Рекомендуемое пособие предназначено студентам медико-диагностического факультета. Необходимые сведения по токсикологии экстремальных ситуаций и медицинской защите от радиационных и химических поражений, изложенные в пособии, помогут обучаемым самостоятельно готовиться к занятиям по военной и экстремальной медицине. Пособие подготовлено в соответствии с образовательным стандартом, типовым учебным планом и типовой учебной программой по военной и экстремальной медицине для специальности «медико-диагностическое дело».
Предисловие
Целью токсикологии экстремальных ситуаций и медицинской защиты от радиационных и химических поражений является предупреждение или ослабление поражающего воздействия на человека ионизирующих излучений и отравляющих веществ путем проведения профилактических мероприятий с применением медицинских средств защиты.
По данным ВОЗ, широко распространены и находятся в ежедневном обращении более 40 тыс. химических соединений. Согласно некоторым оценкам, в мире насчитываются десятки тысяч объектов, на которых производят или используют токсичные соединения. Это предприятия нефтеперерабатывающей, фармацевтической, химической индустрии, заводы по выпуску пестицидов, продуктов бытовой химии и т. д. Количество изученных на сегодняшний день физиологически активных веществ, свойства которых позволяют рассматривать их как потенциальные средства химической агрессии, составляет не один десяток. Источником таких веществ и информации об их биологической активности являются исследования в области фармакологии, поиск новых высокоэффективных пестицидов, токсикологические исследования по оценке опасности новых промышленных веществ, появляющихся в ходе внедрения новых технологических процессов и т. д.
Важнейшим элементом обеспечения химической безопасности являются медицинские мероприятия по сохранению жизни, здоровья и военно-профессиональной работоспособности в условиях действия экологических, профессиональных (в мирное время) и поражающих (в военное время) факторов химической природы.
Поэтому каждый врач должен глубоко знать вопросы медицинской защиты от радиационных и химических поражений, а также понимать сущность патологических процессов, возникающих при действии боевых отравляющих веществ и ионизирующего излучения, уметь их распознавать. Эти знания должны послужить основой для практической деятельности врача при проведении им профилактических и лечебно-эвакуационных мероприятий при организации медицинской помощи на этапах медицинской эвакуации
Раздел 1. Токсикология экстремальных ситуаций
1.1. Задачи токсикологии экстремальных ситуаций
Токсикология
– наука, изучающая закономерности развития и течения патологического процесса (отравления), вызванного воздействием на организм человека или животного ядовитых веществ.
Возраст токсикологии принято приравнивать к возрасту медицины. В одном из наиболее древних литературных источников медицины – Эберском папирусе (1500г. до н.э.) содержится информация о ядовитых растениях, многие из которых позже стали использоваться в качестве лекарств или оружия. На основании анализа трудов Гиппократа можно сделать вывод, что уже в Древней Греции был известен способ лечения отравления, предусматривающий уменьшение всасывания яда. Обстоятельные сведения о ядах и отравлениях содержатся в более поздних древнегреческих источниках Аристотеля, Теофраста, Никандра.
В эпоху Средневековья, за почти 1000-летний период, токсикология практически не сдвинулась с места в своем развитии. В это время болезни считались или божьей карой, или дьявольскими кознями.
Дальнейшее развитие токсикология получила в эпоху Возрождения. Выдающийся ученый эпохи Возрождения Парацельс – Филипп Ореолус Теофаст Бомбаст фон Гогенгейм (1493–1541 гг.), заложил основы токсикологии как науки и доказал, что яд есть химическое вещество определенной структуры, от которой зависит его токсичность, а от лекарства он отличается только дозой.
Несмотря на то, что задачи предупреждения и лечения отравлений волновали человечество буквально с момента его возникновения, становление токсикологии как науки произошло лишь в начале XIX века. Сегодня мы считаем основоположником современной токсикологии профессора Мэтью Джозефа Бонавентуру Орфилу (1787–185Згг.). В 1814 году он опубликовал свой труд «Трактат о ядах», где впервые дал определение токсикологии как самостоятельной науки о токсических свойствах химических веществ. Он первым попытался определить закономерность в отношениях между физико-химическими свойствами и биологическим действием известных ему ядов в эксперименте.
