Почему и как повреждается альвеольно-капилярная мембрана?

Пульмонотоксичность – это свойство химических веществ, действуя на организм вызывают структурно-функциональные изменения со стороны органов дыхания.

Наибольшую опасность (в силу высокой токсичности, или масштабности использования в хозяйственной деятельности) представляют химические соединения следующих групп:

· Галогены (хлор, фтор).

· Ангидриды кислот (окислы азота, оксиды серы).

· Аммиак.

· Галоген производные угольной кислоты (фосген, дифосген).

· Галогенированные нитроалканы (хлорпикрин, тетрахлординитроэтан).

· Галогенфториты (трехфтористый хлор).

· Галогенсульфиды (пятифтористая сера).

· Галогенпроизводные непредельных углеводов (перфтризобутилен).

· Изоционаты (метелинзоционат).

Свойствами пульмотоксикантов обладают и ОВТВ раздражающего, кожно-нарывного и цитотоксического действия при ингаляционном воздействии, в виде пара или аэрозоля.

1.Физико-химические свойства фосгена и дифосгена,

Хлора и хлорина и др.

Фосген (дихлорангидрит угольной кислоты) в обычных условиях бесцветный газ с запахом гнилых яблок или прелого сена, в малых концентрациях обладает приятным фруктовым запахом. Тяжелее воздуха в 2,5 раза. При темп. = 0⁰ вещество представляет собой жидкость с плотностью 1,4 кипящую при темп. = + 8,2 ⁰ , замерзающую при – 118 ⁰ . В воде растворяется плохо, хорошо в органических растворителях, хлороформе. При взаимодействии с водой фосген гидролизируется до соляной и угольной кислот. При авариях образуется очаг нестойкого заражения.

Широкое применение фосгена и его производных пошло в производстве пластмасс, синтетических волокон, красителей, пестицидов.

Дифосген тяжелее фосгена в 2 раза.

Хлор – газ желтовато-зеленого цвета с характерным удушливым запахом, примерно в 2,5 раза тяжелее воздуха. Химически активен, хорошо растворим в воде образуя хлористоводородную и хлорноватистую кислоты. Нейтрализуется водным раствором гипосульфита. Хранится и транспортируется в сжиженном виде под повышенным давлением.

В концентрации 0,01г/м ³ хлор раздражает дыхательные пути, действуя в дозе более 0,1г/м ³ вызывает тяжелые поражения. Вызывает отек легких примерно через 2-4 часа после отравления.

Оксиды азота (нитрогазы), пары азотной кислоты, четырехокись азота.

Оксиды азота входят в состав взрывных и пороховых газов, образующихся при стрельбе, взрывах, запуске ракет.

При малых концентрациях (0,1-0,2 мг/л) наблюдается симптомы раздражения слизистых глаз, носа, глотки.

При высоких концентрациях 0,2-04 мг/л и более вызывают развитие токсического отека легких, аналогично фосгену и дифосгену.

Четырех окись азота - бесцветная жидкость со сладковато-острым запахом, плавится при темп. 9,3 гр при нагревании разлагается сначала на NO₂ , а затем на NO и O₂ . Азотная кислота и двуокись азота представляет собой дымящуюся на воздухе жидкость желтого цвета с характерным раздражающим запахом, темп. кип. = + 86⁰, темп. плав. = - 41,2⁰ . Хрошо растворяется в воде. Является сильнейшим окислителем.

Пары азотной кислоты вызывают раздражения дыхательных путей вплоть до ТОЛ.

Фтор его соединения.

Фтор – газ бледно-желтого цвета с раздражающим запахом. Является сильным окислителем. При реакции с металлоидами и органическими веществами воспламеняется. Концентрация 0,3 мг/л и выше могут вызывать тяжелые поражения в виде некротических ожогов, иногда с воспламенением одежды. Фтор глубоко проникает в ткани.

Аммиак – бесцветный газ, с резким запахом, щелочным вкусом, легко растворим в воде, легче воздуха. При охлаждении сгущается в бесцветную жидкость, темп. кип. = + 33⁰. Обладает местным и общим резорбтивным действием. Судорожный яд.

Хлорид серы – маслянистая жидкость, темно-желтого цвета, с удушливым неприятным запахом, темп. кип. = + 137 гр, пары тяжелея воздуха. Оказывает раздражающее действие на слизистую глаз и верхних дыхательных путей. Не вызывает воспалительно-некротические изменения. В дозе 0,1 г/ м ³ вызывает ТОЛ.

Треххлористыйфосфор (хлорид фосфора) – бесцветная жидкость с едким запахом, темп. кип. = + 13,5 гр. пары тяжелея воздуха. Легко гидролизуется с образованием фосфорной и соляной кислоты. Оказывает раздражающее действие на слизистую дыхательных путей и конъюнктиву глаз.Ct ₅₀  = 0,08 – 0,15 г/ м ³ . При высоких концентрациях вызывают воспалительно-некротические изменения в слизистых оболочках.

