Э.П. Петренко, А.С. Фукс.
Военная токсикология, радиобиология и медицинская защита.
Учебное пособие
Занятие 1:
«Предмет и задачи военной токсикологии, радиологии и медицинской защиты»
Введение.
Несмотря на то, что позитивные процессы постепенно завоевывают позиции на мировой арене, положение в мире остается сложным и непредсказуемым. Угроза развязывания вооруженных конфликтов с возможным применением современных средств поражения, в т.ч. оружия массового поражения сохраняется.
Бурное развития ядерной энергетики и химической промышленности во многих странах мира в последние годы сделало угрозу радиоактивного и химического заражения обширных территорий реальной не только в случае применения ядерного и химического оружия, но и в случае разрушения объектов ядерно-топливного цикла и химической промышленности, находящихся в районе ведения боевых действий, обычным оружием или при их аварии в ходе промышленной эксплуатации. Это приведет к появлению новых категорий пораженных. В массовых масштабах возникнут специфические виды патологии, требующие специальных подходов при проведении профилактики и лечения. Существенно изменятся величина и структура санитарных потерь. Значительно увеличится число лиц с боевой терапевтической травмой, среди которых большую часть составят пораженные токсичными химикатами и ионизирующим излучением.
Поэтому врач должен глубоко знать военную токсикологию и радиологию. Понимать сущность патологических процессов, возникающих при действии БТХВ и ионизирующих излучений, уметь их распознавать. Эти знания должны послужить основой для практической деятельности врача при проведении им профилактических и лечебно-эвакуационных мероприятий при организации медицинской помощи на этапах медицинской эвакуации.
Предмет и задачи военной токсикологии.
Токсикология – наука, изучающая закономерности развития и течения патологического процесса (отравления), вызванного воздействием на организм человека или животного ядовитых веществ.
Слово токсикология происходит от греческого «Токсикон» – яд и «логос» – учение; буквально оно означает учение о ядах.
Токсикология имеет многовековую историю. Она возникла вначале на основе наблюдений, в результате которых было установлено, что течение и исход болезни могут быть связаны с воздействием на организм веществ, извлеченных из некоторых растений или животных, а также веществ минерального происхождения.
Важные наблюдения о действии ядов позволили врачам древности направлять усилия на борьбу с отравлениями и на поиски противоядий. Так, труды Гиппократа (V-IV века. до н.э.), Галена (II век н.э.), Ибн Сины (Авиценны) (Х-ХI века н.э.) способствовали формированию представлений о действии ядов и противоядий, содержали попытки классификации ядовитых веществ.
Становление токсикологии как науки связано прежде всего с развитием экспериментальной медицины, с трудами Клода Бернара (1813-1878), И.М. Сеченова (1828-1905), И.П. Павлова (1849-1936).
Клод Бернар ввел в медицину экспериментальный метод, позволивший воспроизводить отравление у животных.
Большое значение для развития экспериментальной токсикологии имели и труды профессора Военно-медицинской академии Н.П. Кравкова (1865-1924), в которых были предложены методы анализа действия ядовитых веществ.
Исторически токсикология сложилась в отдельную научную дисциплину на основе наблюдений за отравленными людьми, поэтому в медицине прежде всего развилась судебная токсикология. Эта первоначальная направленность токсикологии определялась тем, что необходимость токсикологических исследованиях особенно остро стояла перед смежными науками – судебной медициной и фармакологией. В ее становление большой вклад внесли профессора ВМедА А.П. Нелюбин, Д.П. Косоротов и Е.В. Пеликан.
Первое руководство по судебно-медицинской химии, общей токсикологии или науке о ядах и противоядиях, изданное в 1851 г., принадлежит А.П. Нелюбину.
Начало ХХ века ознаменовалось стремительным развитием промышленности и первым массовым применением химических веществ в военных целях. Если задачи, выдвигаемые промышленностью, сводились прежде всего к предупреждению и лечению в основном хронических отравлений, то военная наука требовала ответа относительно предупреждения и лечения острых и исключительно тяжелых поражений.
