Патогенез, проявления и последствия действия электрического тока

Электрический ток оказывает на организм специфическое и неспецифическое действие. Специфическое действие тока проявляется в биологическом, электрохимическом, электротермическом и электромеханическом эффектах, обусловленных перераспределением ионов в жидкостях и тканях организма.

Биологическое действие тока заключается в его воздействии на возбудимые ткани и, в первую очередь, на нервную систему и органы внутренней секреции. Происходит выброс в большом количестве КА (А, НА), изменяются соматические и висцеральные функции организма; происходит возбуждение скелетной и гладкой мускулатуры, возникают тонические судороги скелетных и гладких мышц. Биологическое действие распространяется на мембранные потенциалы, влияет на возникновение процесса возбуждения и другие явления в клетке.

Электрохимическое (электролитическое) действие тока проявляется в том, что ток, преодолев сопротивление кожных покровов, пронизывая ткани, вызывает электролиз, нарушение ионного равновесия в клетках, изменяет трансмембранный потенциал и функциональное состояние клеток.

Электротермическое действие тока обусловлено переходом электрической энергии при прохождении через ткани организма в тепловую с выделением большого количества тепла. В результате возникают поражения кожи – знаки тока (электрометки) – участки коагуляции эпидермиса – круглой или овальной формы, серовато-белого цвета, твердой консистенции, окаймленные валикообразным возвышением, западением в центре. Электрометки представляют собой ссадины, поверхностные раны с обугленными краями, а иногда очаги разрушения, идущие в глубину «электрометки на протяжении», наподобие огнестрельной раны, в которой ткани размозжены. Нередко очаг разрушения представляет собой как бы отпрепарированный участок тела (препарирующее действие тока). Знаки тока обнаруживаются в 70-75%. Могут быть ожоги кожных покровов всех степеней вплоть до обугливания, расплавления костной ткани с выделением фосфорнокислого кальция и образования костных «жемчужных» бус.

Встречаются ходы тока в кости, расщепление ногтевой бугристости концевых фаланг, секвестрация, образование «костных жемчужин», спонтанная ампутация костных отрезков, остеопороз, декальцинация.

Электромеханическое (динамическое) действие тока может осуществляться двумя путями: посредством прямого перехода электроэнергии в механическую и действием образующегося пара и газа. Происходит расслоение тканей, даже отрыв частей тела, образование ран типа резаных, переломы костей, вывихи суставов, травмы черепа, сотрясения мозга и т.д. Совместное действие тепловой и механической энергии оказывает взрывоподобный эффект, повышенное давление воздушных масс может отбросить человека в сторону.

Неспецифическое действие тока – это действие, обусловленное другими видами энергии, в которые преобразуется электричество вне организма. Так, от раскаленных металлических проводников, от вольтовой дуги (400°С), горения одежды, взрыва газа возникают термические ожоги. В результате излучения вольтовой дугой световых, ультрафиолетовых, инфракрасных лучей могут возникнуть ожог роговицы, конъюнктивиты, от сильного звука при взрыве – повреждение органа слуха; при падении с высоты – переломы костей, вывихи, ушибы, повреждение внутренних органов, компрессионные переломы костей.

Электрический ток, действуя на организм, вызывает местные и общие изменения. Однако разделение является условным, так как местные явления в большинстве случаев сопровождаются выраженными общими изменениями.

Различают ранние изменения, наступающие в момент прохождения тока и в первые 2-3 ч после электротравмы, а также поздние, проявляющиеся через несколько дней, месяцев. Электрический ток действует непосредственно на поврежденные им клетки и ткани и опосредованно, раздражая лежащие на его пути рецепторы и обусловливая рефлекторные реакции, выходящие далеко за пределы его приложения. Наряду с грубыми анатомическими нарушениями, электрический ток вызывает изменения в клеточных структурах на молекулярном и субклеточном уровнях. Полагают, что в патогенезе электротравмы имеют значение не только ионизация атомов и молекул, но и изменения электрического потенциала органов и тканей.

В зависимости от условий электрический ток может вести весь патологический процесс до конца (смерть) и может выступать только как пусковой фактор (например, пребывание пострадавшего в состоянии шока уже после отключения цепи).

Местные явления – это, главным образом, электроожоги. Различают контактные электроожоги, возникающие от выделения тепла при прохождении тока через ткани, оказывающие сопротивление электрическому току, и неспецифические (термические) ожоги, возникающие при воздействии пламени вольтовой дуги (рис. 11).

Электрические ожоги обладают рядом особенностей, отличающих их от термических ожогов: они возникают обычно в местах входа тока и напоминают форму проводника, пришедшего в соприкосновение с телом. Соответственно в местах входа тока может наблюдаться импрегнация металла в кожу. Разрушение металла и проникновение в кожу мельчайших его частиц происходит под влиянием механического и химического действия тока. При этом кожа приобретает в зависимости от вида проводника различную окраску: зеленоватую – при контакте с латунью; серо-желто-коричневую - при контакте со свинцом. Для электроожогов характерна малая болезненность или вообще отсутствие боли, которая сильно выражена при термических ожогах, что объясняется анестезирующим действием тока (парабиоз нервных рецепторов и проводников).