Гидразин – гигроскопическая жидкость с темп. плав. 2 гр., темп. кип. 113,5 гр., взрывоопасен. Гидразины сильные восстановители, горит синем пламенем. В организм проникают через кожу и слизистые оболочки. В концентрации 0,4 мг/л могут возникать смертельные поражения, а при длительной экспорции концентрация 0,1 мг/л опасна для жизни. При попадании на кожу вызывает дерматит, а в больших дозах – химический ожог.

Резорбтивное действие проявляется поражением нервной системы и сердечно-сосудистой системы, а также гепатотропное действие.

Метилизоционат – бесцветная жидкость с едким запахом t к ≈ 45˚ пары тяжелее воздуха. Потоксичности приближается к синильной кислоте. Оказывает раздражающее действие на слизистую дыхательных путей вплоть до ТОЛ, с развитием фиброза и эмфиземы, а также на конъюнктиву глаз.

1. Механизм действия и патогенез интоксикации.

Отек легких – патологическое состояние, при котором транссудация сосудистой жидкости не уравновешивается ее резорбцией и сосудистая жидкость изливается в альвеолы.

В основе токсического отека легких лежит повышение проницаемости капиллярной и альвеолярной стенок, что приводит к пропотеванию жидкой части крови и протеинов в альвеолы. Пусковым моментом в развитии ТОЛ является рефлекторная гипоксия. При интоксикации ОВТВ повышается возбудимость блуждающего нерва, а это приводит к тому, что меньшее растяжение альвеол при вдохе служит сигналом к прекращению вдоха и началу выдоха. Дыхание при этом учащается, но уменьшается его глубина, что ведет к уменьшению альвеолярной вентиляции. Снижается поступление кислорода в кровь и возникает гипоксия.

Снижение парциального давления кислорода приводят к дальнейшему нарастанию одышки, но гипоксия не уменьшается, а напротив усиливается.

Проницаемость капиллярной и альвеолярной стенок нарушается не одновременно. Вначале становятся проницаемыми капиллярные мембраны и сосудистая жидкость пропотевает в интерстиций где и накапливается.

Такую фазу развития отека называют интерстециональной. Она характеризуется постепенным развитием. Во время интерстециональной фазы происходит компенсаторное ускорения и лимфотока примерно в 10 раз. Но это приспособительная реакция оказывается недостаточной. Образуется, так называемые «Гидромуфты», которые приводят к лавинообразному нарастанию жидкой части крови в интерстиции и переполнив ее, прорывается в альвеолы через их деструктивно измененные стенки. Наполнение жидкости альвеол называют альвеолярной фазой отека легкого. Именно альвеолярную фазу и диагностируют в клинике.

Причины нарушения проницаемости капилярно-альвеолярной мембраны многочисленны.

Это увеличение внутрисосудистого давления в малом круге кровообращения, легочная гипертензия и повреждение мембраны.

В настоящее время существует большое количество теорий развития ТОЛ все их можно условно разделить на:

· Биохимическую;

· Нервно-рефлекторную;

· Гормональную.

Попробуем разобраться в сути этих теорий.

Легочная гипертензия при отеке легких возникает благодаря увеличению содержания вазоактивных гормонов, гипоксии и угнетению скорости лимфотока.

Гипоксия и регуляция уровней вазоактивных веществ норадреналина, ацетилхолина, серотонина и др. связаны между собой. Легочная ткань по отношению к БАВ (ам) осуществляет функции, аналогичные тем которым присуще тканям печени и селезенки. Она является одним из центров по инактивации БАВ. На фоне развивающейся гипоксии в легочной ткани уменьшается процесс инактивации их и как следствие увеличивается БАВ в крови. Вазоактивные вещества в определенных условиях повышает тонус сосудов малого круга, вызывая легочную гипертензию. При отравлении происходит деструкция эндотелия капилярной стенки и это с одной стороны приводит к выбросу БАВ, с другой стороны к нарушению целостности капиллярной стенки, а именно к увеличению проницаемости капиллярной мембраны.

Нарушается инактивация норадреналина, серотонина, брадикинина, что тоже приводит к легочной гипертензии. Увеличение содержания гистамина приводит к инактивации гиалуронидазы и как следствие к уменьшению гиалуроновой кислоты, роль которой заключается в межклеточном сцеплении, а это в свою очередь увеличивает проницаемость сосудистой мембраны (стенки).

Помимо легочной гипертензии ТОЛ лежит местная повреждающее мембраны действие, об этом свидетельствует наличие в отечной жидкости почти такого же количества белка, как и в циркулирующей плазме.

Почему и как повреждается альвеольно-капилярная мембрана?