Это привело к возникновению двух самостоятельных разделов – промышленнойи военнойтоксикологии.
Большой вклад в развитие промышленной токсикологии внесен Н.В. Лазаревым (1898-1974), в течение ряда лет возглавлявшим кафедру фармакологии ВмедА. Под его редакцией написан капитальный труд “Химически вредные вещества в промышленности” (1951). Широкое использование химии в сельском хозяйстве выдвинуло новые токсикологические аспекты, что привело к возникновению сельскохозяйственнойтоксикологии. В последующие годы наметилась тенденция к выделению других направлений токсикологии применительно к условиям труда различных профессий (авиационная, корабельная, пищевая, коммунальная и т.д.).
В настоящее время перед токсикологией возникают новые вопросы из сферы экологии. Рассеивание в атмосфере и гидросфере химических отходов промышленности, выхлопных газов транспорта, ядохимикатов, количество которых ежегодно измеряется миллионами тонн, содержащих вещества с высокой активностью, мутагенным, тератогенным действием, представляет опасность для всего живущего на Земле и требует проведения защитных и профилактических мероприятий социального характера, направленных на охрану среды от вредного химического воздействия. Из всех разделов частной токсикологии наибольшее значение для подготовки военного врача имеет военная токсикология, которая выделилась в самостоятельную научную дисциплину, как было сказано ранее, в период первой мировой войны, когда химическое оружие было применено в массовых масштабах (итог – 1,3 млн. пораженных).
Идея химической войны не нова, но ее реализация оказалась возможной только в ХХ веке, что непосредственно связано с развитием материальной базы: химии, химической промышленности и военной техники.
Крупнейшие отечественные ученые, представители различных специальностей – Н.Д. Зелинский, А.А. Лихачев, Г.В. Хлопин и другие – стали пионерами в области военной токсикологии. Дальнейшее развитие токсикологии в нашей стране связано с такими именами, как, В.М. Карасик, Н.В. Лазарев, А.И. Черкес, Ю.В. Другов, А.А. Покровский, С.Н. Голиков, Н.Н. Савицкий, Е.В. Гембицкий, Н.В. Саватеев и др. Их перу принадлежат капитальные труды по общей и военной токсикологии, как, например: “Медико-санитарные основы военно-химического дела” (С.В. Аничков, А.А. Лихачев, Б.И. Предтеченский), “Руководство по токсикологии отравляющих веществ” (ред. А.И. Черкес), “Руководство по токсикологии отравляющих веществ” (ред. С.Н. Голиков), “Санитарно-химическая защита” (ред. Ю.В. Другов), “Курс военной токсикологии” (ред. Б.Д. Ивановский), “Военная токсикология, радиология и медицинская защита” (ред. Н.В. Саватеев).
Основным предметом изучения военной токсикологии являются боевые токсичные химические вещества (БТХВ) .
К боевым токсичным химическим веществам относятся отравляющие вещества (ОВ)и токсины, оказывающие поражающее действие на организм человека и животных, а также фитотоксиканты, которые могут применяться в военных целях для поражения различных видов растительности.
Отравляющие вещества (ОВ) – химические соединения, обладающие определенными токсичными и физико-химическими свойствами, обеспечивающими при их боевом применении поражение живой силы, а также заражение воздуха, обмундирования, вооружения, военной техники и местности.
Отравляющие вещества составляют основу химического оружия. Ими снаряжаются снаряды, мины, боевые части ракет, авиационные бомбы, выливные авиационные приборы, дымовые шашки, гранаты и другие химические боеприпасы и боевые приборы. Находясь в боевом состоянии, ОВ поражают организм, проникая через органы дыхания, кожные покровы и раны от осколков химических боеприпасов. Кроме того, поражения могут наступать в результате употребления зараженных продуктов питания и воды.
