Механизм действия, патогенез интоксикации раздражающих ОВ.

Критерии отнесения химических соединений к группе веществ с преимущественно раздражающим действием. Перечень и классификация веществ, обладающих выраженным раздражающим и прижигающим действием

В качестве ОВ раздражающего действия могут применяться только те химические соединения, для которых среднеэффективная концентрация местного (раздражающего) действия в тысячи раз меньше среднесмертельной. Поэтому такие ОВ относятся к группе временно выводящих из строя живую силу противника.

Наиболее чувствительными к раздражению являются покровные ткани, в которых плотность нервных окончаний выше, где они более доступны действию химических веществ. Это, прежде всего, конъюнктива глаз, слизистая дыхательных путей. Покровные ткани в этих областях имеют особенности строения, иннервации и поэтому неодинаково чувствительны к различным веществам. Некоторые вещества вызывают преимущественное раздражение органа зрения, другие – носоглотки и органов дыхания.

Первые случаи применения отравляющих веществ (ОВ) раздражающего действия относятся военными историками к 1914 году, когда французы стали инициаторами использования ручных и винтовочных гранат, снаряженных известными еще в мирное время лакриматорами (слезоточивыми ОВ). Однако, несмотря на совершенствование средств применения, появление в войсках к лету 1915 года бромацетона, хлорпикрина и галогенцианов, эффективность раздражающих ОВ оказалась ниже предполагаемой. И лишь принятие на вооружение мышьякорганических соединений резко изменило ситуацию. Применявшиеся в виде ядовитых дымов, эти вещества свободно проникали через противогазы того времени, не имевшие противоаэрозольных фильтров. "Вредители противогазов" - так называли современники дифенилхлор - и дифенилцианарсин. Их применяли в сочетании со смертельными ОВ - фосгеном и дифосгеном, против которых военнослужащие были совершенно беззащитны, так как в результате действия раздражающих ОВ вынуждены были срывать противогазы.

Учитывая основное назначение ирритантов - вызвать изнурение живой силы при минимальном расходе, эффективность каждого раздражающего вещества оценивают их начальной и непереносимой концентрациями.

Начальной (пороговой) концентрацией называется минимальная концентрация раздражающего вещества, вызывающая раздражение слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей или кожи. В атмосфере, содержащей ирритант в начальной концентрации, возможно непродолжительное нахождение людей без противогаза.

Непереносимой концентрацией называется концентрация раздражающего вещества в атмосфере, не допускающая даже кратковременного пребывания в ней людей без противогаза. При нахождении в атмосфере поражение людей, не имеющих средств защиты, происходит через 3-5 мин.

Таким образом, раздражающие вещества относятся к быстродействующим веществам. В то же время она являются, как правило, кратковременно действующими, поскольку после применения соответствующих средств защиты или после выхода из зараженной атмосферы признаки отравления проходят через минуты - десятки минут.

Все существующие раздражающие ОВ, в соответствии с их действием на человека можно разделить на четыре группы:

I. Преимущественно действующие на слизистую глаз – лакриматоры: бромацетон, бром- и фторацетофенон, бромбензилцианид и др.

К лакриматорам, или слезоточивым веществам (от лат. lacrima - слеза), относят соединения, действующие на чувствительные нервные окончания слизистых оболочек глаз и вызывающие обильное слезотечение. При контакте с поверхностью кожи в высоких концентрациях возможно развитие эритемы. Жжение и зуд кожи, особенно потной или разгоряченной, являются первыми признаками, которые наступают сразу после попадания в зараженную атмосферу. Раздражения кожи лакриматорами обычно не требуют серьезного лечения и быстро проходят. Типичными представителями лакриматоров являются агентыCN (хлорацетофенон) и PS (хлорпикрин).

· Минимальная раздражающая концентрация хлорацетофенона – 0,0003 мг/л.

· Непереносимая концентрация - 0,0045 мг/л.

· Среднесмертельная концентрация -3,5-25,0 мг/л.

II. Преимущественно действующие на слизистую носа и верхних дыхательных путей – стерниты: дифенилхлор - и дифенилцианарсин, соли триалкилсвинца и др.