Объектом воздействия для токсических веществ являются клетки эндотелия и некоторые другие. В клетках эндотелия под воздействием ОВТВ алкилируется NH_2,  ОН, SН – группы которые входят в состав протеинов и их метаболитов. Алкилирование этих групп приводит к внутриклеточной задержки воды и развивается внутриклеточный отек. В последующем наступает повреждение субклеточных органелл приводящая к высвобождению лизосомных ферментов, нарушению синтеза АТФ, к лизису клеток – мишеней и выбросу БАВ.

К местным нарушениям следует отнести повреждение поверхностно-активного вещества или легочного сурфактанта. Легочный сурфактант в виде пленки покрывает альвеолы и обеспечивает стабилизацию легочной мембраны, предупреждая полное падение легких при выдохе. ТОЛ содержание сурфактанта в альвеолах снижается, а в отечной жидкости увеличивается.

Роль нервной системы в развитии ТОЛ весьма значительная. Гипертензия в малом круге кровообращения при отравлении ОВТВ обусловлено повышенной продукцией гипофизом вазопресина (гормональная теория).

Подводя итог вышесказанному, можно назвать причины ТОЛ, их три:

1) Нервно-рефлекторное влияние (выброс симпатомиметиков, угнетение лимфотока, нарушение – функционального состояния рецепторов малого круга кровообращения).

2) Увеличение гидростатического давления в малом круге кровообращения – гипоксия, нарушение метаболизма вазоактивных веществ.

3) Местные биохимические изменения, алкилирование и переокисление липидов, инактивации ферментов в клетках – мишенях, повреждения сурфактанта.

При рассмотрении патогенеза поражения ОВ следует учитывать следующие моменты:

1) Развивающееся кислородное голодание.

2) Расстройство сердечно-сосудистой системы.

3) Интоксикация организма промежуточными продуктами нарушения обмена веществ.

В течении токсического отека, легких вызванного ОВ удушающего действия, различают две клинические формы кислородного голодания: синюю и серую форму гипоксии, отличающиеся друг от друга кислородной недостаточности.

 Наиболее типичные симптомы синей формы гипоксии – это снижение в крови содержания кислорода с одновременным увеличением количества угольной кислоты выраженный цианоз слизистых и кожных покровов, сильная одышка, частый пульс удовлетворительного наполнения и напряжения на фоне близкого к норме артериального давления, сохраненное сознание.

Синяя гипоксии, как правило заканчивается выздоровлением. Смертельные исходы наблюдаются редко. В ряде случаев синяя гипоксия иногда постепенно, а чаще внезапно, может перейти в серую.

Серая гипоксия развивается и протекает на фоне гипокапнии, падение содержания в крови угольной кислоты и значительного понижения содержания кислорода. Нарастает дыхательная и сердечно-сосудистая недостаточность. Дыхание становится поверхностным и частым, увеличивается количество выделяемой мокроты, и она заполняет весь просвет дыхательных путей, о чем свидетельствует появления розовой пены их полости рта и носа. АД резко падает, пульс становится частый и поверхностный. Вследствии перераспределения крови и скопления ее в портальной системе, кожные покровы принимают серо-пепельную окраску и покрываются потом. Сознание отсутствует. Прогноз при серой гипоксии, как правило, неблагоприятный, 75 % всех смертельных исходов, вызванных токсическим отеком легких, наблюдается на фоне этой кислородной недостаточности.

Серая гипоксия – есть кислородное голодание, осложненное выраженными нарушениями циркуляции крови, протекающими по типу острого сосудистого коллапса. Вследствие этого на кислородное голодание гипоксического типа наслаивается циркуляторная гипоксия.

Самым грозным для жизни пострадавшего последствием является нарушение проходимости дыхательных путей. Именно комбинация сосудистого коллапса с нарушением проходимости дыхательных путей доводит гипоксию до такого уровня, который даже не обеспечивает сохранение жизни.

Кислородная недостаточность сопровождается глубокими нарушениями обмена веществ в тканях. Начинаются они с нарушения газообмена. Уже первые порции ОВ воздействующие на нервные окончания тройничного и блуждающего нервов, приводят к уменьшению легочной вентиляции и нарастанию в крови количества угольной кислоты и снижением щелочного резерва, снижением содержания кислорода.

Прогрессирование легочного отека сопровождается накоплением в организме кислых продуктов неполного обмена, которые, взаимодействуя с бикорбанатным буфером, вытесняют угольную кислоту. Угольная кислота возбуждает дыхательный центр, происходит гипервентиляция легких, которая, в свою очередь способствует выделению угольной кислоты из крови и тем самым содержание углекислоты начинает падать и гиперкапния сменяется гипокапнией. Глубокие нарушения обмена также способствует уменьшению образования угольной кислоты. Снижение содержания в крови угольной кислоты приводит к угнетению дыхательного центра. Дыхание становится частым и периодичным.

Мы поможем в написании ваших работ!