Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ВОЕННАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ.doc
Скачиваний:
633
Добавлен:
13.02.2016
Размер:
4.19 Mб
Скачать

0,006 Г/человека

Противогаз, защитная одежда

Зависит от способа применения и погодных условий. Обширные проливы жидкого ОВ персистируют на местности при обычных погодных условиях

Токсикокинетика

Отравление происходит при вдыхании паров и аэрозолей, всасывании ядов в жидком и аэрозольном состоянии через кожу, слизистую оболочку глаз, с зараженной водой или пищей — через слизистую оболочку желу­дочно-кишечного тракта. Высокотоксичные ФОС не обладают раздража­ющим действием на месте аппликации (слизистые оболочки верхних ды­хательных путей и желудочно-кишечного тракта, конъюнктива глаз, кожа) и проникают в организм практически незаметно. Наивысшая ско­рость проникновения ядов в организм при их ингаляции, наименьшая — при действии через кожу. Но и при нанесении на кожу действующей дозы ФОС, резорбция осуществляется в течение нескольких минут (скорость зависит от строения токсиканта).

Попав в кровь, ФОС неспецифически связываются с мембранами клеток эндотелия сосудов, эритроцитов, белками плазмы крови. За счет этого некоторая часть токсикантов выключается из токсикодинамическо-го процесса. Специфично взаимодействуют вещества с активным центром карбоксилэстеразы-гидролазы, присутствующей в плазме крови челове­ка. Это взаимодействие играет существенную роль в элиминации ФОС. Предварительное угнетение активности карбоксилэстеразы три-о-кре-зилфосфатом (ТОКФ) существенно повышает токсичность зарина и зо-мана.

Распределение веществ в организме и скорость элиминации опреде­ляются наличием или отсутствием в молекуле ФОС заряженных группи­ровок, способностью связываться со структурными элементами крови и тканей, интенсивностью метаболических превращений. Незаряженные молекулы, к числу которых относятся практически все высокотоксичные ФОС, в том числе все ОВ, легко проникают через гематоэнцефалический барьер и оказывают токсическое действие как в центральной нервной си­стеме, так и на периферии. Заряженные соединения, содержащие, на­пример, аммониевые, сульфониевые группировки, обладают практиче­ски только периферическим действием.

Важными механизмами элиминации фосфорорганических соедине­ний из организма являются реакции их метаболизма. При этом некото­рые, по большей части, мало токсичные вещества способны к относите­льно продолжительному персистированию (карбофос — сутки и более). Наиболее токсичные представители, как правило, быстро гидролизуются, окисляются (см. выше) при участии гидролаз (фосфорилфосфатаз, флюо-рогидролаз, карбоксилэстераз, арилэстераз и т. д.) крови и тканей, мик­росомальных цитохром-Р-450-зависимых оксидаз смешанной функции, а затем связываются энзимом глутатион-Б-трансферазой с глутатионом. Уже спустя час после внутрибрюшинного введения экспериментальным животным в крови ФОВ определяются в следовых количествах либо не определяются вовсе. Период полуэлиминации зарина и зомана составля­ет около 5 мин, VX несколько больше. Осуществлять метаболизм ФОС способны практически все органы и ткани в соответствии с содержанием

и активностью в них энзимов, принимающих участие в превращениях ксенобиотиков.

Из организма выделяются только нетоксичные метаболиты веществ и потому выдыхаемый воздух, моча, кал не опасны для окружающих.

Основные проявления интоксикации

Симптомы интоксикации ФОС при ингаляционном поражении раз­виваются значительно быстрее, чем при поступлении через рот или кожу.

При ингаляции ФОВ смерть может наступить в течение 1—10 мин по­сле воздействия. В случае поступления ОВТВ с зараженной пищей симп­томы интоксикации развиваются в течение 0,5 ч. Резорбция с поверхно­сти кожи действующей дозы высокотоксичных веществ происходит в течение 1—10 мин, однако скрытый период может продолжаться в тече­ние 0,5—2 ч.

ФОС оказывают местное и резорбтивное действие. Подавляющее боль­шинство развивающихся эффектов является следствием перевозбуждения мускарин- и никотинчувствительных холинергических синапсов цент­ральной нервной системы и периферии.

Местное действие проявляется функциональными изменениями орга­нов на месте аппликации: возникновением миоза и гиперемии конъюнк­тивы при контакте яда со слизистой оболочкой глаза; гиперемией слизи­стой оболочки носа и ринореей — при проникновении ФОС ингаляцион­ным путем; тошнотой, рвотой, спастическими болями в области живо­та — при попадании ядов внутрь; фибрилляцией подлежащих мышечных групп, пилоэрекцией и выделением капелек пота на зараженном участке кожи. Однако все явления непродолжительны и в конечном итоге не определяют тяжести интоксикации.