Рисунок 11. Контактная электротравма. Знаки тока:

а – при нарушении изоляции электрического утюга (220 В): 1 – до лечения; 2 – в период лечения; 3 – после заживления; б – от электрического провода и вилки электрического утюга (220 В): 4 – на предплечье; 5 – на кисти; б – на голове; в – от электрической дуги при ремонте электроустановки под напряжением 380 В: 7 – на лице, шее и верхней ко­нечности

Течение неосложненных местных изменений своеобразно. Процесс распада и отторжения не ограничивается явно пораженными участками, а идет дальше, в 2-3 раза превышая первоначальные границы. Заживление происходит значительно лучше, чем при термических ожогах, раны не склонны к нагноению, хотя иногда и осложняются профузным кровотечением вследствие повреждения сосудистых стенок. Вскоре после действия тока может развиваться некроз кожи и мышц, захватывающий и кость. Некротизированная ткань быстро мумифицируется и отделяется от здоровой ткани демаркационной линией. При значительном поражении мышц и осложнении инфекцией имеется угроза травматической интоксикации (как при раздавливании тканей). Глубокий электроожог с проникновением в полость черепа может сопровождаться воспалительными изменениями в оболочках мозга и локальными поражениями ЦНС.

Поздние местные осложнения – грубые рубцовые деформации с развитием контрактур.

Общие явления при электротравме характеризуются изменениями психики, нарушением деятельности центральной и периферической нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, внутренних органов, проницаемости сосудов, изменениями в системе крови, судорожным синдромом. Субъективные изменения могут быть различными: ощущение зуда в кончиках пальцев в месте прикосновения к проводнику, жгучая, иногда пульсирующая боль, дрожь.

У перенесших электротравму могут наблюдаться разнообразные расстройства: бледность кожных покровов, синюшность губ, холодный пот, вялость, апатия, адинамия, чувство разбитости, усталости, тяжесть во всем теле, общее угнетение или возбуждение, ретроградная амнезия, возможна истерия, повышение внутричерепного давления и давления цереброспинальной жидкости, головная боль, светобоязнь и др. Возможны субарахноидальные кровоизлияния, очаговые поражения головного и спинного мозга, посттравматическая энцефалопатия, паркинсонизм, острая мозжечковая атаксия, нарушение проводимости спинного мозга. Встречаются (при поражении не очень высоким напряжением) спинноатрофические процессы, связанные с кровоизлияниями в спинной мозг – атрофия мышц, нарушения чувствительности с вазомоторными и трофическими расстройствами, иногда тазовые расстройства. Нарушения в деятельности ЦНС могут быть связаны с непосредственным прохождением через нее тока, а также с нарушениями кровообращения и дыхания, сильным психотравматическим воздействием.

При несмертельных электротравмах независимо от того, по какой петле проходит ток, электрокардиографически устанавливается наличие преходящей коронарной недостаточности; возможно возникновение инфаркта миокарда с последующим развитием фибрилляции; и просто болевые явления в области сердца (коронарные боли). Поэтому человек, перенесший электротравму, даже, если он чувствует себя хорошо, не может быть оставлен без наблюдения, отпущен домой, а должен быть госпитализирован, поскольку его следует считать тяжелобольным.

В периферической крови отмечаются лейкоцитоз, изменения лейкоцитарной формулы, появляются патологические формы клеток. Могут наблюдаться расстройства дыхания, травматическая эмфизема и отек легких, явления функциональной недостаточности печени, поражения кишечника, почек, мочевого пузыря, отеки, водянка суставов. Возможно бесплодие у женщин; выпадение волос или гипертрихоз на пострадавшей конечности. Со стороны органов чувств – вестибулярные расстройства (упорные головокружения), ретиниты, неврит зрительного нерва, катаракты.

При прохождении электротока большой силы может наступить смерть в ближайшие 2-3 мин после травмы, но внезапная смерть может наступить и после некоторого периода совершенно хорошего субъективного и объективного состояния.

Смерть при электротравме может наступить от:

- первичной остановки сердца (сердечная форма смерти);

- первичной остановки дыхания (дыхательная форма смерти);

- одновременной остановки сердца и дыхания (смешанная форма смерти);

- электротравматического шока.

Сердечная форма смерти может быть обусловлена: необратимой фибрилляцией сердца; спазмом коронарных артерий; поражением сосудодвигательного центра; повышением тонуса блуждающего нерва.

Экспериментальные исследования показали, что сердце «уязвимо» для электротока только в состоянии его рефрактерности, которая на ЭКГ приходится на зубец «Т».