Стернитами, или чихательными веществами (от греч. sternon - грудь, грудина), называют химические соединения, преимущественно действующие на чувствительные нервные окончания слизистых оболочек верхних дыхательных путей и вызывающие раздражение полости носоглотки, сопровождаемое неудержимым чиханием, кашлем и загрудинными болями. Одновременно раздражаются глаза, поражается поверхность кожи, затрагивается центральная нервная система. Такие сопутствующие явления, как тошнота, позыв к рвоте, головная боль и боли в челюстях и зубах, ощущение давления в ушах, указывают на вовлечение в процесс придаточных пазух носа. В тяжелых случаях возможны поражения дыхательного тракта, приводящие к токсическому отеку легких. Следствиями воздействия на нервную систему являются слабость в ногах, боли в суставах и мышцах, а при тяжелых отравлениях - судороги, временная потеря сознания и иногда паралич различных групп мышц. После пребывания в атмосфере с высокими концентрациями стернитов возникают эритемы кожи, нередки опухоли и даже пузыри. Однако в отличие от 0В кожно-нарывного действия поражения кожи стернитами легко поддаются лечению и не переходят в заболевания общего характера. Типичными представителями стернитов являются агенты DM (адамсит), DA (дифеннлхлорарсин) и DC (дифенилциаиарсин).

Адамсит (синоним - фенарсазинхлорид).

· Минимальная раздражающая концентрация - 0,0001 мг/л.

· Непереносимая концентрация - 0,0004 мг/л.

· Среднесмертельная концентрация -15-30 мг/л.

III. ОВ смешанного действия: ортохлорбензаль-малонодинитрил (шифр в армий США -СS) и его разновидности СS-1 и СS-2.

В настоящее время на вооружение иностранных армий приняты новые ирританты, раздражающие как глаза, так и дыхательные пути. К ним относятся, в частности, агенты CS и CR. Успешно ведутся также поиски так называемых кожных ирритантов, вызывающих преимущественно раздражение и поражения незащищенных участков кожи.

Опыт использования CS во Вьетнаме, а также применение его полицией многих стран для разгона демонстраций и наведении общественного порядка показал, что CS, являясь эффективным ирритантом, обладает тератогенными свойствами. В связи с этим в 1973 г. он был снят с вооружения полиции.

· Минимальная раздражающая концентрация CS - 0,001 мг/л.

· Непереносимая концентрация CS - 0,005 мг/л.

· Среднесмертельная концентрация CS - 40-75 мг/л.

IV. ОВ алгогенного действия: дибенз-1, 4-оксазепин (шифр в армии США - СR). Из-за способности вызывать сильные болевые ощущения при контакте с кожей эти соединения были названы «генераторами болевых ощущений» или алгогенами. Поскольку при вдыхании аэрозоля они раздражают дыхательные пути, их рассматривают обычно в группе раздражающих веществ.

· Минимальная раздражающая концентрация - 0,0002 мг/л.

· Непереносимая концентрация - 0,003 мг/л

CR превосходит вещество СS по силе раздражающего действия на слизистую глаз и верхних дыхательных путей в 8 раз, а по воздействию на кожные покровы - 20 раз, при том, что токсичность СR при внутривенном введении в 5 раз ниже.

В 1987 году в США было табелизировано новое раздражающее вещество - СН, превосходящее СR по силе алгогенного действия в 20 раз и значительно более токсичное.

Токсические свойства, механизм действия, патогенез и клинические проявления поражений «полицейскими газами» (хлорацетофеноном, адамситом, веществами CS, CR и др). Особенности токсического действия природных алкилирующих соединений раздражающего действия (капсаицин и его аналоги, резинифератоксин и др.).

Большинство ОВ раздражающего действия представляют собой кристаллы с довольно высокой температурой плавления (от 58⁰С у хлорацетофенона до 315⁰С у адамсита) и незначительной летучестью. Исключение представляют галогенированные алифатические кетоны (бромацетон и др.), использовавшиеся в первую мировую войну и не представляющие в настоящее время практического интереса.

Все кристаллические вещества в 5-9 раз тяжелее воздуха, практически нерастворимы в воде (за исключением СS), хорошо растворяются в органических растворителях. Являются стойкими ОВ, обладают малой реакционной способностью.

Большинство ОВ раздражающего действия не растворимы в воде, не летучи при обычной температуре окружающего воздуха. Поэтому их применение в военных целях сопряжено с необходимостью использовать специальные устройства для создания аэрозолей. При этом создаются условия, обеспечивающие формирование ядовитого облака с диаметром частиц 0,5-2 мкм. Для создания обширных зон (с глубиной заражения до 10 км) применяются ядовито-дымовые шашки. В эпицентре очага концентрация веществ может достигать 2-5 г/м³.

Промышленные токсиканты, вызывающие выраженное раздражающее действие в очагах химического поражения при авариях и катастрофах могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Различие доз, вызывающих раздражающее и смертельное действие, у таких соединений может быть не столь большим, как у ОВ, поэтому в химических очагах, образуемых этими токсикантами, часто могут наблюдаться и угрожающие жизни формы патологии.

Механизм действия, патогенез интоксикации раздражающих ОВ.

Дымовые, (аэрозольные) частицы слезоточивых ОВ фиксируются на влажном эпителии конъюнктивы и роговицы, возбуждают чувствительные окончания нервных волокон, вызывая болевые раздражения в местах аппликации и защитные рефлексы - смыкание век (мышечная реакция) и слезотечение (реакция со стороны желез).

