Острые ингаляционные поражения

Многие газы и аэрозоли вызывают острые токсические процессы в дыхательной системе. В основе этих процессов лежат либо гиперактивация физиологических защитных реакций организма на действие чужеродных веществ, либо альтерация легочной ткани.

Немедленные реакции организма на действие токсикантов изучены достаточно хорошо. Прежде всего, это кашель, секреция слизи, бронхоспазм, умеренный отек дыхательных путей - защитные реакции на вредные воздействия. При интенсивных воздействиях такие транзиторные токсические реакции перерастают в тяжелые патологические состояния.

Афферентные нервы в дыхательных путях, участвующие в кашлевом рефлексе, стимулируются либо непосредственно путем раздражения токсикантом нервных окончаний либо опосредованно, путем инициируемого ксенобиотиком высвобождения в тканях биомедиаторов, таких как гистамин, простогландины и др. Кашель способны вызывать все вещества, обладающие раздражающим действием на слизистые дыхательных путей (см. "Раздражающее действие"). Чрезмерный по выраженности или продолжительности кашель может стать причиной серьёзных дисфункций особенно у чувствительных к токсикантам лиц. Ингаляция токсиканта в концентрациях, не вызывающих вредного действия у здорового человека, может у чувствительного лица сопровождаться тяжелым, выводящим из строя кашлем. Причиной повышенной чувствительности нередко бывает предшествующий контакт с веществом.

Стимуляция выделения слизи подслизистыми железами дыхательных путей и бокаловидными клетками - еще одна защитная реакция на ксенобиотик, которая может перерасти в патологическое состояние. Даже легкие формы ингаляционного отравления ФОС сопровождаются выраженной гиперсекрецией бронхиальных желез, существенно затрудняющей дыхание (бронхорея). Гипертрофия слизистых желез и гиперплазия бокаловидных клеток отмечаются при экспериментальном воздействии на лабораторных животных ряда промышленных токсикантов, например диоксида серы. Так называемая "доброкачественная гиперсекреция" или профессиональный бронхит - типичное состояние у лиц, профессионально контактирующих с раздражающими веществами, дымами, парами, действующими в низких концентрациях. Лица с профессиональной гиперсекрецией являются группой риска в плане развития тяжелой патологии лёгких - хронического обструктивного бронхита.

Бронхоспазм - также нормальная реакция на действие ирритантов, обеспечивающая защиту паренхимы легких от воздействия. Ряд веществ вызывают бронхоспазм в концентрациях значительно меньших, чем вызывающие альтерацию легочной ткани (ФОС, карбаматы, диоксид серы). Другие (озон, аммиак) вызывают бронхоспазм в альтерирующих концентрациях, третьи (фосген) поражают паренхиму легких практически не провоцируя бронхоспазм.

Умеренный отек ткани воздухоносных путей - следствие повреждения эпителия ингалируемыми веществами. Однако этот эффект вызывается и стимуляцией аксонального рефлекса, через афферентные нервы дыхательных путей, причем порой при действии ксенобиотиков в очень незначительных концентрациях. При этом нервные окончания высвобождают низкомолекулярные биологически активные пептиды, так называемые тахикинины. Эти вещества вызывают вазодилятацию и усиление проницаемости сосудов (в воздухоносных путях - подслизистого слоя). Как показано в эксперименте, такие вещества как формальдегид, изоцианаты действуют таким образом.

В ряде случаев похожее состояние может развиваться в результате аллергического процесса. Микроскопия мазка выделений из носа может помочь провести дифференциальный диагноз между реакцией раздражения и аллергической реакцией. Большое число нейтрофилов в отделяемом из носа указывает на воспалительный характер поражения. Увеличенное содержание эозинофилов в мазке говорит об аллергической природе патологического процесса.