Токсинами называют химические вещества белковой природы растительного, животного или микробного происхождения, обладающие высокой токсичностью и способные при их применении оказывать поражающее действие на организм человека и животных.
Часто в специальной литературе термин “токсин” недостаточно обоснованно распространяют на небелковые токсичные вещества природного происхождения (например: сакситокси, тетродотоксин и др.). Существенным отличием токсинов от ядов небелкового происхождения является их способность при попадании в организм человека проявлять антигенные свойства и вырабатывать в нем иммунитет, что несвойственно для природных ядов небелковой природы.
Токсины являются разновидностью БТХВ и используются в качестве действующего начала химического оружия.
Фитотоксиканты (от греч. phyton – растение и toxikon – яд) – токсичные химические вещества (рецептуры) предназначенные для поражения различных видов растительности.
В качестве табельных фитотоксикантов на вооружении блока НАТО состоят три основные рецептуры: “Оранжевая” (Orange), “Белая”(White) и “Синяя” (Blue).
Боеприпасы обычного вооружения без каких-либо токсичных добавок также способны вызвать отравления людей токсичными компонентами взрывных газов. К ним относятся окись и двуокись углерода, нитрогазы.
Токсичные поражения возможны при взрыве боеприпасов объемного взрыва. Используемая в таких боеприпасах окись пропилена сама по себе вызывает тяжелые изменения в организме, сходные с поражением ипритом. При взрыве окиси пропилена на человека воздействует ударная волна, высокая температура, окись углерода и гипоксическая гипоксия. Комбинированные химические поражения возникающие при взрыве боеприпасов обычного вооружения, являются предметом изучения военной токсикологии.
Высокая степень развития химической промышленности, достигнутая в последние десятилетия, создает серьезную угрозу формирования химических очагов в случае аварии (разрушении) химических предприятий. Военная токсикология изучает и разрабатывает мероприятия по предупреждению и ликвидации опасности токсических поражений в химических очагах при разрушении (аварии) химически опасных объектов. При этом наибольшую опасность представляют летучие продукты, хранящиеся в больших емкостях под давлением: сжиженный хлор, аммиак и др.
Поддержание боеготовности всех видов Вооруженных сил требуют использования различных ядовитых технических жидкостей (ЯТЖ), ракетных топлив. Их действие на организм, разработка мер профилактики и оказания неотложной медицинской помощи при отравлениях ЯТЖ, КРТ находится в сфере интересов военной токсикологии. Таким образом основным предметом исследований в военной токсикологии в современных условиях является всестороннее изучение токсичности большого количества веществ, действие которых в военное время (потенциальные ОВ, новые ФАВ, диверсионные агенты, фитотоксиканты боевого применения, некоторые промышленные химикаты) и в процессе повседневной деятельности войск (военно-профессиональные яды) может пагубно сказаться на боеспособности воинских коллективов.
Военная токсикология является важнейшей составной частью военной медицины. Свои общенаучные и прикладные задачи она решает, имея цели и методы, характерные для общей токсикологии, но в специфических условиях учебно-боевой деятельности войск.
Задачи военной токсикологии:
– установление важнейших физико-химических свойств ядовитых веществ;
– определение зоны токсического действия изучаемого вещества (токсикометрия);
– раскрытие патогенеза, токсикодинамики и патохимических молекулярных реакций, которые лежат в основе механизмов токсического действия яда на организм;
– изучение клинической и патоморфологической картины острого и хронического отравления при различных путях поступления яда в организм;
– изыскание и разработка средств предупреждающих, ослабляющих или устраняющих поражающее действие ОВ (медицинских средств защиты) – основная задача военной токсикологии;
– изучение социально-гигиенических аспектов загрязнения окружающей среды ОВ в химических очагах поражения, а также в химических очагах, образуемых при разрушениях (авариях) предприятий химической промышленности (экотоксикология).
