических веществ на человека. Клиническая токсикология изучает острые отравления вследствие одномоментного воздействия токсической дозы химических веществ, болезни, возникающие при длительном и многократном воздействии токсичных веществ.

Наркологическая токсикология посвящена механизмам болезненного пристрастия человека к некоторым видам токсичных веществ, в том числе и к наркотикам.

Лекарственная токсикология изучает побочное и вредное действие лекарственных средств на организм, разрабатывает способы предупреждения и лечения лекарственных отравлений.

К клиническому направлению токсикологии относится и учение о биологическом действии синтетических материалов, имплантируемых в организм человека (сосудистые протезы, искусственные клапаны сердца, суставы и другие).

Специальные разделы токсикологии исследуют отравления людей и животных, находящихся в особых условиях или обстоятельствах, токсичными веществами определенного вида. Это военная, авиационная, космическая, судебная, и др.

Токсичность окружающей среды и разлмчных объектов находящихся в ней уже давно интересует человека. Информация о ядовитых растениях встречается в литературных источниках 1500 г до н.э. Гиппократ, основоположник практической медицины, имел вполне определенное понятие о яде и противоядии, заложил принципиальные основы лечения отравлений. В сочинениях Аристотеля, Теофраста, обсуждается действие на организм человека многих ядов. Наибольшее значение для дальнейшего развития токсикологии получили труды ученых - медиков Галена (129-199), Авиценны (980-1037). Основы современной токсикологии заложил Парацельс (1493-1541). Испанский врач М.Д. Орфила (1787-1853) первым попытался определить закономерность в отношениях между физико-химическими свойствами и действием на биологические объекты. Ему принадлежит первое определение токсикологии как самостоятельной науки о токсических свойствах химических веществ (1818).

В нашей стране большой вклад в создание научной токсикологии внес Г.И. Блосфельд (1798-1894), который на кафедре судебной медицины в Казанском университете, впервые ввел преподавание токсикологии как самостоятельной дисциплины, и создал первое оригинальное руководство по судебной токсикологии. В 1902 году судебный медик Д.П. Косоротов (1856-1920) написал учебник по токсикологии. Трудами К. Бернара (1813-1878), И.М. Сеченова (1828-1905), И.П. Павлова (1849-1936) положено начало экспериментальной (теоретической) токсикологии, получившей развитие в трудах Е.В. Пеликана (1824-1984) и И.М. Догеля (1830-1916).

В клинической токсикологии необходимо выделить труды отечественных фармакологов и токсикологов Н.Д. Зелинского (1861-1953), А.Н. Лихачева (1866-1942), В.М. Карасика (1894-1964), Н.В. Лазарева (1895-1974).

Военная токсикология как самостоятельный раздел токсикологии получила развитие после появления химического оружия. Значительный вклад в ее развитие внесли С.В. Аничков (1892-1981), Ю.В. Другов, В.Д. Белгородский, В.Д. Ивановский, В.М. Карасик, Г.Н. Голиков, Н.В. Лазарев, Н.С. Правдин, Н.Н. Савицкий, А.В. Тонких, А.И. Ческес.

Военная токсикология – это наука изучающая патогенез, клинику, профилактику и лечение поражений боувыми отрвляющими веществами (БОВ) и др. химическими агентами военного значения (ХАВЗ), применяющимися в условиях деятельности ВС.

Предметом изучения военной токсикологии является токсичность веществ, способных при экстремальных ситуациях вызвать массовое поражение людей, а также токсические процессы, формирование которых у личного состава приводит к снижению боеспособности воинских коллективов.

К числу основных критериев, позволяющих выделить токсиканты, способные при экстремальных ситуациях вызвать массовые поражения людей, относятся:

• возможность их применения с военными целями;

• высокая токсичность при действии через органы дыхания, неповрежденную кожу и слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта;

• физико-химические свойства, способствующие формированию зон химического заражения;

• большие запасы веществ на производственных объектах и базах хранения.

Вещества, удовлетворяющие этим критериям, могут быть обозначены как отраляющие и высокотоксичные вещества (ОВТВ).

Как и любые химические вещества, ОВТВ способны вызывать самые разнообразные формы токсического процесса. Однако, военных токсикологов интересуют прежде всего процессы, развивающиеся в результате острого воздействия токсикантов, приводящие к снижению боеспособности воинского коллектива, - это транзиторные токсические реакции и острые интоксикации.

