Симптомы отравления и действие нервно-паралитических газов на человека

Общие сведения об агентах G и V серий

Нервно-паралитические газы представляют собой соединения, в состав которых входят фосфор и углерод. В обычном состоянии это жидкости, пары которых крайне токсичны, при попадании на кожу оказывают нервно-паралитическое воздействие. Агенты G и V-серий относятся к сильнейшим отравляющим веществам.

Органофосфаты первоначально были получены учёными, разрабатывавшими средства для борьбы с насекомыми. Во время Второй мировой войны в Германии началось массовое производство газов G-серии, открытых в 1930 годы немецкими учёными во главе с Герхардом Шрадером. Первым открытым газом являлся табун, затем были синтезированы зарин, зоман и циклозарин. Однако химическое оружие так и не было применено немцами. О его производстве другим странам стало известно уже после окончания войны.

После войны разработка нервно-паралитических газов велась в СССР, США, Швеции, а также в Великобритании, где впервые был получен газ V-серии – амитон, тоже вначале запатентованный как инсектицид. Вскоре после получения он был запрещён для использования из-за высокой токсичности, но был принят на вооружение в качестве химического оружия. Позже были разработаны агенты VE (копалил пирофосфат), VP, VM (эдемо), VS, VX и VR. Отравляющими веществами снаряжались производимые в СССР и США ракетные снаряды, истребители.

В ходе военных действий отравляющими веществами начинялись осколочные снаряды. При взрыве снаряда образуется ядовитое облако, как от аэрозоля.

Наиболее масштабное применение газов во время боевых действий было установлено в Ираке при бомбардировке города Халабджа. Смесью зарина, табуна и газа VX были заряжены бомбы. В результате этой атаки погибло около 15 тысяч человек. Зарин также был применён во время химической атаки в Токио в 1995 году, совершённой членами религиозной секты Аум Синрикё.

Механизм действия зарина

Газ взаимодействует с ферментами организма, передающими сигналы к органам с помощью нервных клеток. Отравленный газом фермент теряет свою работоспособность: наблюдается возбуждённое состояние органов. Это сильно изнашивает организм и приводит к прекращению его жизнедеятельности.

Отравление зарином бывает лёгкой, средней и тяжёлой степени. Классификация зависит от дозы попавшего яда.

Первая степень отравления зарином представляет собой слабое поражение организма ядом: наблюдается повышенная утомляемость, появляются болевые ощущения в глазах, нарушение сна. У пострадавшего возможно сужение зрачков, ухудшение зрения. Симптомы на первой стадии не специфичны: общая слабость в теле и одышка — признаки интоксикации любым отравляющим веществом. Второй степени отравления, характерно проникновение яда в органы дыхательных путей.

Симптомы отравления II степенью:

1. Удушье;
2. Боль в области живота;
3. Холодный пот;
4. Рвота и тошнота;
5. Недержание мочи;
6. Жидкий стул;
7. Паническое состояние.

На этой стадии пострадавшему требуется скорая помощь, иначе состояние становится необратимым. Для предотвращения появления хронических осложнений требуется срочное введение противоядия.

Понравится статья: «Отравление угарным газом – первая помощь и лечение«.

В третьей степени поражения ядовитым газом наблюдаются судороги и паралич. Признаки схожи с интоксикацией второй степени, но характер проявлений более быстрый: пострадавший теряет сознание, кожа и слизистые становятся синюшного цвета, происходит резкое сокращение мышц, переходящее в паралитическое состояние. По истечении нескольких минут дыхание останавливается, наступает летальный исход.

Действие на человека

Каким бы способом ни попал зарин внутрь — исход один, острое отравление, нередко заканчивающееся смертью. Поэтому в ряде стран действует запрет на его применение в военных целях.

Существуют три основных способа проникновения зарина в организм:

• ингаляционный при вдыхании паров;
• через пищеварительную систему во время употребления заражённой еды или воды;
• контактный — при соприкосновении газа или жидкости с кожей.

Частый путь проникновения зарина — через рот, при этом человек сам может выпить жидкость или съесть заражённые овощи, или употребить в пищу мясо животных, в организм которых попал яд.

Как действует зарин на человека? При попадании его внутрь в организме происходит цепь необратимых реакций.

нервный импульс

1. Основная точка приложения — нервная система. Зарин постоянно стимулирует работу нейронов (нервное волокно) — как двигательных, так и вегетативных. В норме, для торможения этих процессов, наш организм вырабатывает специальное химическое вещество. Но зарин блокирует его выделение. В результате импульс поступает беспрерывно, что приводит к возбуждению и постепенному истощению нервной системы.
2. Так как нервные волокна содержатся в каждом органе — постепенно изменения касаются всего организма. Первые признаки поражения зарином зачастую проявляются в системе дыхания.
3. Нарушается работа органов пищеварения и мочевыделительной системы.
4. Сердце останавливается в результате изменения кислотно-щелочного равновесия в организме и постоянной стимуляции нервной системы.

Зарин преобразуется до конечных продуктов в печени, но, полученные в результате её работы вещества, тоже обладают выраженными токсическими свойствами, из-за чего со временем начинается вторая стадия поражения органов, при этом симптомы немного меняются.

Смертельная доза зарина при попадании его в организм через кожу составляет примерно 0,25 мг/кг веса человека, а если отравление произошло через рот, то потребуется вполовину меньше яда.

Степени отравления

Воздействие на человека зарином в виде газа или жидкости проявляется по-разному. Это зависит не только от способа проникновения яда, но и от количества поступившего вещества. По степени проявлений отравление зарином делится на лёгкое, среднее и тяжёлое.

1. Лёгкое отравление чаще наблюдается при попадании яда на кожу. Характерно недомогание, слабость, тошнота, рвота. Возбуждение нервной системы с последующим торможением её работы. Возникают боли в животе, повышается артериальное давление, учащается мочеиспускание.
2. Отравление зарином средней степени тяжести протекает немного по-другому. Здесь уже, кроме лёгких общих симптомов, наблюдаются более выраженные признаки поражения нервной системы и бронхоспазм. Проявляется это в виде галлюцинаций, нарушении ориентации в пространстве и координации движений, появляется пугливость и ухудшается зрение. Судорог при таком отравлении зарином может не быть, но изменения касаются отдельных групп мышц. Заметны подёргивания языка, век, лица, голеней и грудной клетки. Дыхание становится шумным, вдох затруднён, а при осмотре пострадавшего прослушиваются многочисленные хрипы.
3. Тяжёлое отравление зарином проявляется в первую очередь изменениями центральной нервной системы — судороги и нарушение сознания, потливостью и избыточным выделением слюны, ухудшением работы пищеварения и дыхания. У пострадавших от действия зарина наблюдаются перепады давления, потеря сознания, повышается температура тела, происходит непроизвольное мочеиспускание.

Из-за выраженного влияния на организм, возможна и четвёртая степень отравления зарином — крайне тяжёлая. В этом случае возбуждение нервной системы сразу сменяется параличом и комой.

Лечение

Лечение человека, поражённого зарином, необходимо начать сразу же после постановки диагноза.
Незамедлительные действия включают срочную изоляцию жертвы от поражающего агента (заражённая местность, заражённый воздух, одежда и прочее), а также от всех возможных раздражителей (например, яркий свет), обработку всей поверхности тела слабым раствором щёлочи, либо табельным средством химической защиты. В случае попадания отравляющего вещества в желудочно-кишечный тракт — промывание желудка большим количеством слегка подщелоченной воды. Одновременно с вышеуказанными действиями необходимо срочное применение следующих антидотов:

• Атропин, являющийся блокатором М-холинорецепторов, используется для купирования физиологических признаков отравления.
• Пралидоксим, дипироксим, токсогонин, HI-6, HS-6, HGG-12, HGG-42, ВДВ-26, ВДВ-27 — реактиваторы ацетилхолинэстеразы, специфические антидоты фосфорорганических веществ, способные восстановить активность фермента ацетилхолинэстеразы, если их применить в течение первых часов после отравления.
• Диазепам — центрально действующий противосудорожный препарат. Снижение приступов заметно уменьшалось в случае задержки начала лечения; через 40 минут после экспозиции снижение является минимальным. Большинство клинически эффективных противоэпилептических препаратов могут оказаться неспособными остановить припадки, вызванные зарином.
• В полевых условиях необходимо немедленно ввести афин (будаксим) из шприц-тюбика (входят в комплект индивидуальной аптечки АИ-1, которой экипируется каждый мобилизованный солдат), в случае их отсутствия можно применить 1-2 таблетки тарена из аптечки АИ-2.

В дальнейшем производится патогенетическое и симптоматическое лечение в зависимости от преобладающих у данной жертвы симптомов поражения.

Газ зарин: применение

Самое распространённое применение газа зарина, как химическое оружие — сильнейший яд, поражающий двигательную и нервную систему. Вещество способно проникать в организм при попадании на кожные покровы, одежду, обувь. Зарин угрожает жизни человека, поскольку обнаружить его в воздухе невозможно.

Применяется ядовитое вещество зарин как орудие массового поражения, путём нанесения ударов снарядами артиллерией или ракетами. Окружающая среда отравляется парами зарина, способного быстро распространиться на территорию до 20 км от очага поражения. Газ обладает сильной стойкостью: летом продолжительность действия — несколько часов, а в зимнее время — до 2 суток.

Защититься от зарина можно в убежищах высокой герметичности с фильтровентиляционными установками. В связи с этим оборудование, защищающее от газа, разрешено снимать после проведения специализированной обработки и контроля отравления среды.

Применение в настоящее время

Какого действия отравляющее вещество зарин? — стойкого нервно-паралитического, относится к классу особо опасных химикатов и поэтому входит в четвёрку запрещённых к использованию во всем мире сильнодействующих веществ.

Чем опасен зарин? Он действует не только на растения. Под его негативное влияние попадают насекомые, птицы и человек. В нервной системе происходит ряд химических реакций, меняется состав крови, что сказывается на работе всех органов.

Поэтому сейчас зарин используют только в лабораториях для химических реакций.

Для профилактики отравления зарином при работе с ним, к примеру, в лаборатории нужно носить специальную защитную одежду. Кроме этого, у людей, часто с ним сталкивающихся, всегда при себе должно быть средство обезвреживания яда.

Лечение пациентов с отравлением

Отравление зарином лечится в стационаре, в условиях интенсивной терапии и реанимации.

Пациент помещается в специальную палату, в которой он защищен от внешних раздражителей – звукоизоляция, регулировка интенсивности подачи света. При поступлении пострадавшему делают промывание желудка щелочными растворами, чтобы уменьшить степень влияния зарина на организм.

• Атропин – блокирует рецепторы, препятствует физиологическому разрушению организма.
• Фосфороорганические вещества – токсогонин, пралидоксим. Если их применить первые часы, можно быстрее восстановить физиологические процессы в организме.
• Диазепам – противосудорожное средство, расслабляет мышцы, снимает тревогу, обладает снотворным и успокаивающим действием. Его можно использовать до начала лечения. Препарат быстро снимает приступы и эпилептические припадки.
• Афин или будаксим – препарат для применения в полевых условиях. Выпускается в специальном шприц-тюбике, входит в состав индивидуальной аптечки военных.

В зависимости от самочувствия человека, проводят симптоматическое лечение. Если пострадавший находится в крайне тяжелом состоянии, проводят искусственную вентиляцию легких. Для этого больного подключают к аппарату подачи кислорода. В случае остановки сердечной деятельности проводят непрямой массаж сердца и другие реанимационные мероприятия для восстановления жизненно важных функций организма.

Отравление парами зарина носит разную степень тяжести. При небольших концентрациях и своевременно оказанной медицинской помощи здоровье человека можно восстановить полностью. При средней степени тяжести могут остаться побочные эффекты. Люди после отравления зарином нуждаются не только в медикаментозном поддержании организма, но и в систематической психологической помощи. В тяжелых случаях смерть пациентов наступает в первые минуты, часы или дни после воздействия зарина. В этом случае патологические изменения, которые вызывает вещество, носят необратимый характер.

Как действует газ зарин на человека?

Зарин может оказывать влияние на человеческий организм как в жидком, так и в газообразном виде. Так как он не имеет какого-либо запаха, то определить интоксикацию можно только после того, как проявятся первые симптомы отравления. Установлено, если концентрация зарина в воздухе составляет около 0,075-0,080 мг, то летальный исход может наступить в течении одной-двух минут. Когда же зарина в воздухе меньше, то происходит появление симптомов, тяжесть которых может отличаться в зависимости от количества полученного яда.

Если зарин попадает вовнутрь в жидком виде, то отравление проходит стремительнее, а признаки проявляются намного быстрее. Проникновение вещества может произойти двумя способами:

• через кожу (для этого достаточно обычного попадания жидкости на открытую поверхность);
• через ротовую полость (при употреблении всего нескольких капель вещества может случиться тяжелое отравление или наступить летальный исход).

Более того, во время химических атак для воздействия выбирают именно зарин, так как он может использоваться в любое время года, ведь не портится при высоких температурах и не замерзает при низких. Воздействие зарина начинается с полного разрушения нервной системы. При попадании вовнутрь вещество склеивает различные ферменты и вызывает начало негативных реакций. В большей степени влиянию подвергается белок холинэстераза, структура которого непоправимо меняется. Это приводит к тому, что нарушается выполнение основной функции, которая состоит в оказании поддержки и помощи при работе нервных волокон.

Последствия

Даже при лёгком отравлении зарином возможны изменения в работе внутренних органов в будущем. Причём вероятно развитие заболеваний в ближайшее время, а также и отдалённые последствия.

Яд преобразуется в печени из-за чего в результате появляются ещё один тип отравляющих веществ — метаболиты, которые тоже приносят немало вреда человеку.

Какие могут быть последствия отравления зарином?

Химические и физические свойства зарина, а также его состав приводят к комплексу отрицательных воздействий вещества на человека при попадании его внутрь. Можно ли подготовиться ко встрече с ним, как спастись от действия зарина? — нельзя никак, если в запасе нет специфических антидотов. Единожды попав во внутрь человека любым способом, потом зарин довольно сложно вывести, даже при максимально быстром реагировании. И практически невозможно спасти пострадавшего без специализированной медицинской помощи в условиях стационара, даже если отравление удалось выявить сразу.

Профилактика[править]

Профилактика основана на назначении обратимого антихолинэстеразного агента. Пиридостигмин, предлагается в дозах 30 мг 3 раза в день для ингибирования приблизительно 30% холинэстеразы крови. В случае тяжелого отравления эти 30% защищённой холинэстеразы спонтанно реактивируются, и, если такой же феномен произойдет в холинергических синапсах, пострадавший выздоровеет. (Повторное ингибирование фермента может произойти в том случае, если отравляющее вещество остается в организме и имеется в наличии для связывания с холинэстеразами после того, как пиридостигмин будет выведен.)

Что такое зарин

Родина зарина — Германия. Кто именно и как изобрёл зарин? В 1938 году в городе Вуппертале немецкий химик Герхард Шрадер вместе с группой других учёных пытался создать очередной более эффективный по сравнению с предыдущими пестицид, но в итоге был произведён на свет зарин. Затем химики начали более подробно изучать его свойства и в результате выяснили, что полученное вещество негативно влияет на живые существа, а именно обладает нервно-паралитическим действием.

Название зарина произошло от фамилий тех учёных, которые исследовали действие этого химического вещества. Спустя полгода оно было передано в вермахт — вооружённые силы нацистской Германии для разработки химического оружия против Красной армии. Всего в военное и последующее время в Германии было изготовлено несколько тонн этого отравляющего вещества.

Но не только в Европе применяли зарин. СССР, США, Саудовская Аравия и Иран — все войны середины и конца XX века проходили с его использованием, что и послужило предпосылкой заключить в 1993 году в Париже мирное соглашение или конвенцию о запрете применения химического оружия.

Химические и физические свойства

Химическая формула зарина — C₄H₁₀FO₂P. Это сложное органическое соединение, содержащее фтор и фосфор, которое может быть в различных состояниях — в виде жидкости или газа. Зарин нестоек в окружающей среде — в тёплое время года разлагается в течение нескольких часов.

Чем пахнет зарин? Его запах зависят от того состояния, в котором яд находится. При обычной комнатной температуре в жидком виде он слабо пахнет цветущими яблонями. А вот газ не имеет ни вкуса, ни запаха и в этом заключается его опасность, так как обнаружить его в окружающей среде практически не представляется возможным.

Зарин легко смешивается с водой и другими органическими растворителями и в таком виде его токсичность увеличивается в несколько раз. Но каким бы способом яд ни попал в организм — он быстро всасывается, при этом первый и главный удар приходится на нервную систему.

Какие химические свойства зарина? Это активное вещество, которое может реагировать с каждой группой химических соединений в том числе и находящихся в организме человека.

1. Зарин быстро насыщается не только водой, но и реагирует со щелочами.
2. Для его дегазации, то есть обезвреживания или удаления яда на поверхностях, используют аммиак и его производные — амины, которые быстро инактивируют зарин благодаря моментальной реакции взаимодействия.
3. С той же целью в химической промышленности применяют водный гидроксид натрия.
4. Две большие группы химических соединений — феноляты и алкоголяты — способны в сухом виде его обезвредить.

К характеристикам газа зарина относится не только его устойчивость в окружающей среде, он обладает и другими не менее важными качествами.

1. Его плотность в несколько раз превышает таковую воздуха — при окружающей температуре 20 ºC составляет 1,0943 г/см3.
2. В обычном состоянии это жидкость, но при определённых условиях зарин становится газом, что является важным фактором при отравлении.
3. Яд устойчив к воздействию высоких температур, только при 150 ºC начинается его разложение.

Свойства определяются химическим составом зарина. Как уже было отмечено, в нём содержится фтор, фосфор, кроме этого, метильные группы и кислород. В сочетании все эти элементы образуют стойкое активное вещество, способное нарушить работу клеток человека.

Синтез

В промышленности зарин получают несколькими путями, как правило, с участием изопропилового спирта.

1. Его смешивают с дихлорангидридом метилфосфоновой кислоты, а в качестве носителя фтора выступают фториды щелочных металлов.
2. Второй способ аналогичен первому, но фтор берётся из дифторангидрида метилфосфоновой кислоты.
3. Третий не менее значимый путь получения соединения — это двухстадийный с использованием фторида фосфора с безводным метанолом при температуре среды от 0 до 20 ºC, затем добавляют хлорсодержащие вещества и фтороводород.

Синтезировали эфир для сельскохозяйственных целей, чтобы обрабатывать культурные растения, избавляя их от вредителей и болезней, но в результате выяснили, что полученное вещество обладает ядовитыми свойствами.

Особенности лечения отравления зарином

Лечение следует проводить, как можно быстрее, так как излишнее промедление может стоить жизни больному. Поэтому, как только был установлен диагноз и причина заражения нужно начинать действовать.

1. Полностью изолируются все возможные предметы, которые могут служить проводниками зарина. Также убираются все возможные раздражители, которыми могут служить яркий дневной свет, повышенная влажность, холод или жара.
2. Промывание желудка, для которого обычно используется подщелоченая вода. После этого вызывается рвота.
3. Назначение препаратов, которые стабилизируют состояние больного и убирают внешние признаки интоксикации.
4. Восстановление ферментов, работа которых была нарушена в процессе воздействия зарином.
5. Применение лекарственных средств для налаживания функционирования нервной системы.
6. Проведение симптоматического и патогенетического лечения, которое должно продолжаться до полного выздоровления.

Физиологическое действие[править]

Зарин — отравляющее вещество, обладающее нервно-паралитическим действием. Вызывает поражение при любом виде воздействия, особенно быстро — при ингаляции. Первые признаки поражения (миоз и затруднение дыхания) появляются при концентрации зарина в воздухе 0,0005 мг/л (через 2 минуты). Смертельная концентрация при действии через органы дыхания в течение 1 минуты — 0,075 мг/л, при действии через кожу — 0,12 мг/л. Полулетальная доза (при которой погибает 50% особей) при попадании на открытую кожу — 24 мг/кг веса. Полулетальная доза при пероральном (через рот) введении — 0,14 мг/кг веса.

Механизм действияправить

Как и в случае с другими БОВ нервно-паралитического действия, объектом поражения зарина является нервная система организма.

При стимуляции двигательных и вегетативных нейронов происходит выброс медиатора ацетилхолина в межсинаптическое пространство синапса, благодаря чему производится передача импульса к мышце или органу. В физиологически здоровом организме после передачи импульса ацетилхолин утилизируется ферментом ацетилхолинэстеразой (АХЭ), в результате чего передача импульса прекращается.

Зарин необратимо ингибирует фермент ацетилхолинэстеразу путём формирования ковалентного соединения с тем участком фермента, где ацетилхолин подвергается гидролизу. В результате содержание ацетилхолина в межсинаптическом пространстве постоянно растёт, и импульсы непрерывно передаются, поддерживая все иннервируемые вегетативными и двигательными нервами органы в активном состоянии (состоянии секреции, либо напряжения) вплоть до их полного истощения.

Клиническая картинаправить

Первые признаки воздействия зарина (и других БОВ нервно-паралитического действия) на человека — выделения из носа, заложенность в груди и сужение зрачков. Вскоре после этого у жертвы затрудняется дыхание, появляется тошнота и усиленное слюноотделение. Затем жертва полностью теряет контроль над функциями организма, её рвёт, происходит непроизвольное мочеиспускание и дефекация. Эта фаза сопровождается конвульсиями. В конечном счёте жертва впадает в коматозное состояние и задыхается в приступе судорожных спазмов с последующей остановкой сердца.

Кратко- и долгосрочные симптомы, испытываемые жертвой, включают в себя:

Лечение отравления веществами G и V серий, способы защиты от газовой атаки

Во время боевых действий с применением отравляющих газов в качестве средств защиты применяются противогаз и защитный комбинезон. При отравлении органофосфатами применяются антидоты, блокирующие холинорецепторы. Наиболее распространённым противоядием является атропин – алкалоид растительного происхождения. Он делает холинорецепторы нечувствительными к воздействию ацетилхолина.

При воздействии нервно-паралитического вещества на организм во избежание последствий необходимо как можно более быстрое его выведение. При попадании на кожу её промывают водой и щелочным раствором. Для очищения крови проводятся гемодиализ и гемосорбция, а также применяются диуретики для выведения отравляющих веществ с мочой. Желудок во время оказания первой помощи промывают большим количеством воды, вводимой через зонд, активированным углём или сульфатом магния. Кишечник очищают с помощью клизмы и слабительных средств.