В зависимости от объекта, на который воздействует ОВ, военная токсикология использует как методы клинической токсикологии при поражении ОВ человека, так и методы экспериментальной токсикологии, если процесс интоксикации изучается на животном.
Военная токсикология наряду с военной радиологией и эпидемиологией образуют научно-теоретическую базу медицинской защиты. Поэтому военная токсикология как военно-медицинская дисциплина находясь в тесной связи с такими дисциплинами, как ОТМС, ВПТ рассматривает и изучает вопросы организации медицинского обеспечения войск в условиях применения противником химического оружия.
Предмет и задачи военной радиологии.
Радиобиология – наука об излучениях (от латинского “радио” – излучаю). Термин медицинская радибиоология обозначает учение о действии ионизирующего излучения на организм человека. Медицинская радиология начала свое развитие с конца 19 и начала 20 столетия.
Последняя своему рождению обязана трем замечательным открытиям. Это открытие немецким физиком Вильгельмом Рентгеном (1895) новых, невидимых для глаз лучей, названных впоследствии его именем, открытие французским химиком Анри Беккерелем (1896) явления естественной радиоактивности урана и, наконец, открытие Марией Склодовской-Кюри и Пьером Кюри (1998) новых элементов – радия и полония, которые испускают невидимые лучи, обладающие ионизирующим эффектом. До предложению Марии Кюри, это явление было названо радиоактивностью (от латинского radio – испускаю лучи).
Уже вскоре после открытия ионизирующего излучение было обнаружено, что оно обладает биологическим действием. Так, И.Р. Тарханов, В.И. Зарубин, М.Н. Жуковский и др. в своих работах отмечали, что интенсивное воздействие на организм рентгеновского и гамма-излучения может приводить к выраженным кожным реакциям, раздражению глаз, выпадению волос, повреждению органов кроветворения, нарушению функции нервной системы и тяжелому общему поражению организма. Применение ионизирующего излучения в медицине без знания его вредоносных свойств дорого обошлось человечеству. Так, 1897 г. Удин, Бертелеми и Дарье сообщили о 48 случаях поражения кожи рентгеновскими лучами, а в 1902 г. Гудман смог собрать уже 172 случая. От последствий излучения умерли представители медицинской науки: русский рентгенолог С.В. Гольдберг, известный французский радиотерапевт И. Бергонье. Обнаружение вредоносного действия ионизирующего излучения на организм явилось причиной интенсивных исследований в этой области и разработки эффективных мер противорадиационной защиты. Характеризуя в целом развитие медицинской радиологии в нашей стране в период до 1945 г., следует сказать, что в это время она развивалась только применительно к задачам использования излучений в медицинской практике. Предметом радиологии были лучевые осложнения у больных, возникающие в результате проведения рентгеновских процедур, и лучевые заболевания персонала рентгеновских кабинетов. Этой цели были посвящены и все экспериментальные работы по радиобиологии.
Особенно интенсивно стали изучать радиационные поражения и одновременно разрабатывать проблему медицинской противорадиационной защиты в 1945 году после применения США ядерного оружия в японских городах Хиросима и Нагасаки.
Ядерные взрывы в Хиросиме и Нагасаки имели мощность 22 и 12 кт. Общее число жертв, относимых к категории безвозвратных потерь, составляло в Хиросиме – 45000, в Нагасаки – 22000 человек.
Число жертв, которые можно было бы отнести к категории санитарных потерь, составило в Хиросиме – 91000, в Нагасаки – 42000 человек. Приведенные цифры дают представление о том громадном объеме проводимых в данной ситуации медицинских мероприятий. Число случаев тяжелого лучевого поражения в Хиросиме составляло 24562. Общее же число зарегистрированных случаев лучевого поражения равнялось 37657.
Однако, если с травматическими повреждениями и ожогами военные врачи встречались на всех войнах, то поражения, вызванные ионизирующими излучениями, явились новым и специфическим видом поражения. Анализ безвозвратных потерь показал, что в 50% случаев причиной гибели пострадавших явились тяжелые ожоги, в 30% – лучевые поражения и в остальных 20% – механические травмы. Очень сильным было и психологическое действие ядерного взрыва.