Резорбтивное действие ФОС всегда сопровождается нарушениями со стороны ЦНС, жизненно важных органов и систем: дыхательной, сердеч­но-сосудистой, а также желудочно-кишечного тракта и др. Продолжите­льность этих нарушений и степень их выраженности зависят от количест­ва яда, попавшего в организм, и в известной степени, — от путей проникновения. Интоксикации могут быть легкими, средней степени тя­жести и тяжелыми.

При отравлении легкой степени обычно наблюдаются возбуждение, бессонница, головные боли, галлюцинации, чувство страха, апатия, де­прессия, легкий тремор. Зрачки сужены (при поражении незащищенного человека ФОС в парообразной или аэрозольной форме). При этом нару­шается зрение, особенно в темноте. Появляются головная боль, затрудне­ние при дыхании, тошнота и другие диспептические явления. Воен­но-профессиональная работоспособность отравленного временно утра­чивается. Пострадавший нуждается в оказании медицинской помощи. Сроки врачебного наблюдения за пораженным — от нескольких часов до 5—7 сут.

При отравлении средней степени тяжести возникают приступы уду­шья, напоминающие тяжелые приступы бронхиальной астмы. Поэтому такие формы отравления определяются как бронхоспастические. Присту­пы, как правило, возобновляются через каждые 10—15 мин, но и в проме­жутках между ними дыхание остается затрудненным. Отмечается усилен­ная секреция бронхиальных, слюнных и потовых желез. Отчетливо выра­жено повышение артериального давления. Отравление нередко сопровож­дается рвотой, поносом и схваткообразными болями в области живота. Наблюдаются фибриллярные подергивания мышц, в особенности жева­тельных. Чаще сознание сохранено, но чувство страха, возбуждение, эмо­циональная лабильность нарушают критическое восприятие окружаю­щей обстановки. Зрачки резко сужены. Симптомы интоксикации отмеча­ются в течение 2—3 сут и более. К последствиям отравления средней сте­пени тяжести можно отнести сохраняющуюся в течение 2—3 нед эмоцио­нальную неустойчивость, вегетативную лабильность, мышечную сла­бость, нарушения функций желудочно-кишечного тракта и другие при­знаки астено-вегетативного синдрома.

При тяжелых поражениях развивается судорожный синдром, который протекает на фоне полной утраты сознания. Если отравление не заканчи­вается летальным исходом от остановки дыхания в первые 10—30 мин, развивается кома. Кожа бледная, влажная, с резко выраженным акроциа-нозом. Наблюдается непрекращающаяся фибрилляция всех групп мышц, тремор. Дыхание дезорганизовано из-за периодически возникающих приступов удушья. Также отмечаются гипотензия и брадикардия. Зрачки сужены (однако миоз может сменяться мидриазом), реакция зрачков на свет отсутствует. Периодически возникают повторные приступы клони-ко-тонических судорог. Изо рта и носа выделяется пенистая жидкость. Наблюдаются непроизвольные мочеиспускание и дефекация, а в особо тяжелых случаях — развивается полная арефлексия. Смерть может насту­пить в течение ближайших часов или первых суток после начала отравле­ния от остановки дыхания, реже — сердечной деятельности. При благо­приятном исходе на протяжении длительного времени (1,5—2 мес и более) у таких пораженных сохраняются общая слабость, астенизация, повышенная раздражительность, нарушение сна, устрашающие сновиде­ния, головокружение, головная боль и другие невротические расстройст­ва, составляющие астенический симптомокомплекс. Нередко, особенно при поражении зоманом или длительно персистирующими в организме отравленного ФОС, в периоде выздоровления у пострадавших развива­ются признаки нейропатий (нарушения кожной чувствительности, мы­шечная слабость, как правило, дистальных групп мышц). Кроме того, мо­гут возникать пневмония, острая сердечно-сосудистая недостаточность (причина поздней гибели), нарушение функции желудочно-кишечного тракта (тошнота, расстройство стула, боли в эпигастральной области), печени и почек.

Патогенез интоксикации

Пусковым механизмом практически всех симптомов, развивающихся пРи интоксикации ФОС, является перевозбуждение никотиновых и мус-кариновых холинергических синапсов, локализованных в центральной нервной системе и на периферии (табл. 47). При тяжелых поражениях в

патологический процесс, по мере развития интоксикации, вовлекаются и нехолинергические механизмы. К числу таковых относятся: нарушение функционального состояния глутаматергической, катехоламинергических, ГАМК-ергической нейромедиаторных систем мозга, увеличение содер­жания в крови биологически активных веществ (гормонов, продуктов пе-рекисного окисления липидов, лейкотриенов, простагландинов, фактора агрегации тромбоцитов и т. д.), прогрессирующая гипоксия, изменение кислотно-основного состояния и электролитного баланса и т. д.

