Неотложная помощь и лечение отравлений оксидом

углерода в лечебных учреждениях. Прогноз. Реаби- 15 мин литация. Врачебная экспертиза.

III. Заключение.                                  5 мин

И Т О Г О:      - 180 мин.

 

_МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.

Накануне занятий студенты в часы самоподготовки самостоя-тельно изучают лекционный материал по теме N 6 и по учебнику «Токсикология ОВ и защита от оружия массового поражения» главу:

Поражения цианистыми соединениями и оксидом углерода».

Теоретические вопросы на практическом занятии разбираются методом семинара. По окончанию рассмотрения учебных вопросов про-водится выборочная проверка занятий по пройденной теме с помощью программированного контроля. (Клиника и лечение поражений ОВ,СДЯВ).

I. ВВЕДЕНИЕ                   - 5 мин.

К группе отравляющих веществ общеядовитого действия отно-

сятся химические соединения, весьма разнообразные как по своему химическому строению, так и по физиологическому действию. Все они являются быстродействующими летучими веществами, вызывающими ги-бель человека и животных в результате остановки дыхания. при этом они не оказывают выраженного местного действия на органы и ткани, через которые проникают в организм.

Наибольшее значение в качестве потенциальных ОВ общеядови-того действия имеют синильная кислота, хлорциан, бромциан. Опре-деленную опасность из-за своей высокой токсичности представляют гидриды мышьяка и фосфора, оксид углерода, нитробензол, сероводо-род, акрилонитрил и др.

- 5 -

Синильная кислота впервые получена в чистом виде в 1782 г. шведским химиком Шееле. Однако цианистые соединения использова-лись и в древности, хотя химическая природа их была неизвестна. Так, древнеегипетские жрецы умели готовить эссенцию из листьев персика, которые они умерщвляли провинившихся людей; а в храме Изиды найдена надпись: «Не открывай - иначе умрешь от персика «.

Истории известны случаи применения цианидов для массового поражения людей. Еще в период наполеоновских войн синильной кис-лотой предлагали наполнять артеллерийские снаряды. В качестве ОВ синильная кислота впервые была применена 1 июля 1916 года на р.Сомме французскими войсками против немецких войск. Выраженного боевого эффекта получить не удалось, т.к. относительная плотность паров HCN по воздуху меньше 1. Попытки утяжелить пары синильной кислоты путем добавления треххлористого мышьяка, хлорного олова и хлороформа так же не привели к созданию боевых концентраций паров HCN в атмосфере. Всего до конца I мировой войны французская армия применила около 4 тыс тонн синильной кислоты.

К началу II мировой войны в ряде иностранных армий были разработаны более совершенные средства боевого применения этого ОВ, позволяющие создавать в приземном слое атмосферы концентрации паров HCN, которые могут вызвать гибель незащищенной живой силы в течение нескольких секунд. Усовершенствование противогазов, а так-же появлению ФОВ снизили военное значение HCN. Тем не менее ее и в настоящее время следует относить к потенциальным боевым отрав-ляющим веществам в связи с широкомасштабным применением во всех индустриально-развитых странах для мирных целей.

Основными областями потребления HCN являются производство органического стекла, акрилонитрила (синтез каучука и искусст-венных волокон), металлургия (обогащение руд и комплексообразо-вателей), синтез аминокислот. Сама синильная кислота использует-ся как фумигант для окуривания цитрусовых и оливковых деревьев, уничтожения насекомых и грызунов в зернохранилищах, на железнодо-рожных складах, на морских судах. Ежегодные производства HCN пре-вышают 300 тыс. тонн, из которых 200 тыс. тонн приходится на США.

В Вооруженных Силах США синильной кислотой снаряжены 1000-фунтовые авиационные химические бомбы взрывного типа дейс-твия.

 

- 6 -

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. ОБЩАЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОВ И СДЯВ ОБЩЕЯДОВИТОГО ДЕЙСТВИЯ.                         - 25 мин.

 

_Синильная кислота HCN. - цианистый водород, цианистоводо-родная кислота - бесцветная прозрачная жидкость с запахом горько-го миндаля (в малых концентрациях). Характерный запах ощущается при концентрации в воздухе 0,009 мг/л.

T 4кип 0 = + 25,7 50 0С, Т 4зам 0 = - 13.4 50 0С. Относительная плотность

паров по воздуху равна 0,93.

