О прижизненной и посмертной диагностике отравлений антихолинэстеразными веществами (Обзор литературы)

В медицинской литературе последних лет неоднократно появляются описания случаев отравления людей фосфорорганическими соединениями (ФОС). Тем не менее сфера практического использования ФОС неуклонно растет. Это объясняется очень высокой инсектицидной активностью тиофоса и многих других ФОС.

Токсичность ФОС для насекомых обычно сочетается с высокой их токсичностью для человека и животных. В результате многолетних работ большого ряда лабораторий удалось получить относительно мало токсичные для человека инсектициды (карбофос, или малатион, хлорофос и др.), однако и они подчас являются причиной отравления [Уолтерс (Walters) и др.]. Кроме того, более токсичные для человека тиофос, меркаптофос и некоторые другие ФОС продолжают использовать в качестве инсектицидов в ряде отраслей сельского хозяйства.

Некоторые ФОС используют в качестве лекарств [М.Я. Михельсон, А.И. Разумов, Холмстедт (Cholmstedi) и др.].

Помимо ФОС, в медицине и сельском хозяйстве находят применение некоторые не содержащие фосфора соединения, действие которых на организм сходно с действием ФОС (эзерин, прозерин и др.). Так же как и ФОС, по механизму своей биологической активности они являются антихолинэстеразными веществами (АВ).

АВ, вступая в соединение с холинэстеразой, полностью или частично лишают ее способности гидролизовать ацетилхолин, выделяющийся в холинергических синапсах. Это приводит к накоплению ацетилхолина и появлению симптомов, перевозбуждения холинергических структур.

Токсические эффекты АВ практически могут быть поняты как следствие угнетения истинной холинэстеразы. Физиологическое значение ложной (сывороточной) холинэстеразы, которая тоже инактивируется рядом АВ, не установлено: в остром опыте можно снизить ее активность в крови до нуля без видимых симптомов интоксикации (Мазур и Боданский).

Способность обратимо угнетать активность холинэстеразы присуща многим веществам. Некоторые из них сильно угнетают холинэстеразу уже в тех дозах, в которых их применяют в медицине. Это морфин, наркотики, стрихнин, некоторые курареподобные вещества, азотистые ипри- ты, метиленовая синь и т. д. (М.Я. Михельсон; Кэлле и Гильман). Еще не вполне ясно, каков удельный вес антихолинэстеразного действия в механизме фармакологической активности этих веществ, однако нет никаких сомнений в том, что оно не объясняет всех особенностей влияния этих препаратов на организм. Напротив, воздействие АВ может быть целиком объяснено их способностью тормозить холинэстеразу.

ФОС легко всасываются с неповрежденной кожи, с конъюнктив, из пищеварительного тракта. Вещества, обладающие достаточной летучестью (табун и др.), а также нелетучие инсектициды, применяемые в качестве дустов и аэрозолей, могут поступать в организм ингаляционным путем. Прочие АВ (не ФОС) реже вызывают отравления: они не способны всасываться с неповрежденной кожи и недостаточно летучи для того, чтобы поступать в организм через дыхательные пути.

Отравления АВ по степени тяжести принято разделять на легкие, средней тяжести и тяжелые.

Легкая форма отравления. В первую очередь появляются симптомы перераздражения холинергических структур того органа (системы органов), который послужил «воротами» для яда: при попадании ФОС на глаза — миоз, при попадании на кожу — потливость. этого участка кожи, фибриллярные подергивания подлежащих мышц, при попадании в дыхательные пути — удушье вследствие спазма бронхиальной мускулатуры, при попадании в пищеварительный тракт — рвота, понос. Нередко эти явления сопровождаются головной болью, повышенной раздражительностью. Сознание остается ясным. Симптомы интоксикации исчезают через 1—3 дня.