Таблица 47

Развивающиеся эффекты

Признаки острого поражения ФОС и механизмы их развития

Анатомическое образование

Зрачок

Цилиарное тело

МЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ Воздействие на мускаринчувствительные синепсы

Миоз, иногда максимальный (размер с «булавочную головку»), анизокория

Слизистая оболочка носа

Дыхательные пути (слизистая оболочка, гладкомышечные волокна)

Кожа

Желудочно-кишечный тракт (слизистая оболочка, гладкомышечные волокна)

Боль в области глаз, нарушение дальнего зрения (спазм аккомодации)

Гиперемия, ринорея

Затруднение дыхания, кашель, бронхоспазм, усиление секреции бронхиальных желез

Локальное усиление потоотделения, пилоэрекция

Тошнота, рвота

Дыхательные пути

Желудочно-кишечный тракт

Потовые железы Слюнные железы Сердце Зрачок

Цилиарное тело Мочевой пузырь

РЕЗОРБТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ 1. Воздействие на периферические мускаринчувствительные синапсы

Нарушение дыхания с затрудненным выдохом (как следствие бронхоспазма и повышенной секреции бронхиельных желез), диспноэ, боли в груди, кашель, отек легких

Анорексия, тошнота, рвота, схваткообразные боли в животе, боли в эпигастрии, понос, тенезмы, непроизвольная дефекация

Усиленное потоотделение

Слюнотечение

Брадикардия

Миоз, анизокория

Нарушение зрения, боли в области глаз Непроизвольное мочеиспускание

Слабость, фасцикулляции, непроизвольные сокращения отдельных групп мышц, паралич мускулатуры (включая дыхательную)

2. Воздействие на периферические никотинчувствительные синапсы

Произвольная мускулатура

Окончание таблицы 47

Анатомическое образование

Развивающиеся эффекты

Симпатические ганглии

Бледность кожных покровов, транзиторный подъем ертериального давления, сменяющийся гипотензией

3. Воздействие на центральные холинергические синепсы

Остро развивающиеся эффекты

Общая слабость, гипотермия, потеря сознания, судороги, кома, угнетение дыхательного и сосудо-двигательного центров (диспноэ, цианоз, гипотензия, остановка дыхания)

Отсроченные эффекты

Головокружение, напряженность, беспокойство, возбуждение, эмоциональная лабильность, бессонница, кошмарные сновидения, головная боль, тремор, депрессия, заторможенность, затруднение концентрации внимания, спутанность сознания, нарушение речи, атаксия

4. Нехолинергические мехенизмы

Остро развивающиеся эффекты

Прогрессирующая кома, тканевая гипоксия, ацидоз, отек мозга

Отсроченные эффекты

Нарушение функций печени и почек, пневмония, невропатии, энцефалопатия

Особое значение в патогенезе интоксикации придают гипоксии, нося­щей смешанный характер. В результате бронхоспазма, бронхореи, угнете­ния дыхательного центра и слабости дыхательной мускулатуры развива­ется расстройство легочной вентиляции, что приводит к недостаточному насыщению артериальной крови кислородом и формированию гипокси-ческой гипоксии. Если бронхоспазм появляется рано (в результате мест­ного действия ФОС), то уже через несколько минут после начала отрав­ления происходит снижение степени насыщения артериальной крови кислородом. При возникновении судорог снижение прогрессирует. Вследствие гипотонии и брадикардии, замедления скорости кровотока и ухудшения микроциркуляции появляются застойные явления и также на­рушается снабжение тканей кислородом — возникает и циркуляторная гипоксия. Наконец, по мере углубления нарушений биоэнергетических процессов, накопления в тканях недоокисленных продуктов, развития ацидоза, ткани утрачивают способность утилизировать кислород, достав­ляемый кровью — развивается тканевая гипоксия. Кислородная недоста­точность занимает важное место в патогенезе отравления ФОС, во мно­гом определяя и степень тяжести, и исход интоксикации.

В основе отдаленных последствий острых отравлений может лежать иммунотоксическое действие ФОС. Так, иммуносупрессия может стать причиной развивающихся пневмоний, а инициация аутоиммунного про­цесса и угнетение активности нейрэстеразы (фермента, необходимого Для обеспечения обменных процессов в нервных волокнах) — нейро- и энцефалопатии.