Цель военной токсикологии – совершенствование системы медицинских мероприятий, средств и методов, обеспечивающих предупреждение или ослабление действия ОВТВ при чрезвычайных ситуациях, а также сохранение жизни, восстановление здоровья и профессиональной работоспособности пораженного личного состава.

Эта цель достигается путем решения следующих задач:

• изучение токсичности веществ, способных вызвать групповое или массовое поражение личного состава при экстремальных ситуациях, механизмов, патогенеза, проявлений токсического процесса, формирующегося при действии ОВТВ;

• совершенствование методов диагностики химического поражения и оценки функционального состояния лиц, подвергшихся воздействию сверхнормативных доз токсикантов;

• создание медикаментозных и иных средств профилактики и оказания помощи пораженным ОВТВ, схем их оптимального использования, а также средств и методов предупреждения и минимизации пагубных отдаленных последствий химического воздействия;

• разработка нормативных и правовых актов, направленных на обеспечение химической безопасности личного состава.

Понятие “яд” и “лекарство” неразрывно связаны между собой. Научное определение понятия “яд” является одной из сложных задач токсикологии. Это объясняется тем, что одно и то же химическое вещество, в зависимости от условий (доза, пути введения, состояние организма), может быть и пищей, и лекарством, и ядом. Предполагая это уникальное свойство, Парацельс считал, что “все есть яд и ничто не лишено ядовитости”. Однако, в конечном счете все сводится к одному - в организм попадает вещество, которое вызывает отравление. Это вещество и есть яд. При проведении раздела между ядовитыми и неядовитыми веществами для практических целей в качестве критерия используют физиологический эффект, который наблюдается при поступлении того или иного химического вещества в организм человека или животного. Яд – это любое химическое вещество, которое при взаимодействии с организмом вызывает заболевание (интоксикацию) или гибель.

Аварийно опасное химическое вещество (АОХВ) - это химическое вещество или соединение, которое при проливе или выбросе в окружающую среду способно вызывать массовое поражение людей или животных, а также заражение воздуха, почвы, растений, и различных объектов выше установленных предельно допустимых значений.

В системе ГО к АОХВ относят: акрилонитрил, акролеин, аммиак, ацетонитрил, ацетонциангидрин, окислы азота, бромистый метил, бромистый водород, диметиламин, метиламин, метилакрилат, метилмеркаптан, мышьяковистый водород, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, соляная кислота, синильная кислота, триметиламин, формальдегид, фосген, фосфор треххлористый, фосфора хлорокись, фтор, фтористый водород, хлор, хлотпикрин, хлористый водород, хлорциан, хлористый метил, этилмеркаптан, этиленимин, этиленсульфид, этилена окись этот список нельзя считать закрытым (окончательным), т.к. опасность химического в-ва определяется не только его физико-химическими свойствами, но и количеством сосредоточенном в месте хранения. В каждом регионе имеется своя специфика аварийно опасных химических веществ.

Понятие яда как боевого отравляющего вещества (БОВ) определяется его основным назначением, которое может быть определено как выведение из строя живой силы противника. Не каждый яд может удовлетворять требованиям, которые предъявляют к БОВ: 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 причин поражения с помощью различных методов анализа; удобство боевого применения; устойчивость при хранении; дешевизна производства и т.д. Поэтому из огромного количества химических соединений, обладающих значительной токсичностью, только небольшое число их приобрело значение как БОВ.

БОВ - высокотоксичные химические соединения, предназначенные для массового поражения живой силы противника во время боевых действий. К боевым токсичным химическим веществам (БТХВ) относятся отравляющие, зажигательные, дымообразующие вещества и гербициды военного значения (в первую очередь - дефолианты и десиканты).

Отравляющие вещества составляют основу химического оружия. Химическое оружие (ХО) - это боевые токсичные химические вещества и средства их применения.

С созданием нервно-паралитических ОВ и появлением эффективных средств доставки (реактивные самолеты, ракеты), химическое оружие превратилось поистине в эффективное оружие массового поражения (ОМП), которое по своему поражающему действию стало соизмеримо с ядерным оружием. Из-за дешевизны производства ХО называют “ядерным оружием бедных”.

При использовании ХО предусматривается решение следующих задач: поражение или изнурение живой силы противника; заражение ОВ местности и различных объектов с целью затруднить маневр и другие виды боевой деятельности подразделений и частей; дезорганизация работы тыла;

Особенностями химического оружия являются:

1. ОВ распространяются объёмно, причем, в силу максимального дробления вещества, зона поражения становится практически непрерывной, сплошной.