1.2. Принципы и методы диагностики и лечения пораженных боевыми отравляющими и сильнодействующими ядовитыми веществами. Комбинированные поражения.
Острые массовые отравления считаются одной из характерных экстремальных ситуаций мирного и военного времени. Их развитие наиболее вероятно в регионах или населенных пунктах, где концентрируются химические предприятия или в условиях ведения войны с применением химического оружия. Диагностика массовых отравлений, в том числе и поражений отравляющими веществами, представляет большие трудности ввиду того, что такие отравления, как правило, являются внезапными, причем токсический агент в момент «вспышки» отравления часто остается неизвестным.
Эффективная, целенаправленная терапия может спасти пораженного ОВ даже при отравлении большими дозами ядов и, наоборот, запоздалая или неправильная терапия, даже при менее тяжелых интоксикациях, может оказаться безуспешной. От правильности постановки диагноза зависит медицинская сортировка и последующее лечение пораженных ОВ, при этом надо учитывать, что каждому этапу медицинской эвакуации присущ свой объем диагностической деятельности. Если учесть, что диагностика отравлений сложна, а патологический процесс развивается чрезвычайно быстро, становятся понятными трудности, с которыми зачастую сталкиваются врачи.
Таким образом, острые отравления ставят перед здравоохранением ряд сложных задач, связанных с необходимостью широкой информации врачей о токсических свойствах различных химических веществ и новых эффективных методах лечения химических болезней.
Общие принципы диагностики поражения ОВ.
Для установления диагноза отравления личного состава войск (населения) в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени используют следующие методы:
1. Ситуационное исследование.
2. Эпидемиологическое обследование.
3. Химическое исследование окружающей среды (химическая разведка).
4. Клиническая диагностика.
Общие принципы лечения острых отравлений. Методы активной детоксикации.
Лечение острых отравлений
проводится последовательно и комплексно по трем основным направлениям:
1. Прекращение дальнейшего поступления яда в организм и его выведение из организма – активная детоксикация;
2. Применение специфических противоядий (антидотов), уменьшающих или устраняющих токсическое действие яда на организм – антидотная терапия;
3. Симптоматическая терапия, направленная на борьбу с основными патологическими синдромами:
* восстановление и поддержание жизненно важных функций организма (сердечно-сосудистой, дыхательной систем);
1.3. Отравляющие и сильнодействующие ядовитые вещества нервно – паралитического действия
Первые фосфорорганические соединения (ФОС) были получены французским ученым Тенаром в 1846 г. Особенно пристальное внимание ФОС привлекли к себе с середины 30-х годов XX столетия, когда их свойства более тщательно были исследованы из-за неожиданно обнаруженной высокой токсичности. Именно тогда в одной из лабораторий германской фирмы «И. Г. Фарбениндустри» под руководством Шрадера были синтезированы фосфорорганические инсектициды, проявлявшие биологическую активность в очень малых дозах. В дальнейшем в связи с подготовкой фашистской Германии к химической войне эта лаборатория переключилась на работы по созданию высокотоксичных ФОС, предназначенных для военных целей. Там были синтезированы такие боевые отравляющие вещества из этого класса, как табун, зарин, зоман. Распространение ФОС обусловлено, прежде всего повсеместным их использованием в качестве ядохимикатов (инсектициды – хлорофос, карбофос, фосфамид и др.). Возрастает и число фосфорорганических медикаментозных средств, используемых в неврологии, офтальмологии (армин, фосфакол и др.). Множество ФОС применяется в химической промышленности, в частности, в качестве исходных и промежуточных продуктов органического синтеза. К боевым отравляющим веществам нервно-паралитического действия относятся – зарин, зоман, Ви-экс газы (V
х
).
Физико-химические свойства зарина, зомана, V
х
-газов.