26Q

261

Механизм токсического действия

Как указывалось, практически все эффекты, выявляемые на началь­ных этапах развития интоксикации ФОС, могут быть объяснены явлени­ем гиперактивации холинергических механизмов передачи нервного им­пульса в ЦНС и на периферии. В основе феномена, как установлено, лежит способность токсикантов угнетать активность ацетилхолинэстера-зы, а также некоторые другие механизмы действия на холинергические структуры, в частности, непосредственное взаимодействие с холиноре­цепторами, сопровождающееся прямым холиномиметическим эффектом и повышением чувствительности холинорецепторов к ацетилхолину и негидролизуемым холиномиметикам (холиносенсибилизирующее дей­ствие).

Антихолинэстеразное действие. ФОС являются ингибиторами ацетил-холинэстеразы (АХЭ), практически необратимо взаимодействующими с ее активным центром. В результате их действия угнетается процесс разруше­ния ацетилхолина в синапсах. Так, при отравлении ФОС существенно воз­растает содержание ацетилхолина в мозге (более чем в три раза; нормаль­ное содержание — 2,4 мкг/г ткани). Медиатор накапливается в синаптиче-ской щели и вызывает стойкое перевозбуждение постсинаптических холи­нергических рецепторов (непрямое холиномиметическое действие. ФОС). Перевозбуждение холинорецепторов избытком ацетилхолина приводит к стойкой деполяризации постсинаптических мембран иннервируемых кле­ток. Это, в свою очередь, первоначально сопровождается гиперактивацией центральных и периферических М- и Н-холинореактивных механизмов передачи нервных импульсов, а затем, в случае крайне тяжелого отравле­ния, — блоком проведения нервного импульса, преимущественно в Н-хо-линергических синапсах. Таким образом, отравление ФОС, по сути — отравление эндогенным ацетилхолином, накапливающимся в крови и тка­нях вследствие прекращения его разрушения ферментом ацетилхолинэсте-разой.

С антихолинэстеразной теорией согласуются факты, свидетельству­ющие о существовании параллелизма между токсичностью ФОС и их способностью угнетать активность фермента in vitro, степенью угнетения холинэстеразы различных органов и выраженностью развивающихся эффектов. Легкое поражение ФОС, как правило, развивается при угне­тении АХЭ более чем на 40%, средней степени тяжести — более 70%, тя­желой — около 90%.

Способность ФОС взаимодействовать с активным центром энзима объясняют структурным сходством молекул ядов с молекулой ацетилхо­лина. Некоторые ФОС (зарин, диизопропилфторфосфат и др.) имитиру­ют сложноэфирную часть молекулы медиатора, поскольку группировка (Р=0) поляризована так же, как и карбонильная (С=0) группа ацетилхо­лина. Другие ФОС (например, фосфорилхолины) могут имитировать как эфирную, так и катионную часть ацетилхолина. При этом катионная го­ловка, взаимодействуя с анионным участком активного центра фермента, обеспечивает ориентацию на нем токсиканта, а фосфорсодержащая часть молекулы яда взаимодействует с эстеразным центром. И в первом и во втором случае взаимодействие ФОС с активным центром ацетилхолин-эстеразы приводит к образованию прочной ковалентной связи атома фосфора с гидроксильным радикалом серина, входящего в структуру эс-теразного участка активного центра холинэстеразы, вызывая его фосфо-рилирование.

Таким образом, можно представить, что взаимодействие фермента с ФОС проходит по тому же механизму, что и с ацетилхолином. Взаимо­действие ацетилхолина, зарина и VX с активным центром холинэстеразы показано на рис. 47.

+ .снз *■ |

сн3-с—О—CH2CH2-N—сн3 сн3

"I чсн3 1|

о о

/Т\

он

СН3-Р-0-С(СНз)2

о

F

I

CHj-P—0-С(СНз)2 и

о

СН,-Р—S—CHЈH2-N(C3H7)2 СН3-Р—О—CzHs

О' ОС2Н5 |l

о

Рис. 47. Схемы взаимодействия ацетилхолина, зарина и фосфорилтиохолина с активным центром ацетилхолинэстеразы

Чем выше структурное сходство ФОС с ацетилхолином, тем, как пра­вило, выше его антихолинэстеразная активность и токсичность.

Принципиальное различие во взаимодействии ацетилхолина и ФОС с АХЭ состоит в том, что реакция декарбоксилирования активного центра после гидролиза ацетилхолина проходит практически мгновенно и энзим снова восстанавливает способность взаимодействовать с субстратом, а дефосфорилирование — протекает медленно. Причем с течением време­ни изначально обратимая связь ФОС — АХЭ, которая может разрушаться спонтанно («спонтанная реактивация») или с помощью некоторых ве­ществ, вводимых отравленному (реактиваторы АХЭ), становится необра­тимой, неспособной к разрушению. Таким образом, взаимодействие

2вг

263