2. ОВ способны превратить ранее безопасную окружающую нас внешнюю среду (воздух, почву, воду, одежду и другие предметы) в источник заражения.

3. ОВ могут сохранять свою поражающую способность на местности длительное время после применения.

4. Поражение ОВ не ограничивается местом контакта, а распространяется на весь организм.

5. Современные ОВ способны проникать в организм всеми возможными путями.

6. Современными средствами доставки ОВ могут быть применены внезапно, без шума, в любое время суток на большой территории не только по фронту, но и в глубину.

7. Применение ОВ вынуждает работать в средствах химической защиты, которые снижают боеспособность войск, затрудняют работу тыла, вызывают необходимость защиты раненых и больных на путях и этапах медицинской эвакуации.

8. Способны проникать в укрытия, военную технику, здания, сооружения и поражать находящуюся там живую силу;

9. Трудно своевременно обнаружить факт применения ОВ (основные ОВ, как правило, не имеют ни цвета, ни запаха).

10. Поражение ОВ трудно диагностировать (особенно в бессимптомный период).

11. Применение ОВ позволяет управлять характером и степенью поражения.

Применение яда с целью массового отравления живой силы противника описано еще в древних литературных источниках (600 г. до н.э.), однако, до 20 века они носили эпизодический характер. Значение нового вида оружия, химическое оружие приобрело в годы первой мировой войны. Германия, имея значительно более развитую химическую промышленность, первой применила ХО. На западном фронте 27 октября 1914 года с целью дезорганизации обороны и поражения живой силы противника использованы соли дианизидина, но это ОВ оказалось мало эффективным и 22 апреля 1915 года у г. Ипр немецкой армией было применено около 180 тонн хлора, в результате чего пострадало около 15 тысяч человек. На восточном фронте немецкая сторона впервые применила БОВ 31 января 1915 г. (ксилилбромид), а 31 мая 1915 года в районе г. Варшава был применен хлор, пострадало около 9 тысяч человек. Противники Германии сумели ответить применением ХО с большим опозданием. За период с 1914-1918 г. воевавшие страны произвели около 150 тыс. т различных БОВ, из которых около 125 тыс. т было израсходовано.

Последствием применения ХО явились значительные людские потери: пострадало около 1,3 млн. человек, из которых примерно 100 тыс. погибли. С этого времени ХО вошло в арсенал боевых средств армий многих государств.

Неоднократное применение ХО привело к необходимости разработки средств защиты от него и потребовало тщательного изучения токсикологии БОВ. Для защиты личного состава сначала применялись влажные марлевые повязки, а к июню 1915 года русский ученый Зелинский Николай Дмитриевич (1861-1953) совместно с В.С. Садиковым разработал универсальный сухой угольный фильтр. В конце 1915 инженер Э.Л. Куммант предложил использовать в конструкции противогаза резиновый шлем. К концу марта 1916 года это средство защиты поступило на снабжение российской армии. Всего за годы Первой мировой войны в действующую армию было направлено более 11 миллионов противогазов.

В последующие годы, несмотря на Женевский протокол 1925 г., запрещавший применение ХО, химическое оружие неоднократно применялось. Италия в войне против Эфиопии 1935-1936 гг., Япония – в войне против Китая в период с 1937-1943 гг., США - в Индокитае 1961-1971 гг. В 1988 году Иракские вооруженные силы применили иприт в г. Халабия в результате чего погибло около 5 тыс. мирных жителей, а еще 10 тыс. получили тяжелые отравления.

Конвенция «О запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении» (Париж, 13 января 1993 года) положила начало всеобщему отказу от использования ОВ с боевыми целями. После 1993 года около 150 государств присоединились к этой конвенции. Данный договор ратифицирован Россией в декабре 1997 года. В соответствии с конвенцией Россия к 2012 году должна уничтожить имеющиеся запасы БОВ (около 40 тыс. т.) и в течение 2-х последующих лет ликвидировать технологические линии по их уничтожению. Вопросы контроля за производством ХО в современном мире продолжают оставаться актуальными. С созданием бинарной технологии получения БОВ, контроль за производством бинарного ХО будет представлять большие трудности, так как компоненты бинарного химического боеприпаса, относимые к АХОВ, можно производить без ограничений и, при необходимости, оснащать ими бинарный химический боеприпас.