Отмечено, что наиболее выраженными лакримогенными свойствами обладают химические соединения, в молекуле которых содержится галоген. По интенсивности лакримогенного действия галогены составляют следующий ряд активности:

фтор < хлор < бром < йод.

Химическая структура обеспечивает подобным соединениям высокую комплиментарность по отношению к активным SH - группам рецепторов чувствительных нервных окончаний слизистых оболочек глаз.

Раздражающие ОВ, производные трехвалентногомышьяка, обладают характерной для всех арсинов способностью раздражать чувствительные нервные окончания слизистых оболочек носоглотки и дыхательных путей. Мышьяксодержащие ОВ раздражающего действия обычно имеют в своих молекулах атом галогенаили нитрильную группу.

Раздражающее действие арсинов связывают с их способностью взаимодействовать с тиоловыми группами рецепторов слизистых оболочек носоглотки и дыхательных путей. Их применяют в виде дымов. Твердые дымовые частички оседают на слизистых оболочках дыхательных путей и растворяются в их отделяемом. При этом создается множество небольших зон с высокими концентрациями арсинов. Раздражаются окончания чувствительных нервов и появляются рефлекторные реакции. Помимо болевых ощущений в носоглотке, гортани, челюстях, зубах и груди, возникают рефлексы, приводящие к характерным моторным и секреторным реакциям: кашель, замедление или временная остановка дыхания, гиперсекреция слизистой носа, слюнных, слезных желез, а также замедление сердечных сокращений, сужение кровеносных сосудов и повышение кровяного давления.

При проникновении мышьяковистого дыма в глубокие дыхательные пути (трахея, бронхи, легкие), кроме сильных болевых ощущений в груди (стерниты!), наблюдаются учащение дыхания, спазм бронхов и явления бронхореи.

В результате одновременного раздражения нервных окончаний верхних и глубоких отделов дыхательных путей возникают рефлексы - антагонисты. При этом одновременно поступают импульсы как замедляющие, останавливающие дыхание, так и приводящие к его ускорению, дыхание становится неправильным, спазматическим, конвульсивным, появляются мучительные субъективные ощущения удушья.

При воздействии мышьяковистых дымов в высоких концентрациях может развиться поражение дыхательных путей, напоминающее поражение люизитом (воспалительно-некротические изменения в слизистых оболочках дыхательных путей с образованием ложно-дифтеритических пленок и развитием острой серозно-геморрагической пневмонии). Не исключено и проявление резорбтивного действия мышьяка.

Раздражающее действие CS зависит от способности вещества воздействовать на тиолдисульфидный обмен в местах аппликации ОВ. При изучении механизма действия CS большое внимание уделяется его алгогенному действию. Как тиоловый яд CS вступает в химическое взаимодействие с сульфгидрильными группами ферментных и белковых структур. Поскольку с веществами, содержащими сульфгидрильные группы, связано проведение нервного импульса, тканевое дыхание, проницаемость клеточных мембран и другие важнейшие функции, то такое взаимодействие сопровождается целым рядом изменений в месте контакта. В результате этого взаимодействия прослеживается обычная цепь болевой реакции: повреждение клеток вызывает выделение гистамина и протеолитических ферментов, что приводит к активации каллекреин-кининовой системы с увеличением содержания кининов в крови и тканях, в частности повышается содержание эндогенного брадикинина в сыворотке крови - основного компонента болевой реакции.

Наличие в молекуле CS циана и возможность его освобождения в процессе гидролитического расщепления яда в крови позволяет допустить возможность токсического действия цианида на тканевое дыхание.

Клиника поражения

Симптомы раздражения глаз проявляются в течение первых секунд и минут после контакта с волной ядовитого дыма. У пораженных появляется резь и жжение в глазах, слезотечение и светобоязнь. Смыкание век создает некоторое облегчение. Однако при каждом открывании век симптомы раздражения снова усиливаются. При воздействии лакриматоров в непереносимых концентрациях жжение и резь в глазах сильно выражены, развивается спазм век, неудержимое слезотечение, появляется болезненность в области глазных орбит, головная боль. Объективно у пораженных слезоточивыми ОВ обнаруживается умеренная гиперемия слизистых век и инъекция сосудов конъюнктивы глазного яблока. После выхода из ядовитой волны явления раздражения постепенно стихают в сроки от 10 мин до 1-2 часов. В случае резко выраженного раздражения глаз лакриматорами боеспособность человека значительно снижается на сроки от 20 до 40 мин.