Повреждение слизистойдыхательных путей развивается при ингаляции токсикантов в достаточно высоких концентрациях. Повреждение эпителиальных клеток и их гибель запускают целый ряд процессов, пагубным образом сказывающихся на респираторном статусе пострадавших. Существенно снижается мукоцилиарный клиаренс; обычно тесный контакт между эпителиальными клетками нарушается, эпителиальный слой становится пористым (что позволяет бактериям проникнуть в ткани), а слущивание и отслойка мертвого эпителия может вызвать обструкцию дыхательных путей. Наконец активация синтеза и высвобождение поврежденными клетками различных цитокинов и медиаторов приводит к воспалительной реакции, отеку, спазму гладкой мускулатуры бронхов. Таким образом, прямое повреждение эпителия ингалируемыми токсикантами в высоких концентрациях существенно усиливает реакции, провоцируемые этими токсикантами в малых концентрациях.

Плохо растворимые в воде вещества пенитрируют при ингаляции в ацинусы, где вызывают повреждение альвеолярного эпителия, эндотелия альвеолярных капилляров, альвеолярных макрофагов. Особенно чувствительны к действию токсикантов пневматоциты 1 типа (причина - малая толщина и большая площадь поверхности клеток). Повреждение паренхимы легких приводит к развитию диффузной бронхиолярной обструкции вследствие отека, инфильтрации стенки бронхиол воспалительными клетками, а также выходу жидкости в просвет альвеол (отек легких). Повреждение макрофагов приводит к суперинфецированию и развитию химической пневмонии.

Значительно менее изучены механизмы формирования отсроченных во времени процессов, развивающихся вследствие острого воздействия.

Состояние большинства людей, перенёсших острое ингаляционное поражение, при адекватной терапии, нормализуется в течение нескольких суток - недель (в зависимости от степени тяжести), благодаря полной регенерации поврежденной ткани. Однако у некоторых лиц может развиться состояние повышенной чувствительности к токсикантам, проявляющаяся синдромом реактивной дисфункции дыхательных путей (СРДП). Вероятность развития СРДП выше у курильщиков. Веществами вызывающими СРДП и даже бронхиальную астму при однократной экспозиции являются изоцианаты (рисунок 4).

Рисунок 4. Структура некоторых изоцианатов

Отсроченное развитие ряда патологических процессов в легких может быть следствием не столько непосредственной альтерации легочной ткани токсикантом, сколько повреждения ее накапливающимися в паренхиме легких и дыхательных путях полиморфноядерными лейкоцитами. У части пораженных, перенесших острое воздействие химическим веществом, развивается прогрессирующий воспалительный процесс и, как следствие, облитерация глубоких отделов дыхательных путей (облтерирующий бронхиолит), что приводит к инвалидизации.

Локализация поражения

Как уже указывалось ранее, место действия токсиканта в дыхательной системе определяется его концентрацией, размером частиц (для аэрозолей), растворимостью в воде. Нередко вид токсиканта, вызвавшего поражение точно известен, как это бывает при разрушении цистерны с опасным веществом. Однако чаще ингаляционные поражение связаны с действием смеси веществ, находящихся как в форме газа, так и аэрозоля. Это имеет место при пожарах, авариях на объектах, на которых складируется, используется и производится множество веществ. Часто поражение утяжеляется присутствием в токсической смеси веществ, обладающих выраженным резорбтивным действием. Важным фактором, определяющим характер поражения дыхательных путей, является тип клеток, преобладающих в области преимущественного воздействия токсиканта. Клетки существенно различаются по их чувствительности к ксенобиотикам. Например, к диоксиду серы чувствительны не только эпителиальные клетки верхних дыхательных путей, но и гладкомышечные клетки этой области.