По своему химическому строению ФОВ представляют собою эфиры кислот пятивалентного фосфора (фосфорной, тиофосфорной, фосфоновой и др.). Их общий вид хорошо иллюстрируется следующей структурной формулой:
Где Р – атом фосфора, R
1
и R
2
– органические радикалы (алкильный, алкоксильный), а Х – галоген (Cl, F и др.).
Зарин
Изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты. Условное название -
зарин.
Шифр армии США – GB.
Зарин представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, не имеющую запаха, плотность пара по воздуху 4,86; хорошо растворяется в воде и органических растворителях. Кипит при температуре 151,5 °С с частичным разложением. Затвердевает при температуре минус 57 °С, вследствие чего его применение возможно в любое время года. Парообразный и жидкий зарин легко сорбируется пористыми материалами (тканями, шерстью, древесиной, бетоном), впитывается в окрашенные поверхности и резинотехнические изделия. Это создает опасность отравлений у личного состава, вышедшего из зараженной атмосферы и снявшего средства защиты органов дыхания, за счет десорбции ОВ с пористых поверхностей.
Зарин является стойким отравляющим веществом (летом на местности держится до 10 часов). Гидролизуется водой медленно, продукты гидролиза нетоксичны. Гидролиз зарина резко ускоряется при добавлении щелочей и кипячении. Для дегазации применяются растворы щелочей (растворы аммиака, аммиачно-щелочный растворы).
Зоман
Пинаколиновый эфир метилфторфосфоновой кислоты. Условное название -
зоман.
Шифр армии США – GD.
Зоман в чистом виде представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с плотностью 1,0131 г/см
3
. Технический продукт может иметь окраску от соломенно-желтой до коричневой и обладать камфорным запахом. Плотность пара по воздуху 6,33. Температура кипения 190 °С, относится к стойким ОВ (стойкость летом около суток). При температуре минус 80 °С зоман превращается в твердую стекловидную массу. Низкая температура затвердевания позволяет применять GD в любое время года. Зоман плохо растворяется в воде (около 1% при температуре 0 °С и не более 1,5% при температуре 20 °С). Тем не менее вода опасно заражается и оказывается непригодной к употреблению. В органических растворителях вещество легко растворимо. В воде гидролизуется медленно (в холодной воде может держаться месяцами), с образованием нетоксичных продуктов. Дегазируется щелочными растворами.
Вещество V
х
.
С начала 50-х годов в Великобритании в поисках эффективных инсектицидов антихолинэстеразного действия изучался ряд эфиров фосфорной кислоты, содержащих в своем составе аминотиоловую группу. Из-за структурного подобия ацетилхолину соединения этого ряда были названы фосфорилтиохолинами. Новый класс соединений получил в США шифр V
х
-газов.
Химически чистое вещество Ух представляет собой бесцветную жидкость, напоминающую по своей подвижности глицерин, не имеющую запаха. Технические продукты имеют окраску от желтой до темно-коричневой и по консистенции похожи на моторные масла. Температура кипения около 300 °С. Это стойкое ОВ (стойкость летом может составлять до 20 суток). Плотность V
х
1,0083 г/см при температуре 25°С, плотность пара по воздуху 9,2. Низкая температура замерзания (минус 50°С) позволяет применять его в холодное время года. Вещество плохо растворяется в воде, но хорошо в органических растворителях и жирах. V
х
очень устойчиво к действию воды. При комнатной температуре начало гидролиза удается установить лишь спустя несколько часов после помещения ОВ в воду. Время разложения водой на 50% в нейтральной среде при температуре 25°С составляет 350 суток. Полное разложение ОВ достигается только при кипячении его с достаточно концентрированными растворами щелочей. Продукты гидролиза не токсичны. Дегазируются V
х
веществами, содержащими активный хлор (дветретиосновная соль гипохлорита кальция, гексахлормеламин).
1.3. Отравляющие и сильнодействующие ядовитые вещества кожно-резорбтивного действия.