Синильная кислота во всех соотношениях смешивается с водой и растворяется в большинстве органических растворителей. Парооб-разная синильная кислота плохо поглощается активированным углем, но легко сорбируется другими пористыми материалами: резиново-тех-ническими изделиями, шерстяными, текстильными тканями. кожаными материалами. При этом масса поглощенного ОВ составляет до 0,1% от массы пористого материала. При проветривании десорбируется лишь около 75% поглощенной синильной кислоты.

Синильная кислота существует в двух структурных формах:

нитрильной и изонитрильной.

                ┌───────────────────────────────┐

                │ H──C══N <═══> H──N══C │

                │                          │

                │ 99,5%    0,5%  │

                └───────────────────────────────┘

Синильная кислота является простейшим представителем класса нитрилов, химические свойства определяются в основном полярной группой - С 5+ 0 - N 5- 0 с частично положительным зарядом на атоме угле-рода и частичным отрицательным на азоте. Некоторые особенности ее свойств обусловлены тем, что атом углерода соединен не с углево-дородным радикалом, как у всех нитрилов, а с атомом водорода.

Электронное строение синильной кислоты

H - C═══N <════> H - C 5+ 0═══N 5- 0<════> H 5+ 0(C═══N) 5-

обуславливает возможность реакций 2-х типов: присоединения по

- 7 -

тройной связи углерод - азот и с предварительной диссоциацией на протон и циан-ион.

Гидролиз HCN протекает очень медленно, сначала до формами-

да, который затем превращается в аммониевую соль муравьиной кис-

лоты:         ┌─ ─┐     ┌─ OH ─┐ ┌─   ─┐

              5H 42 5O 0 │  │ 5H 42 5O 0 │ │ │ │     │

HC══ N ─── │H-C═NH │─── │ HC - NH 42 0│──── │ HC- NH 42 0 │───

                   │ │ │ │ │ │- 5H 42 5O 0 │ ║     │

                   │ OH │ │ OH │ │ O  │

                   └─ ┘ └─   ┘ └─    ┘

              ┌─     ─┐

       5H 42 5O 0 │       │

──── │ HС-OH + NH 43 0│ ─── HCONH 44

              │ ║    │   ║

              │ О    │   O

              └─     ─┘

 

Водными растворами аммиака, имеющими рН > 10, HCN гидроли-зуется до формиата аммония. В менее основных растворах HCN полимеризуется. Аналогично ведет себя HCN с растворами щелочей: концентрированные щелочи превращают ее в токсичные цианистые со-ли, а разбавленные -в полимеры.

Возможность диссоциации синильной кислоты на протон и циа-нион обуславливает ее кислотные свойства, однако она является очень слабой кислотой, соли ее под воздействием углекислоты и влаги воздуха постепенно превращается в нетоксичные карбонаты:

KCN + CO 42 0 + H 42 0O ─── KHCO 43 0 + HCN

Синильная кислота и ее соли взаимодействуют с коллоидной серой или веществами, ее выделяющими, образуя нетоксичные родани-ды:

HCN + S ─── HSCN

HCN +Na 42 0S 42 0О 43 0 ─── HSCN + Na 42 0SО 43

Последняя реакция обуславливает использование тиосульфата натрия в качестве антидота при отравлениях цианидами.

При обработке синильной кислоты галоидами или галоидирую-

- 8 -

щими средствами (хлораминами, гипохлоритами, бромамидами) полу-чаются токсичные галоидангидриды:

HCN + Cl 42 0 ─── Cl-CN + HCl

Взаимодействуя с альдегидами и кетонами (сахара) синиль-ная кислота и ее соли образуют малотоксичные циангидрины:

· OH

            /                1 0/

       R - C  + HCN ──── R - C - CN

            \                \

             H                 H

 

Эта реакция лежит в основе детоксикации яда. Цианиды легко вступают в реакции комплексообразования с со-лями тяжелых металлов, например с сульфатами железа и меди, что используется при изготовлении химического поглотителя в фильтрую-щих противогазах и в целях индикации синильной кислоты и ее солей:

2 KCN + FeSO 44 0 ─── Fe (CN) 42 0 + K 42 0SO 44

 

Fe (CN) 42 0 + 4 KCN ─── K 44 0[Fe (CN) 46 0]

 

3 K 44 0[Fe (CN) 46 0] + 2 Fe 42 0 (SO 44 0) 43 0 ─── Fe 44 0[Fe (CN) 46 0] 43 0 + 6 K 42 0SO 44

Кислородом воздуха синильная кислота  не окисляется, но будучи подожжена - хорошо горит. Жидкая синильная кислота при дето-нации взрывается, подобно нитроглицирину.