В 1954 г. на атолле Бикини был произведен США термоядерный взрыв. Хотя взрыв был воздушным, в зону реакции, вследствие высокой мощности (15 мт), было вовлечено большое количество грунта и образовалось громадное радиоактивное облако. Выпадающими осадками было загрязнено примерно 15000 км? территории (акватории) по следу движения облака. Подверглись радиоактивному загрязнению 6 населенных островов Тихого океана.
Воздействию радиоактивных осадков подверглись в общей сложности 289 человек. Взрывы в Хиросиме, Нагасаки и на Бикини показали, что лучевые поражения – это своеобразный вид боевой травмы, которая может иметь массовый характер в условиях войны с применением ядерного оружия.
В связи с этим область радиобиологических исследований значительно расширилась. Объектом изучения военной радиологии становятся различные формы и виды радиационных поражений. Активно исследуются патогенез острой лучевой болезни и механизмы развития отдельных радиационных синдромов. Важным этапом в развитии военной радиологии явилось открытие в конце сороковых годов радиозащитного эффекта. Работы по изысканию эффективных и малотоксичных радиопротекторов были развернуты во многих лабораториях мира. В результате выполнения этих работ было обнаружено большое число достаточно эффективных радиопротекторов, имеющих различную химическую структуру.
Большая заслуга в изучении и лечении лучевых поражений принадлежит ведущим специалистам нашей страны в этой области: С.Н. Александрову, Г.Д. Байсоголову, П.Д. Горизонтову, Э.Я. Граевскому, Ю.Г. Григорьеву, А.Н. Гуськовой, И.И. Иванову, А.М. Кузину, Л.А. Ильину и др.
Результаты исследований этих и других авторов нашли отражение во многих монографиях и трудах конференций, в пособиях для врачей и студентов, среди которых следует назвать “Основы радиационной биологии” (ред. А.М. Кузин), “Лучевая болезнь человека” (А.И. Гуськова, Г.Д. Байсоголов), “Руководство по медицинским вопросам противорадиационной защиты” (ред. А.И. Бурназян), “Неотложная помощь при острых радиационных воздействиях” (ред. Л.А. Ильин).
Значительное число исследований в области медицинской радиологии было проведено в ВмедА под руководством и непосредственном участии А.А. Орбели, А.С. Мезжухина, А.И. Белянина, Е.В. Гембицкого, Г.И. Алексеева, Н.В. Бутомо, А.В. Попова и других.
Предметомизучения военной радиологии является этиология, патогенез, диагностика и лечение различных видов боевых радиационных поражений, а также вопросы противорадиационной защиты и организации оказания медицинской помощи пораженным.
В своей практической деятельности военные радиологи, решая ряд специфических военно-прикладных задач, широко используют достижения современной радиобиологии и медицинских наук и прежде всего – медицинской радиологии, которая в свою очередь сформировалась и развивается, базируясь на достижениях радиационной химии, биофизики ионизирующих излучений, радиационной биохимии, радиационной генетики и цитологии, радиационной иммунологии и патофизиологии лучевых травм.
Основными задачами военной радиологии являются:
– разработка комплекса мероприятий по противорадиационной защите личного состава;
– изучение клиники и патогенеза различных видов боевых радиационных травм;
– изыскание средств медикаментозной защиты личного состава войск от лучевых поражений и средств, направленных на сохранение боеспособности личного состава, подвергшегося воздействию ионизирующих излучений;
– разработка средств и методов лечения острой лучевой болезни и комбинированных радиационных поражений.
Глубокое знание лучевой патологии и механизмов развития поражений позволяет патогенетически обосновать наиболее эффективное профилактические и лечебные мероприятия и правильно организовать оказание медицинской помощи пораженным.