Стерниты - при попадании в зону ядовитого дыма без противогаза наблюдаются: раздражение слизистых оболочек носа и носоглотки (ощущение щекотания, жжения, рези); истечение слизи из носа, слюнотечение, чихание, кашель, умеренное раздражение глаз (слезотечение, ощущение инородного тела в глазах), чувство стеснения в груди, тошнота, иногда рвота, чувство стягивания кожи на щеках, мучительные боли за грудиной, боли в челюстях, зубах, а иногда и в суставах.

Резкие болевые ощущения могут на время лишить пораженных боеспособности. Одновременно отмечаются замедление или учащение сердечных сокращений и резкое расстройство дыхания. Лицо пораженных синюшно, конечности холодные и влажные.

Действие раздражающих ОВ этого типа, как правило, кратковременно. При выходе из волны ядовитого дыма явления раздражения в первые 15-20 мин держатся или даже нарастают, затем постепенно в течение 1-2 ч стихают.

Арсины могут вызвать раздражение кожи лица, отечность и зуд. Вещество СИ-ЭС приводит к развитию симптомокомплекса болевого раздражения глаз и дыхательных путей, напоминающего сочетанное действие слезоточивых ОВ и раздражающих ОВ (мышьяковистых дымов).

Симптомы раздражения начинают проявляться уже через 30-60 сек. после контакта с ОВ и сохраняются в течение всего времени нахождения людей в зараженной атмосфере без противогазов. После прекращения контакта явления раздражения стихают спустя 5-10 мин. При воздействии CS возникает мучительная резь и жжение в глазах, обильное слезотечение, судорожное смыкание век. Ощущается присутствие инородного тела в конъюктивальном мешке. Одновременно пораженных беспокоят боли в области орбит и сильная головная боль. Действие CS на дыхательные пути проявляется следующим образом: вначале возникают ощущения жжения и царапанья в носу, носоглотке и гортани. Спустя несколько минут к этим явлениям присоединяются боли в области лобных и гайморовых пазух и за грудиной. Появляются слюнотечение и обильное выделение слизи из носа, чихание и кашель. В отдельных случаях наблюдаются тошнота и рвота. Боли за грудиной выражены очень сильно. Это основная причина, обуславливающая полную утрату боеспособности. При действии CS на разгоряченную влажную кожу может возникнуть поражение кожных покровов - эритема, отеки и пузыри.

CS считается малотоксичным ОВ, CR и СИ-ЭЙЧ в этом отношении более токсичны.

Все ОВ раздражающего действия относятся к быстродействующим, скрытого периода практически нет, либо он очень непродолжителен. Явления поражения развиваются сразу и в зависимости от степени тяжести поражения выделяют следующие клинические формы:

1. легкая степень - токсический катар верхних дыхательных путей с явлениями конъюнктивита различной степени выраженности. Бое- и трудоспособность утрачивается на 1,5 -2 часа;

2. средняя степень - токсический трахеобронхит с явлениями конъюнктивита. В момент контакта ощущение слепоты, потеря ориентировки, истерические реакции. Потеря боеспособности на несколько дней;

3. тяжелая степень - тяжелый трахеобронхит, токсический отек легких, конъюнктивит, в некоторых случаях кератит. В момент контакта генерализация болевых ощущений, многократная рвота. При попадании ОВ на кожу, особенно влажную - эритема, отеки, пузыри. Выход из строя на 2-3 недели. При воздействии СS, особенно во влажном воздухе, у пораженных возникает ощущение охваченного огнем тела.

При воздействии высоких концентраций ОВ, особенно в закрытых помещениях, возможны летальные исходы. Канадский врач Веннема, побывавший в Южном Вьетнаме, писал в 1967 году: "В течение последних трех лет я наблюдал и лечил пациентов-мужчин, женщин и детей, которые подверглись воздействию неизвестного мне ОВ. Пациенты обычно рассказывают, что они прятались в тоннеле, бункере или убежище, в которое была брошена шашка с ОВ с целью вынудить их покинуть укрытие. Пациенты, находившиеся под моим наблюдением, имели все симптомы отравления, подобные тем, которые я наблюдал у ветеранов первой мировой войны, лечившихся в госпитале в Монреале. Единственное отличие состояло в том, что вьетнамцы имели более серьезные поражения... Пациентов лихорадило, все время наблюдалось полукоматозное состояние, поверхностное дыхание, рвота, раздражительность. Смертность среди взрослых составляла примерно 10%, в то время как среди детей она достигала 90%. По мнению специалистов Веннем имел дело с пораженными адамситом. Устав /3-10/ США дает по этому поводу некоторое разъяснение: "Адамсит в чистом виде не следует использовать в распылительных устройствах в операциях, когда смертельные случаи должны быть исключены".

Табельные раздражающие ОВ-СS, СR и СН- также могут вызывать поражения со смертельными исходами.