_Хлорциан. - бесцветная жидкость с резким раздражающим за-пахом хлора.

T 4кип 0 = + 12,6 50 0С, Т 4зам 0 = - 6,5 50 0С. Относительная плотность

паров по воздуху равна 2,1.

Раздражающее действие на глаза и органы дыхания проявляют-

ся без периода скрытого действия. Начальная раздражающая концент-

рация - 0,002 мг/л, непереносимая, вызывающая обильное слезотече-

- 9 -

ние и спазм век - 0,06 мг/л. Концентрация 0,4 мг/л при экспозиции 10 мин может вызвать смертельный исход.

Относительная токсичность при ингаляционном воздействии IC 4t50 0 = 11 мг х мин/л, при этом смерть может наступить в течение 1-15 мин.

_Бромциан. - бесцветное или желтое кристаллическое вещество, очень летучее, с резким запахом.

T 4кип 0 = + 61,3 50 0С, Т 4пл 0 = 52 50 0С. Относительная плотность

паров по воздуху равна 3,2.

По токсичности близок к хлорциану.

_Сероводород. - бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Тяжелее воздуха. В концентрации 0,006 мг/л вызывает жжение в глазах, головную боль, слезотечение, светобоязнь, насморк. При концентрации 0,2 - 0,3 мг/л - боль в глазах, полнокровие конъюнк-тивы, раздражение слизистой носоглотки, зева, металлический вкус во рту, утомляемость, головная боль, стеснение в груди, тошноту, резкую слабость, головокружение, рвоту, обморочное состояние или возбуждение с помрачением сознания.

Частота дыхания вначале замедляется, затем учащается, ды-хание становится поверхностным. Продолжение ингаляции приводит к развитию токсического отека легких.

При вдыхании сероводорода в концентрации 0,6 мг/л и более развивается клиника, обусловленная общерезорбтивным действием яда (взаимодействие сероводорода с  железом цитохромов В,С,А, ингибирование цитохромоксидазы, вызывающее тканевую гипоксию).

_Акрилонитрил CH 42 0=CHCN. - бесцветная жидкость со слабым за-пахом. Летуч. Пары тяжелее воздуха. Клиника развивается при пос-туплении через желудочно-кишечный тракт, неповрежденную кожу и легкие. В последнем случае возможно развитие токсического отека легких.

Акрилонитрил обладает местным раздражающим и общетоксичес-ким действием. Запах акрилонитрила ощущается в концентрации 0,008 - 0,04 мг/л. В концентрации 0,3-0,5 мг/л вызывает раздражение глаз, слизистой верхних дыхательных путей, раздражение кожных покровов.

- 10 -

При попадании на кожу капель акрилонитрила, как правило, в течение 10-24 часов на месте аппликации развивается буллезный дерматит, реже - изъязвление, заживающее с образованием рубца.

При концентрации яда в воздухе 0,035-0,22 мг/л в течение 20-45 мин развиваются симптомы общей интоксикации: головная боль, слабость, тошнота, рвота, головокружение, одышка, потливость, по-нос; в более тяжелых случаях - сильная одышка, тахикардия, пони-жение температуры тела, судороги, затем кома. Смерть наступает от остановки дыхания и сердечной деятельности.

Как и другие представители нитрилов, акрилонитрил в орга-низме разрушается с образованием цианиона, который угнетает ак-тивность цитохромоксидазы.

Механизмы прижигающего и удушающего действия яда не изуче-ны.

 

2. ПУТИ ПРОНИКНОВЕНИЯ В ОРГАНИЗМ И ПАТОГЕНЕЗ ПОРАЖЕНИЙ ЦИАНИДАМИ И ДРУГИМИ ОВ ОБЩЕЯДОВИТОГО ДЕЙСТВИЯ - 35 мин.

 

2Пути поступления в организм.

Синильная кислота поражает организм при вдыхании ее паров, при приеме внутрь с водой и продуктами питания, путем резорбции через кожные покровы, при попадании в кровь через раневые поверх-ности.