При сердечной форме смерти цвет кожных покровов у пострадавшего белый, т.к. кровь быстро останавливается, отдача кислорода тканям не происходит, и нормальное содержание редуцированного гемоглобина не изменяет окраски кожи. Опасность электрофибрилляции состоит в том, что у человека она спонтанно не проходит (в большинстве случаев) и нужны специфические сверхсрочные средства для ее снятия.

Дыхательная форма смерти при электротравме может иметь различные патогенетические механизмы: торможение или паралич дыхательного центра; судорожное сокращение дыхательных мышц, спазм голосовой щели; асфиксия вследствие ларингоспазма.

При первичной остановке дыхания появляется синюшность кожных покровов, связанная с накоплением восстановленного гемоглобина.

При одновременной остановке сердца и дыхания отмечается, как и при сердечной форме смерти бледность кожных покровов. Поражение дыхательного и сосудодвигательного центров при электротравме обусловлено как повреждением нервных клеток в результате деполяризации их мембран и коагуляции цитоплазмы, так и рефлекторным влиянием со стороны вовлекаемых в процесс экстеро- и интерорецепторов.

Электротравма, как и любая другая травма шокогенна, что ведет к фазным нейрогенным сдвигам в организме и возможности развития электротравматического шока. Картина шока возникает при кратковременном прикосновении к токоведущему предмету человека, если не развивается фибрилляция и не останавливается дыхание. При более длительном прохождении тока шок возникает за счет резкого болевого раздражения рецепторов, нервных стволов, болезненных судорог мышц и спазма сосудов (ишемическая боль). Изменения функций при электрическом шоке протекают двухфазно. Первая (эректильная, компенсаторная), фаза характеризуется возбуждением ЦНС, повышением артериального и венозного давления, одышкой, судорогами, которые могут продолжаться и после выключения тока. Судороги касаются и поперечнополосатой, и гладкой мускулатуры, поэтому возможно непроизвольное мочеиспускание и дефекация. Фаза возбуждения особенно резко выражена и продолжительна при действии тока небольшой силы. При действии тока большой силы (100 мА и выше) эта фаза кратковременна и преобладает вторая фаза торпидная (декомпенсации) – торможение ЦНС, резкое снижение артериального давления, торможение дыхания, угнетение всех жизненных функций вплоть до потери сознания и состояния «мнимой смерти», когда останавливается дыхание, прекращаются сокращения сердца, исчезают рефлексы. Мнимая смерть может затем перейти в смерть истинную, биологическую.

Патогенез мнимой смерти до конца не выяснен. При мнимой смерти жизнь продолжается, но интенсивность ее проявлений ничтожна. Особенность мнимой смерти – возможность возврата к жизни человека, казавшегося мертвым, при использовании соответствующих лечебных мероприятий. Полагают, что электрический ток вызывает резкое запредельное торможение нервной системы, которое носит охранительный характер и делает возможным существование при минимальном потреблении кислорода. Большинство исследователей отождествляют состояние мнимой и клинической смерти. Однако ряд авторов дифференцирует эти понятия, считая, что при мнимой смерти основные системы, обеспечивающие жизнь – кровообращение и дыхание, функционируют, но на минимальном уровне (человек жив, но производит впечатление мертвого), в то время как при клинической смерти обе системы не функционируют.

Отдаленные последствия электротравмы проявляются, прежде всего, в нервно-психических расстройствах, невротических состояниях. Возникает фобия по отношению к электротоку, истерические и психогенные реакции, неуверенность в себе, растерянность, нарушения зрительных восприятий и цветоощущения. Возможны параличи, эпилепсия. Приступы эпилепсии описаны как после действия электрического тока, так и после поражения молнией; могут наблюдаться упорные головные боли, нарушения памяти, эмоциональная и вегетативная лабильность, периферические вегетативные синдромы (локальный цианоз, гипергидроз или ангидроз); локальное поседение или выпадение волос; понижение адаптации к темноте, низкое внутричерепное давление, помутнение хрусталика, катаракта, частичная или полная атрофия зрительного нерва. Нередко развивается ИБС, инфаркт миокарда, сахарный диабет, заболевания щитовидной железы, половых органов, аллергические болезни. Отмечается, что у электромонтеров чаще наблюдается раннее развитие эндартериита, вегетативных расстройств.

Воздействие электрического тока может вызвать хронические электротравмы. Длительное пребывание в электрических полях, образующихся вблизи мощных генераторов УВЧ, способствует возникновению раннего атеросклероза, ригидности периферических сосудов и пр. Симптомы хронической электротравмы – головная боль, быстрая утомляемость, чувство разбитости, расстройства сна, состояние растерянности и невозможность сосредоточиться, забывчивость, боли в сердце, потеря веса; в ряде случаев – расширение зрачков, дрожание конечностей, снижение или повышение чувствительности в дистальных отделах конечностей, снижение кровяного давления, урежение пульса, стойкий красный дермографизм, расстройства менструального цикла, моноцитоз, а также сухость конъюнктивы, ощущение «песка» в глазах, иногда временные резкие расстройства зрения.