Верхние дыхательные пути

Патологические состояния, связанные с острым действием токсикантов на верхние дыхательные пути приводят к двум видам последствий: а) возбуждению рефлексов в силу раздражения нервных окончаний обонятельного, тройничного, языкоглоточного нервов (рефлекс Kratschmar), а также блуждающего нерва (рефлекс Salem-Aviado), сопровождающихся развитием апное, брадикардией, бронхоспазмом, кашлем, падением, а затем подъёмом АД (см. выше); б) развитием воспалительно-некротических изменений в дыхательных путях, выраженность которых определяется свойствами токсикантов и их концентрацией во вдыхаемом воздухе. Следствием воспалительно-некротических изменений является изъязвление слизистой, геморрагии, отек гортани. Хотя признаки поражения появляются довольно быстро отечная реакция развивается постепенно, а стридор (непроходимость гортани) может развиться через несколько часов после воздействия. У отравленных, наряду с поражением дыхательной системы, могут наблюдаться ожог кожи лица, глаз, ротовой полости, что затрудняет оказание помощи. Обычно, чем сильнее выражено поражение верхних дыхательных путей, тем выше вероятность поражения и глубоких. Перечень токсикантов, вызывающих раздражение и воспаление в дыхательных путях, представлен в таблице 4.

Таблица 4. Перечень наиболее известных токсикантов, вызывающих раздражение и воспалительные процессы в дыхательных путях

Глубокие дыхательные пути

Проявления поражения - от слабо выраженных явлений легкого воспаления (гиперемия слизистой, лёгкий отек и т.д.), до выраженных некротических изменений слизистой воздухоносных путей (псевдомембранозный процесс при поражении ипритом) и даже ожога легких (хлор в высоких концентрациях). Токсиканты, адсорбированные на поверхности ингалируемого аэрозоля, вызывают более тяжелые повреждения, чем действующие в газообразной форме. Так, при обследовании, в дыхательных путях жертв пожаров, подвергшихся воздействию токсикантов, выявлено наличие сажи и адсорбировавшихся на поверхности её частиц токсикантов.

Большинство случаев трахеобронхитов химической этиологии разрешаются практически без последствий (в случае поражения раздражающими ОВ в течение нескольких минут по выходе из зоны заражения). Однако выраженная экссудация, сопровождаемая спазмом дыхательных путей (облитерирующий бронхиолит), рефлекторным угнетением дыхательного и сосудодвигательного центров, - могут привести к асфиктическому синдрому (цианоз, диспное, потеря сознания).

Необходимо учитывать, что проявления острого трахеобронхита могут развиваться как немедленно после действия токсикантов (вещества с выраженным раздражающим действием), так и отсроченно. Прогрессирующий отек дыхательных путей развивается постепенно, достигая максимума через 8 - 24 часа после воздействия. Через 48 - 72 часа, при тяжелых поражениях, наблюдается отслойка слизистой оболочки. Развивается, так называемый, псевдомембранозный трахеобронхит. Продолжительность скрытого периода зависит от свойств токсикантов. Тяжелое поражение токсикантом дыхательных путей может закончиться бронхоэктатической болезнью, стенозом трахеи.

Мероприятия по оказанию помощи включают использование средств защиты органов дыхания, немедленный (по возможности) вынос пострадавших из зоны заражения (транспортировка лёжа), назначение кислорода (но не под давлением), в случае отсутствия выраженной асфиксии - адреналин внутримышечно в дозе 0,5 - 1 мг (0,5 - 1 мл 0,1% раствора) для снятия отека и бронхоспазма, назначение глюкокортикоидов (кортизон, преднизолон), бронхолитиков, антибиотиков, средств, успокаивающих кашель.

Паренхима легких

Пневмонии

В группу острых пневмоний химической этиологии входят различные, чаще комбинированные поражения, морфологические особенности которых определяются особенностями токсического действия ксенобиотиков. Пневмонии возникают, как при ингаляционном поражении, так и при иных путях поступления в организм токсикантов, выводящихся преимущественно через легкие (бензины). Токсические вещества, вызывающие химические пневмонии представлены в таблице 5.

Таблица 5. Вещества, вызывающие острую химическую пневмонию

Токсиканты повреждают паренхиму лёгких, захватывая как альвеолярную стенку (острый, иногда геморрагический экссудативный альвеолит), так и легочный интерстиций (диффузная интерстициальная пневмония) (аспирация бензина, керосина, кадмий, марганец). В тяжелых случаях происходит некротизация легочной ткани и суперинфицирование с формированием абсцессов (акролеин), обструктивного поражения дыхательных путей (диоксид серы), клеточных интерстициальных инфильтратов (бериллий, кадмий). Нередко острое воздействие приводит к развитию длительно и вяло текущих токсических процессов. Ингаляция пыли, содержащей двуокись и закись марганца, может вызвать тяжелую пневмонию без суперинфицирования. В основе процесса лежит выраженный альвеолит, сопровождающийся формированием моноцитарного инфильтрата.