Отравления средней тяжести. Как правило, возникают все те же симптомы, но выражены они значительно сильнее. Симптоматика не ограничивается каким-либо одним органом, хотя доминирование отдельных симптомов нередко имеется. Чаще всего доминирующим симптомом является бронхоспазм. Приступы удушья напоминают тяжелый приступ бронхиальной астмы; они возобновляются каждые 10—15 минут, но и в промежутках между ними дыхание сильно затруднено. Резко усиливается секреция слизистых оболочек, слюнных, слезных и потовых желез. Иногда появляются резкие боли в брюшной полости, рвота, понос (вследствие спастической, «отшнуровывающей» перистальтики желудка и кишечника). Часто наблюдаются фибриллярные подергивания произвольных мышц, в частности жевательных.

Резко выражены миоз и спазм аккомодации. Зрение сильно ослабевает, особенно при плохом освещении. Иногда отмечаются гиперемия и отечность сетчатки. Все это в совокупности иногда вызывает временно полную слепоту. Сознание сохранено, но чувство страха и раздражительность нарушают критическое восприятие окружающей обстановки.

При острых отравлениях АВ средней тяжести в крови активность холинэстеразы снижается на 60—70%, уменьшается число эритроцитов, повышается содержание ретикулоцитов, развивается незначительный нейтрофильный лейкоцитоз, относительное содержание лимфоцитов уменьшается, развивается артериальная и венозная гипоксемия. Большинство симптомов исчезает через 4—5 дней.

Тяжелая форма отравления. Все симптомы, характерные для отравлений легкой и средней тяжести, выражены значительно резче. Очень сильный спазм бронхиальной мускулатуры сочетается с повышенной секрецией желез слизистых оболочек дыхательных путей и быстро ведет к кислородному голоданию, которое иногда усугубляется развитием острого отека легких и может служить непосредственной причиной смерти.

Однако не исключена возможность прямого угнетающего влияния АВ на дыхательный центр, ведущего к его параличу (Кандоль). Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются гипотония и брадикардия.

Одним из доминирующих симптомов являются клонико-тонические судороги, принимающие характер генерализованных приступов длительностью не менее 2 минут с интервалами от нескольких секунд до часа и более. Во время судорог сознание отсутствует. Характер судорог может иметь прогностическое значение. Более благоприятен прогноз, если их кратковременные периоды возникают с интервалом час и более. Встречается и другая форма отравления, при которой интервалы между приступами резко укорочены или вообще отсутствуют, а бурные клонико-тонические судороги сменяются тетаническими. В дальнейшем развивается блок нервно-мышечного проведения, и больной быстро гибнет от курареподобного паралича дыхательных мышц. Фибриллярные подергивания скелетных мышц продолжаются 20—40 минут и более после наступления клинической смерти.

Хронические отравления характерны только для действия ФОС, так как только ФОС способны необратимо ингибировать холинэстеразу. Если восстановление активности холинэстеразы (за счет синтеза новой и спонтанной реактивации ингибированной) протекает медленнее, чем инактивирование ее вновь поступающими в организм порциями ФОС, тогда создаются условия для кумуляции, т. е. для возникновения хронического отравления. При этом прогрессивно снижается активность холинэстеразы и усиливаются симптомы возбуждения холинергических структур. Для хронического отравления АВ характерны повышенная потливость, гиперсаливация, нарушения функций желудочно-кишечного тракта. Наиболее сильно беспокоят больных центральные явления: раздражительность, эмоциональная неустойчивость, галлюцинации, нарушения сна, кошмары (Гроб и др.). Для действия диизопропилфторфосфата и триортокрезилфосфата характерна прогрессирующая мышечная слабость с развитием спастических параличей (К.В. Цомая и др.).

Судороги и другие центральные явления характерны для большинства, но не для всех АВ. Некоторые АВ лишены прямого центрального действия, так как не способны проникать в мозг. Таковы, например, продукты биологической активации октаметила, а также АВ, в молекуле которых содержится аммониевая или сульфониевая группа [наличие свободного положительного заряда в молекуле препятствует проникновению вещества в мозг (Э.В. Зеймаль и др.; Я.С. Смусин и др.)].