Наибольшую опасность представляет ингаляционный путь пос-тупления паров синильной кислоты. Тяжесть поражения при ингаляци-онном воздействии в сильной степени зависит от концентрации и времени экспозиции. Концентрация HCN 0,02 мг/л при 6-часовой экс-позиции переносится организмом без последствий. При концентрации 0,04-0,05 мг/л и экспозиции более 1 часа возникают симптомы отрав-ления легкой степени: ощущение запаха горького миндаля, металли-ческий привкус во рту, царапание в горле. В последующем присоеди-няются головокружение, головная боль, нарушение координации дви-жений.

При концентрации 0,12-0,15 мг/л в течение 20-30 мин возни-

кают отравления средней степени: к выше указанным симптомам до-

бавляются ярко-розовая окраска слизистых оболочек и кожи лица,

- 11 -

тошнота, рвота, учащение дыхания, боль и чувство стеснения в гру-ди.

При концентрации 0,25-0,4 мг/л в течение 5-10 мин возникают тяжелые поражения с развитием судорожного синдрома, потерей соз-нания.

Концентрация 0,42-0,5 мг/л при экспозиции 2-5 мин вызывают быструю смерть, а при более высоких концентрациях происходит мол-ниеносное поражение: отравленный падает, теряет сознание и через несколько минут погибает.

В связи с сильной зависимостью степени поражения от кон-центрации ОВ и экспозиции значение относительной ингаляционной токсичности сильно варьирует. При ICt выше 0,08 мг х мин/л неиз-бежны отравления той или иной степени тяжести. Усредненное значе-ние IC 4t50 0 равно 2 мг х мин/л, однако оно может меняться от 1 мг х мин/л до 4-5 мг х мин/л при t более 30 мин.

Синильная кислота обладает кожно-резорбтивным действием в парообразном состоянии. Пребывание в течение 5-10 мин с надетым противогазом в зараженной атмосфере с концентрацией HCN 0,7-1,2 мг х мин/л или длительное пребывание при концентрации 0,5 мг х мин/л опасна для жизни.

Пероральная токсодоза LD 450 0 для синильной кислоты - 1 мг/кг, что соответствует 1,8 мг/кг NaCN и 2,4 мг/кг для KCN.

2Механизм токсического действия и патогенез интоксикации 0.

Пары синильной кислоты, поступая в организм с вдыхаемым воздухом, легко преодолевают легочные мембраны и с током крови разносятся по органам и тканям. При этом происходит частичная де-токсикация яда, главным образом путем образования роданистых сое-динений (тиоционатов), которые выводятся из организма с мочой и частично со слюной. Фермент родоназа, принимающий участие в конъ-югации цианидов с серой, находится в митохондриях, главным обра-зом в печени и почках.

В процессе обезвреживания цианидов в организме принимают участие углеводы, при этом образуются нетоксичные циангидрины. Возможно окисление части синильной кислоты в циановую, которая затем гидролизуется с образованием аммиака и углекислоты:

· O   +H 42 0O

 

- 12 -

HCN ──── HCNO ──── NH 43 0 + H 42 0O

Кроме того, часть синильной кислоты выделяется легкими в неизмененном виде.

Механизм токсического действия синильной кислоты изучен достаточно подробно. Оказалось, что при отравлении наблюдается высокое содержание кислорода в артериальной крови и значительное повышение (до 16%) в венозной, при этом снижается артерио-ве-нозная разница (в норме 4-6%). Чем тяжелее отравление, тем мень-ше артерио-венозная разница. Одновременно отмечается резкое сни-жение потребления кислорода тканями и образования в них углекис-лоты. Это заставило думать о подавлении окислительно-восстанови-тельных процессов в тканях.

Основной путь тканевого дыхания - аэробный, по нему идет 93-95% всех окислительных процессов в организме.

Окисление может происходить и за счет отнятия водорода (анаэробный путь) при помощи флавопротеидов, который соединяется с молекулярным кислородом с образованием перекиси водорода (циано-резистентный путь). Для этой цели используется 5-7% потребляемо-го тканями кислорода.

Современная схема биологического окисления может быть ус-ловно разбита на 2 этапа: комплекс реакций дегидрирования с пос-ледующим переносом водорода на группу флавопротеиновых ферментов и комплекс реакций, связанных с активацией кислорода, приводящих к образованию воды. В результате реакций выделяется энергия, кото-рая аккумулируется в виде макроэргических связей АТФ.

Окисляющийся субстрат (глюкоза, аминокислоты, жиры) под

действием фермента дегидрогеназы теряет водород, который с по-

мощью кофермента никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и ряда

флавопротеиновых ферментов в виде протонов и электронов передает-

ся на цепь цитохромов (В, С 41 0, С, А 41 0, А 43 0), что приводит к окисле-

нию и восстановлению находящегося в них железа (Fe 53+ 0 и Fe 52+ 0).

Цитохромы (А + А 43 0) представляют собой цитохромоксидазу.

Цитохромоксидаза - сложный белок с простетической группой в виде железопорфиринового кольца с ином железа, последовательно изменяющий свою валентность от Fe 52+ 0 в Fe 53+ 0 и обратно:

 

      \ /         \ /

 

- 13 -

Fe 52+ 0 + OH 5- 0<══════> Fe 53+ 0- OH

      / \         / \

 

Схематически процесс передачи электронов можно представит так:

 

                        АТФ     АТФ           АТФ

                                                       

                         │ Н 5+ 0 │             │

          Н 5+ 0 Н 5+ 0 Н 5+ 0│ ┌─────────┼──────────────────┼────────┐

       ┌─────┐ ┌────┐ ┌──┼─┐│┌────┐┌──┼─┐┌─────┐┌────┐┌──┼─┐┌────┐│

│ е-  │ е-  │е-│ ││ е- │е-│ │ е- │ е- │е-│ │ е- │

Н            │ │    │             │   Н 5+

Субстрат────НАД───ФАД───КоQ───цВ───цС 41 0───цС───цА───цА 43 0──О───Н 42 0О

Н               │

│ е-  │ е-  │ е- ││ е- │е- │ е- │ е- │ е- │ е- Н 5+

       └─────┘ └────┘ └────┘│└────┘└────┘└─────┘└────┘└────┘└────┘│

Н 5+ 0 Н 5+ 0 Н 5+ 0 └─────────────────────────────────────┘

Н 5+

Приняв электроны от предыдущих цитохромов, железо восста-навливается до Fe 52+ 0, а после передачи их кислороду - окисляются в Fe 53+ 0.

НСN вступает в реакцию обмена с простетической группой ци-тохромоксидазы:

 

          \ /           \ /

Fe-OH + СN 5- 0<══════> Fе-CN + ОН 5-

          / \           / \

 

В итоге ион Fe 53+ 0 теряет способность к восстановлению и акти-вации молекул кислорода.

Блокирование цитохромоксидазы приводит к накоплению в мито-

хондриях клеток протонов и свободных электронов, что тормозит всю

систему биологического окисления во всех органах и тканях. Следс-

твием этого является прекращение образования макроэргических фос-

- 14 -

форных соединений (АТФ) в цепи биологического окисления, что соп-ровождается быстрым истощением энергетических ресурсов.

В настоящее время известно, что механизм токсического дейс-твия синильной кислоты не ограничивается ферментами цитохромной системы. Имеются данные о подавлении цианидами активности около 20 ферментов, в том числе декарбоксилазы. Последнее усложняет те-чение отравлений цианидами, однако блокада цитохромоксидазы играет ведущую роль в механизме токсического действия НСN. Таким образом развивается состояние, когда артериальная кровь, насыщенная кис-лородом, проходя через ткани в венозную систему, почти не отдает кислород тканям, лишенным способности ее утилизировать. Развива-ется состояние тяжелого кислородного голодания, несмотря на то, что клетки находятся в условиях оптимального кислородного снабже-ния.

Известны другие вещества, обладающие способностью блокиро-вать дыхательную цепь на разменных уровнях и вызывать тканевую ги-поксию. Например, амитал натрия и ротенон (рыбный яд) блокируют передачу электронов с ФАД на фермент Q; антибиотик актиномицин А блокирует передачу электронов с цитохрома В на цитохром С; серо-водород блокирует передачу электронов с цитохромоксидазы на кис-лород.

III. КЛИНИЧЕСКАЯ КАРТИНА ПОРАЖЕНИЙ СИНИЛЬНОЙ КИСЛОТОЙ.