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 путем. 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 отдаленных 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 отдаленном 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 путем [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 неповрежденные 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].

Хлороводород поступает в организм ингаляционным путем. В случае образования высоких концентраций токсиканта в окружающей среде возможно развитие местного раздражающего действие на открытые участки кожных покровов. Хлороводород, взаимодействуя с водой слизистых оболочек дыхательных путей, диссоциирует до иона гидроксония и иона хлора. Образовавшиеся продукты диссоциации приводят к локальному изменению pH, чем обусловлено их выраженное раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей. В системный кровоток ни хлороводород, ни продукты его диссоциации не проникают, а выделяются из дыхательных путей с ретроградным током слизи [5, 56].

Хлороводород - гидрофильный газ, поэтому, как было сказано выше, при взаимодействии с водой слизистых оболочек верхних дыхательных путей он диссоциирует до иона гидроксония и иона хлора. Увеличение содержания иона гидроксония приводит к резкому изменению pH и денатурации макромолекул альвеолоцитов. Так как ион хлора обладает отрицательным зарядом, то он не может самостоятельно проникнуть через аэрогематический барьер. Таким образом, повреждающее действие хлороводорода на компоненты аэрогематического барьера, в первую очередь, связано с изменением pH и денатурацией макромолекул альвеолоцитов, что приводит к развитию коагуляционного некроза [5, 56].

При одновременном поступлении в организм большого количества химических соединений, содержащихся в продуктах горения, наблюдают неоднозначные эффекты сочетанного действия (суммирование, потенциирование и антагонизм), что необходимо учитывать при оказании помощи пострадавшим [5, 22, 30].