Токсическое действие окиси углерода. Токсическое действие других газов, дымов и паров

1.1 Определение заболевания или состояния

Монооксид углерода (окись углерода) – бесцветный газ (молекулярная масса – 28,01, температура кипения – минус 191,5 °С, давление пара – 26600 мм рт. ст. (35 атм)), без вкуса и запаха. Плохо растворим в воде, не адсорбируется активированным углём, горит на воздухе пламенем синего цвета с образованием диоксида углерода. Монооксид углерода относят к IV классу опасности (ГОСТ 12.1.007-76) [5, 22, 23, 30]. Предельно допустимая концентрация монооксида углерода в атмосферном воздухе населенных мест составляет 5 мг/м³, в воздухе рабочей зоны – 20 мг/м³ [26], смертельная токсодоза монооксида углерода при ингаляции человека составляет около 11,4 г × мин/м³ [5].

Необходимо отметить, что подавляющее большинство пострадавших, подвергшихся интоксикации монооксидом углерода, в настоящее время, доставляют из очагов пожаров. По этому, тактика диагностики и лечения отравления монооксидом углерода должна быть рассмотрена с учетом токсического действия продуктов горения (цианистый водород, хлороводород, диоксид углерода и др.), аэрозолей и наличия ингаляционной травмы (ИТ) [5, 22, 24].

В данных клинических рекомендациях наряду с лечением изолированных отравлений монооксидом углерода рассмотрены рекомендации по терапии пациентов, подвергшихся воздействию химического фактора пожара.

Цианистый водород – газ (молекулярная масса – 27,03, плотность – 0,68 кг/м³, температура кипения – 26,7 °С, давление пара – 630 мм рт. ст. (0,83 атм)) без цвета, обладающий запахом горького миндаля, хорошо сорбирующийся пористыми материалами (в т.ч. активированным углём) [10, 11, 22, 15]. Цианистый водород относят ко II классу опасности (ГОСТ 12.1.007-76). Предельно допустимая концентрация цианистого водорода в атмосферном воздухе населенных мест составляет 0,01 мг/м³, в воздухе рабочей зоны – 0,3 мг/м³ [26], смертельная токсодоза цианистого водорода при ингаляции человека составляет около 0,8-4,4 г × мин/м³ [5].

Хлороводород – газ (молекулярная масса – 36,4, плотность – 1,5 кг/м³, температура кипения – минус 85,1 °С, давление пара – 30780 мм рт. ст. (40,5 атм)) без цвета, с резким запахом. Хорошо растворяется в воде (до 500 объёмов газа в одном объёме воды) с образованием соляной кислоты. Хлороводород относят ко II классу опасности (ГОСТ 12.1.007-76) [5, 27]. Предельно допустимая концентрация хлороводорода в атмосферном воздухе населенных мест составляет 0,2 мг/м³, в воздухе рабочей зоны – 5 мг/м³ [26] смертельная концентрация хлороводорода при ингаляции человека составляет около 0,7-1,9 г/м³ (экспозиция – 30 мин) [5, 32].

1.2 Этиология и патогенез заболевания или состояния (группы заболеваний или состояний)

Монооксид углерода. Основная причина отравления монооксидом углерода – это воздействие химического фактора пожара [1, 5, 23, 32]. Это связано с тем, что при горении любых углеродсодержащих материалов образуется данный токсикант [5]. Помимо этого, острая интоксикация монооксидом углерода может произойти вследствие нарушения правил техники безопасности при эксплуатации отопительных систем, воздействия вредных факторов производства, эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в плохо вентилируемых помещениях, совершения суицидальных попыток [1, 5, 22, 23].

Параметры токсикокинетики монооксида углерода достаточно хорошо изучены. Поступление токсиканта в организм происходит ингаляционным путём. Скорость поступления в организм зависит от концентрации монооксида углерода и кислорода во вдыхаемом воздухе. Легко преодолевая аэрогематический барьер, монооксид углерода попадает в эритроциты, где связывается с железом в валентности два плюс гемоглобина с образованием карбоксигемоглобина (HbCO) и распространяется с током крови по организму. На скорость диссоциации карбоксигемоглобина влияют различные факторы. Так, скорость диссоциации HbCO увеличивается при уменьшении концентрации монооксида углерода и увеличение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе, увеличении давления вдыхаемой смеси. Экскретируется монооксид углерод в основном через дыхательные пути с выдыхаемым воздухом [5, 23, 30].