Отравляющими веществами кожно-резорбтивного действия являются: иприт сернистый, иприт азотистый (трихлортриэтиламин) и люизит. Все эти вещества относятся к группе стойких ОВ. Характерной особенностью их действия на организм является способность вызывать местные воспалительно-некротические изменения кожи и слизистых оболочек. Однако, наряду с местным действием, отравляющие вещества этой группы способны оказывать выраженное резорбтивное действие, поэтому иногда их называют веществами кожно-резорбтивного действия.
Из этой группы ОВ в первую мировую войну в массовом масштабе применялся иприт. Он в больших количествах использовался итальянской армией в Абиссинии (Эфиопии) в 1936 г. В настоящее время эти ОВ уступили свое первое место более токсичным фосфорорганическим веществам, но и сейчас иприт состоит на вооружении иностранных армий как одно из вероятных табельных ОВ, а азотистый иприт и люизит – как запасные нетабельные ОВ. Д. Ротшильд (1966) пишет: Иприт обладает рядом свойств, которые делают его очень ценным ОВ. Среди них можно отметить следующие:
1. способность действовать через кожу (в обход противогаза);
2. возможность применения его как в жидком, так и в парообразном и аэрозольном состояниях;
1.5.Отравляющие и сильнодействующие вещества удушающего действия
Отравляющие вещества (ОВ) удушающего действия являются первыми химическими веществами, которые были применены в качестве химического оружия массового поражения: 22 апреля 1915 года немецким командованием была принята химическая атака путем использования хлора, выпущенного сразу из многочисленных баллонов в сторону французских войск на фронте между Биксшутом и Лангемарком. Число погибших составило около 20% личного состава войск. В последующем были использованы и другие, более токсичные вещества подобного действия – фосген, дифосген и другие. Позже появился целый ряд новых ОВ, уже к концу I мировой войны их насчитывалось более 50.
В последующие десятилетия, в связи с развитием химической и топливной промышленности, ракетной техники, появлением различных взрывных боеприпасов, количество веществ, обладающих названными выше свойствами, еще более возросло.
Актуальность изучения клинических аспектов поражения ОВ удушающего действия обусловлена не только сохраняющейся вероятностью применения их в качестве оружия массового поражения, но и постоянной опасностью воздействия их на человека в случаях различных аварий, катастроф и т. п. Примером может служить известная катастрофа в Бхопале (3 февраля 1984г.) с выбросом из хранилища около 40 тонн метилизоцианата, при которой пострадало около 500 тыс. человек и погибло в течение первых 3 суток более 3 тысяч. Во всех этих случаях возникала необходимость срочного оказания медицинской помощи большому числу пострадавших с тяжелыми формами поражений и, как правило, в первую очередь для работы в подобных очагах массовых поражений привлекались военные врачи.
Таким образом, все это обусловливает высокую степень актуальности учебного материала, рассматриваемого в данной теме. В течение занятия нам предстоит разобрать патологию, клинику, профилактику и терапию поражений ОВ удушающего действия. К этим ядам относятся ряд боевых отравляющих веществ (фосген, дифосген, хлорпикрин), промышленные яды (хлор, аммиак, пары концентрированных кислот и щелочей и др.), компоненты специальных топлив (окислы азота, фтор и др.).
Фосген. Дифосген. Хлорпикрин
Физические и химические свойства фосгена, дифосгена, хлорпикрина. Способы боевого применения. Токсичность.
Фосген
СОС1
2
– дихлорангидрид угольной кислоты. Условный шифр – СО (США). Впервые получен английским химиком Дж. Дэви в 1812г. при взаимодействии хлора с окисью углерода на прямом солнечном свету:
Метод получения этого вещества нашел в его названии: "фос" по-гречески – свет, а "гене" – рождаю, т. е. светорожденный.
Фосген – бесцветная жидкость с характерным запахом, напоминающим запах прелого сена или гниющих яблок. Он в 3,5 раза тяжелее воздуха. Температура кипения 8,2 °С, относится к нестойким ОВ. Фосген застывает в белую кристаллическую массу при минус 118 °С. В воде фосген растворяется плохо, но хорошо растворяется в органических растворителях (керосин, бензин, и др.), жирах. Фосген легко гидролизуется водой с образованием безвредных продуктов:
