Военная токсикология, радиобиология и медицинская защита. Учебное пособие.

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.

Предметом изучения 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.

В 1994 году в РФ произошло более 75 крупных химически опасных аварий, при которых пострадало более 250 человек, из них 40 погибли (Шевченко А., 1995).

В 1998 г. возникли 91 ЧС выбросом (угрозой выброса) СДЯВ (в 1997 г. – 96). В них пострадали 93 человека, из них 10 погибли. Химические аварии составляют не менее трети от числа всех техногенных чрезвычайных ситуаций. Отравления населения возникают за счет действия 25-27 наиболее распространенных ТХВ: аммиак – 25% от всех поражений; хлор – 20%; кислоты – до 15%; ртуть и ее производные, фенолы – 5-7%; другие СДЯВ – 1-2%.

На конференции в Рио-де-Жанейро, проводившейся под эгидой ООН летом 1992 года, было признано: на Земле сложилась чрезвычайная ситуация – на лицо экологический кризис. ТХВ попавшие на поверхность земли и в водоемы усваиваются растениями и по пищевым цепочкам достигают человека.

Так, например, если в водоеме концентрация ДДТ составляет всего 0,01 мг/л, то в растительности водоема его содержание достигает 1,5 мг/кг, в мясе рыбы до 2 мг/кг; при содержании его в траве 0,02-0,5 мг/кг; содержание ДДТ в молоке достигает до 2 мг/кг, а в сыре – 3 мг/кг. Глобальной проблемой стали кислотные дожди и кислотные туманы. Термин “кислотные дожди” впервые ввел Смит в 1972 году при описании загрязнения атмосферного воздуха в Манчестере. Особый интерес к изучению этого вопроса возник в последние десятилетия в связи с закислением пресных водоемов и уменьшением популяции рыб, а также в связи с неблагоприятным влиянием кислотных дождей на леса, поля и строения. Основной причиной кислотных дождей являются выбросы в атмосферу двуокиси серы (SO2) и двуокиси азота (NO2). Кислотные туманы по своей природе близки к кислотным дождям. Это – аэрозоли состоящие из неорганических кислот (H2SO4, HNO3, HCl) и сульфитов образующихся в атмосфере при взаимодействии двуокиси серы (SO2) с капельками воды. Медицинские исследования показывают, что загрязнение атмосферного воздуха КТ стали одной из ведущих причин в механизме развития респираторных заболеваний, бронхитов, бронхиальной астмы, злокачественных новообразований дыхательной системы.

Примером острого специфического действия может служить развитие приступов бронхиальной астмы при выбросах нефтеперерабатывающих заводов, загрязнении воздуха продуктами микробиологической промышленности, белково-витаминных заводов, обильного сезонного сжигания мусора в городах, выбросы сернистого газа.

В результате аварий на предприятиях ядерной энергетики в атмосферу выбрасывается значительное количество радионуклидов, представляющих существенную опасность для здоровья человека. Так при аварии в 1957 году в г. Каштыме Челябинской области в воздух на высоту 1 км было выброшено до 8 т ПЯД. Общая площадь загрязнения территории РВ составила более 15 000 км?.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году суммарный выброс ПЯД и ядерного топлива превысил Челябинский более чем в 25 раз, а площадь загрязнения территории во многие десятки раз.

Наиболее токсичные радионуклиды, имея сходство с рядом химических элементов, накапливаются в тканях и органах, приводя к нарушению их функций. Так стронций, подобно кальцию, накапливается в костной ткани, фиксируется в ней и крайне трудно удаляется из организма. Радиоактивный цезий-137, подобно калию, и в отличие от стронция, равномерно распределяется в тканях организма. Наибольшая концентрация его наблюдается в мышцах, в том числе и в миокарде. Йод-131 концентрируется в щитовидной железе, плутоний-239 – в костях и суставах.

О поражениях ликвидаторов аварии на ЧАЭС докладывал профессор Шевченко Ю.Л. (1996): “Сейчас можно считать установленным, что характер развивающейся патологии связан с внутренним радиоактивным заражением радиоактивным йодом, стронцием, цезием, плутонием, бета-поражением верхних дыхательных путей. Прежде всего наблюдаются заболевания щитовидной железы, изменения в костях, суставах, бронхах и легких, развивается вторичный иммунодефицит, умеренные гематологические сдвиги рецидивирующего характера в отдаленном периоде».

В государственных докладах о состоянии здоровья населения РФ в 1995 и 1996 годах отмечаются значительные медицинские последствия у участников ликвидации последствий аварии в 1986-1987 гг., у них зарегистрировано двукратное увеличение заболеваемости лейкозами, пятикратное (для ликвидаторов 1986 г.) увеличение заболеваемости раком щитовидной железы. Частота заболеваний эндокринной системы увеличилась в 9 раз, крови и кроветворных органов – более чем в 3 раза, психических расстройств в 4 раза, болезней системы кровообращения и пищеварения – в 2,5 раза. Показатель инвалидизации выше общероссийского в 3,7 раза.