Основной механизм острого действия монооксида углерода обусловлен образованием карбоксигемоглобина неспособного транспортировать кислород. Помимо этого, при взаимодействии монооксида углерода и гемоглобина происходят конформационные изменения молекулы последнего, что приводит к затруднению диссоциации оксигемоглобина и уменьшению отдачи кислорода тканям. Поступая в мышечную ткань, монооксид углерода взаимодействует с миоглобином с образованием карбоксимиоглобина, тем самым нарушая его функцию снабжения мышц кислородом. При достижении концентрации карбоксимиоглобина свыше 25% происходит значительное снижение интенсивности окислительного фосфорилирования в миоцитах. Клинически это проявляется развитием мышечной слабости, при этом пострадавшие не могут самостоятельно эвакуироваться из очага пожара. Вышеописанные механизмы острого действия монооксида углерода приводят к развитию смешанной гипоксии, которая может стать причиной гибели пострадавших [5, 23, 30, 45].

Помимо острого действия, отравление монооксидом углерода приводит к развитию отдалённых нарушений функций организма. На сегодняшний день опубликовано значительное количество научных работ, доказывающих, что помимо развития гемической гипоксии монооксид углерода, попадая в организм, запускает другие каскады патологических реакций. Экспериментально установлено, что воздействие монооксида углерода может инициировать опосредованное поражение структур центральной нервной и сердечно-сосудистой систем в отдалённом периоде интоксикации. Это обусловлено торможением биоэнергетических процессов в митохондриях, активацией процессов программируемой клеточной гибели, угнетением антирадикальной защиты клетки и запуском оксидативного стресса, воздействием на систему вторичной клеточной сигнализации и др. Данные механизмы действия могут объяснить вариабельность клинических симптомов, которые развиваются у пострадавших, подвергшихся острой интоксикации монооксидом углерода [5, 6, 29, 59].

Углекислый газ. Помимо монооксида углерода в состав продуктов горения, выхлопных газов входит диоксид углерода. Сам по себе диоксид углерода малотоксичен (средняя летальная концентрация около 90 г/м³ (экспозиция – 5 мин)), однако, его высокие концентрации во вдыхаемом воздухе приводят к рефлекторному увеличению частоты дыхательных движений и большему поступлению других токсичных продуктов ингаляционным путём [5].

Цианистый водород. На пожарах цианистый водород образуется при горении некоторых азотсодержащих полимеров: искусственная шерсть (полиакрилонитрил и пр.), теплоизоляционные материалы (пенополиизоцианурат, пенополикаучук), строительные материалы (пенополиуретан) и др. [1, 11, 22, 31].

Цианистый водород поступает в организм ингаляционно, легко проникая через аэрогематический барьер. Цианистый водород может проникать через неповреждённые кожные покровы. Высокая температура воздуха и усиленное потоотделение увеличивают его перкутанное поступление. Молекула цианистого водорода хорошо растворима в воде, поэтому в крови превращается в синильную кислоту, которая быстро диссоциирует на ион гидроксония и циан-ион. Из кровотока в органы и ткани, в том числе через гематоэнцефалический барьер, проникает только целая молекула синильной кислоты, так как циан-ион, обладая отрицательным зарядом, не может проникнуть через биологические мембраны. В организме существует несколько систем биотрансформации циан-иона: реакции с образованием малотоксичных циангидринов и роданистых соединений. Экскретируется циан-ион в чистом виде с выдыхаемым воздухом и в виде продуктов биотрансформации с мочой и слюной [5, 8, 11].

Попадая в ткани, синильная кислота высвобождает циан-ион, который связывается с железом в валентности три плюс цитохромоксидазы. Образующийся комплекс циан-иона и цитохромоксидазы достаточно прочный, в результате чего железо в валентности три плюс не может восстанавливаться, принимая электроны от цитохрома С. Таким образом, блокируется вся электрон-транспортная цепь митохондрий, что приводит к снижению образования АТФ, и проявлению энергодефицита [5, 11].

Хлороводород. Хлороводород на пожаре образуется при горении хлорсодержащих полимеров: строительные и отделочные материалы (поливинилхлорид), антипирены (хлорпарафин) и пр. [20, 27, 32].