Лечение пневмоний химической этиологии осуществляется по общим правилам лечения этого недуга. К числу специфических средств терапии следует отнести введение комплексообразователей при интоксикациях металлами, антиоксидантов, при поражении веществами, в основе действия которых лежит активация свободно-радикальных процессов.

Отек легких

Характерной формой поражения легких токсикантами является отек легких. Суть патологического состояния - выход плазмы крови в стенку альвеол, а затем в просвет альвеолы и дыхательных путей. Отечная жидкость заполняет легкие - развивается состояние, обозначавшееся ранее как "утопление на суше".

Выделяют три типа отёка лёгких:

- гемодинамический отек лёгких, в основе которого лежит повышение давления крови (выше 30 мм Hg) в малом круге кровообращения, при отсутствии повреждения альвеолярно-капиллярной мембраны;

- собственно токсический отек лёгких, развивающийся в результате первичного поражения альвеолярно-капиллярной мембраны, на фоне нормального в начальном периоде внутрилегочного давления крови (давление в левом предсердии ниже 12 мм Hg);

- отек легких смешанного типа, когда у пострадавших отмечается как нарушение свойств альвеолярно-капиллярного барьера, так и сократительных свойств миокарда и т.д.

Основные токсиканты, вызывающие формирование отека легких представлены в таблице 6.

Таблица 6. Некоторые токсиканты, вызывающие отек легких

Собственно токсический отек легких связан с поражением токсикантами клеток, участвующих в формировании альвеолярно-капиллярной мембраны. При этом показано, что особенностью процесса является, прежде всего, усиление проницаемости легочных капилляров на фоне мало измененного гидростатического давления в малом круге кровообращения. Развивающееся состояние рассматривают как форму респираторного дистресс-синдрома взрослых (РДСВ).

Опыты на лабораторных животных показывают, что сразу после воздействия токсикантов снижается содержание сурфактанта в легочной ткани. Этим объясняется раннее развитие периферических ателектазов у пораженных. Потеря сурфактанта может иметь значение и для усиления проницаемости легочных мембран. Некоторые представления о патогенезе развития токсического отека легких суммированы на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема патогенеза токсического отека легких

Помимо указанных на схеме изменений, для развития отека легких большое значение имеют системные нарушения, включающиеся в процесс и усиливающиеся по мере его развития: нарушения газового состава крови (гипоксия, гипер-, а затем гипокарбия), изменение её клеточного состава и реологических свойств (вязкости, свертывающей способности), расстройства гемодинамики в большом круге кровообращения, нарушение функции почек и центральной нервной системы. Смерть наступает от острой сердечной недостаточности.

Степень поражения легких токсикантами отражается на общем состоянии пострадавшего (таблица 7).

Таблица 7. Основные признаки острого поражения легких озоном различной степени тяжести

(M. Lippmann, 1988)

Осложнениями отека легких являются бактериальная пневмония, формирование легочного инфильтрата, тромбоэмболия магистральных сосудов.

Смертность при этом грозном патологическом состоянии составляет, как правило, 5 -10 %, причем в первые 3 суток погибает около 80 % от общего количества погибших.

Острое отравление паракватом сопровождается в ряде случаев, вслед за отеком (или без него), развитием внутриальвеолярного диффузного фиброза. Лёгочный фиброз формируется в течение нескольких недель после приёма per os токсических доз вещества. На начальном этапе отмечается инфильтрация альвеол профибробластами, которые, созревая, закупоривают альвеолярные мешочки. При этом разрушаются стенки альвеол, образуются коллагеновые волокна. Возможен смертельный исход вследствие быстро развивающейся гипоксической гипоксии. Частым осложнением перенесенного заболевания является эмфизема легких.