При распознавании острых и особенно хронических отравлений АВ большую помощь может оказать определение активности ложной и истинной холинэстераз крови. Однако их содержание в крови и у здоровых людей колеблется в очень широких пределах. Крайние цифры могут различаться в несколько раз. Вместе с тем для каждого здорового человека характерна определенная активность холинэстеразы (М.Я. Михельсон). Поэтому определения активности холинэстераз крови должны регулярно проводиться у всех лиц, работающих с АВ. Снижение активности холинэстеразы в сыворотке (более чем на 25%) служит показанием к временному отстранению от работы с АВ.

Инактивация холинэстеразы, лежащая в основе токсического действия АВ, — процесс субмикроскопический. Поэтому патологоанатомических изменений, которые были бы специфичны только для отравлений АВ, нет. Если смерть наступила быстро, патогистологических изменений обнаружить не удается, кроме отека мозга и признаков асфиксии (Е.И. Спыну).

Наиболее полно патоморфологические изменения при затяжных формах отравлений описал С.С. Вайль на примере действия нескольких ФОС, которые могут быть использованы в качестве БОВ. Однако механизм токсического действия фосфорорганических инсектицидов и лекарств принципиально не отличается от механизма действия фосфорорганических боевых отравляющих веществ. Поэтому фактический материал, суммированный в книге С.С. Вайля, можно использовать для изучения патологической анатомии отравлений любыми антихолинэстеразными веществами.

Быстрая смерть после бурных судорожных приступов обусловливает быстрое появление резкого трупного окоченения. Миоз сохраняется на трупе и может иметь значение как дифференциально-диагностический признак. Однако в клинике миоз встречается не во всех случаях отравлений АВ (Диксон). Важное дифференциально-диагностическое значение имеет обнаружение спастических сокращений гладких мышц кишечника и бронхов.

Может наблюдаться цианоз. Изо рта и носа выделяется слизь. Микроскопически отмечаются признаки спазма мелких бронхов: просветы их сужены, слизистая оболочка складчата. Легкие полнокровны, отечны, с участками ателектаза; под плеврой и в паренхиме мелкие, иногда сливающиеся кровоизлияния. При смерти через несколько дней после отравления может наблюдаться мелкоочаговая пневмония.

Полости сердца (особенно правого) несколько расширены и содержат преимущественно жидкую кровь. Под эпикардом и эндокардом — экхимозы. Иногда возникают кровоизлияния в толщу миокарда. Сравнительно быстро развиваются дистрофические изменения мышечных волокон (исчезновение поперечной исчерченности и т. п.), иногда так называемый гиалиновый некроз их. Наблюдается пылевидное и мелкокапельное ожирение миокарда. Ю.С. Каган и Е.И. Маковская при отравлении животных некоторыми ФОС наблюдали мутное набухание мышечных волокон миокарда и (реже) мелко- и крупноочаговые скопления гистиоцитов и клеток лимфоидного типа.

Слизистые оболочки желудка и кишечника полнокровны, с мелкими кровоизлияниями по верхушкам складок. По ходу кишечных петель видны участки спастического сокращения мускулатуры кишечной стенки, придающие кишечнику вид четок. Гистологически определяются так называемые волны сокращения мышечной оболочки.

Печень полнокровна, с мелкоточечными кровоизлияниями под капсулой. Гистологически определяются мелко- и крупнокапельное ожирение печеночных клеток, отдельные фокусы диссоциации печеночных балок, множественные мелкие участки некроза. Ю.С. Каган и Е.И. Маковская в некоторых случаях отмечали расширение пространств Диссе, в которых накапливалась бледно окрашивающаяся эозином жидкость. В поджелудочной железе у собак были обнаружены множественные, иногда сливающиеся кровоизлияния.

Почки полнокровны, с мелкоточечными кровоизлияниями под капсулой. Просветы извитых канальцев расширены и заполнены эозинофильными белковыми глыбками (Ю.С. Каган и Е.И. Маковская).

В эпителии извитых канальцев выраженная картина белковой дистрофии и мелкокапельного ожирения.

Кровенаполнение селезенки изменяется незакономерно: она полнокровна или малокровна. В подостром периоде в ретикуло-эндотелии могут отлагаться глыбки гемосидерина.