Токсикология и медицинская радиология являются самостоятельными научными дисциплинами. Однако они имеют много общего.
Раздел токсикологии радиоактивных веществ в одинаковой степени относится к токсикологии и радиологии. Действительно, принципы поступления, распределения и выведения из организма радиоактивных веществ подчиняются тем же общим закономерностям, что и нерадиоактивных. Поэтому кинетические закономерности, выявление в опытах с радиоактивными веществами используют как в радиологии, так и в токсикологии.
Будучи частью военно-медицинской науки, военная радиология в своих организационных основах опирается и неразрывно связана с развиваемой в наших Вооруженных Силах военно-медицинской доктриной этапного лечения с эвакуацией по назначению.
Военные радиологи работают в тесном контакте с военно-полевыми терапевтами, хирургами, а также со специалистами по организации и тактике медицинской службы и представителями военной гигиены. Эти специалисты принимают непосредственное участие в решении задач по организации и проведению медицинской сортировки, оказанию помощи и лечению пораженных на ЭМЭ, а также в разработке комплекса мероприятий по защите войск от поражающего действия ядерного оружия и противорадиационной защиты личного состава при пребывании его на радиоактивно зараженной местности.
Медико-биологические и экологические последствия экстремальных химических и радиационных воздействий.
В 1993 году была принята парижская “Конвенция о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия”. Конвенцию подписали более 150 государств, в их числе и Россия. В соответствии с Конвенцией изданы Указ Президента Российской Федерации “О подготовке Российской Федерации к выполнению международных обязательств в области химического разоружения” и Постановление Правительства РФ 1996 года № 305 “От утверждении Федеральной целевой программы уничтожения химического оружия”.
В соответствии с принятыми документами в ближайшие 10 лет предполагается уничтожить все запасы химического оружия.
Так, может быть, пришло время поставить точку в научных исследования в области военной токсикологии, прекратить преподавание учебной дисциплины?
Конвенция, безусловно, является большим шагом вперед в направлении избавления человечества от угрозы массового истребления.
Тем не менее, пока существует вероятность развития военных конфликтов, договорные акты едва ли смогут исключить возможность массовых поражений людей химическими веществами. Так, Конвенция пока не позволяет полностью исключить вероятность применения химического оружия. Оружие будет находится в распоряжении некоторых государств – участников еще в течение 10-15 лет после вступления Конвенции в силу, пока не будут уничтожены все его запасы. Кроме того, им могут обладать государства, не присоединившиеся к Конвенции.
Не запрещенным является разработка и накопление оружия не смертельного действия (полицейские газы).
Наконец, Конвенция, запрещая разработку, производство, накопление и применение ОВ, умалчивает о фитотоксикантах – средствах борьбы с растительностью.
Однако основными причинами, побуждающими говорить о сохранении высокого уровня военно-химической опасности, являются достижения современной химии в области органического синтеза, беспрецедентный рост масштабов химического производства в мирных целях, огромное разнообразие синтезированных и вновь синтезируемых веществ, многие из которых обладают высокой токсичностью.
Количество изученных физиологически активных веществ (ФАВ), свойства которых позволяют рассматривать их как потенциальные средства ведения химической войны, составляют не один десяток. И этот список будет расти даже в том случае, если в соответствии с Конвенцией будут полностью запрещены работы по поиску новых активных токсикантов.
Поэтому химическое разоружение ни в одной стране пока не привело к сокращению работ в области противохимической защиты (ПХЗ).
В последнее время к угрозе применения химических веществ в военных конфликтах добавляются проблемы химической опасности в мирное время. Непрерывно растет вероятность аварий на химически опасных объектах, увеличивается возможность терроризма с применением БТХВ, возникает, а в отдельных регионах порой принимает катастрофические масштабы загрязнение окружающей среды.
В РФ за 1985-1991 гг. произошло более 250 катастроф со СДЯВ (1/3 всех техногенных аварий), в которых погибло 105 человек, более 2 тысяч получили поражения.