Выраженные морфологические изменения наблюдаются в центральной нервной системе, особенно если смерть наступила через несколько часов после отравления (С.С. Вайль, Ю.С. Каган и Е.И. Маковская и др.). Отмечаются небольшое полнокровие мягкой мозговой оболочки и умеренный ее отек. Сосуды головного мозга расширены, стенки их разрыхлены и отечны, в мелких сосудах наблюдаются набухание и отторжение клеток эндотелия. Определяются точечные кровоизлияния в коре, подкорковых узлах, стволовой части и в мозжечке. Они имеют выраженный периваскулярный характер и возникают как следствие разрыва стенок сосудов и путем диапедеза. Наблюдаются перицеллюлярный отек и дистрофические изменения головного и спинного мозга.

В некоторых нервных клетках протоплазма и ядро набухают, иногда появляется вакуолизация, исчезает зернистость протоплазмы. В других клетках имеются явления пикноза: клетки сморщиваются, при импрегнации обнаруживают аргентофилию. Иногда отростки нервных клеток неравномерно утолщаются вследствие веретенообразных вздутий по их ходу и заканчиваются булавовидными утолщениями. Однако смерть может наступить так быстро, что морфологические изменения ганглиозных клеток головного мозга не успевают развиться.

Морфологические изменения неспецифичны. При патологоанатомическом исследовании основанием для предположительного диагноза отравления АВ может явиться обнаружение миоза и явлений спазма мышц бронхов и кишечника. Прочие морфологические изменения свидетельствуют об асфиктическом механизме смерти.

Поэтому, если при судебномедицинском исследовании трупа найдены симптомы, позволяющие заподозрить отравление антихолинзсте- разным веществом, необходимо провести специальное исследование. Надежны биохимические методы исследования: определение активности холинэстеразы. Резкое ее снижение свидетельствует о причине смерти. Не обязательно активность холинэстеразы при отравлениях АВ снижается в мозгу и в периферических тканях. При действии некоторых чрезвычайно токсичных веществ (например, октаметила) инактивируется только Холинэстераза периферических тканей. Резкое нарушение функции даже только периферических холинергических структур вызывает очень тяжелое отравление и может привести к летальному исходу.

Попытки обнаружить в тканях людей, отравленных ФОС, повышенное содержание фосфора, обычно обречены на неуспех. ФОС являются чрезвычайно сильными энзиматическими ядами. Смертельные дозы некоторых ФОС для человека меньше 50 мг. Естественно, такие дозы не могут существенно влиять на баланс фосфора в тканях.

При отравлении некоторыми ФОС существенную помощь в постановке диагноза может оказать обнаружение в моче паранитрофенола,, выделяющегося в процессе реакции фосфакола, тиофоса, армина и некоторых других ФОС с холинэстеразой. Обнаружение его в моче в сочетании со сниженной активностью холинэстеразы тканей свидетельствует о том, что имело место отравление одним из паранитрофениловых эфиров фосфорных, тиофосфорных или фосфиновых кислот. Самостоятельного диагностического значения реакция на паранитрофенол не имеет.

Важно учитывать, что в случае несомненного отравления АВ иногда не обнаруживается снижения активности холинэстеразы тканей. Это может случиться при отравлении каким-либо АВ обратимого действия (эзерином, прозерином и т. п.). В процессе приготовления проб тканей для исследования в них активности холинэстеразы гомогенаты тканей неизбежно в несколько раз разводятся водой или физиологическим раствором хлористого натрия, в результате чего может произойти полная или частичная реактивация холинэстеразы.

Если нет прямых указаний на то, что имелось отравление ФОС, следует приготовить возможно более концентрированный гомогенат ткани или 2—3 мл крови и определять активность холинэстеразы с большой порцией ткани по методу Шейнера (цит. М.Я. Михельсон, 1948). Желательно воспользоваться гистохимическим методом, а также методом определения активности холинэстеразы в «кусочке неразведенной ткани» (Я.С. Смусин).

При отравлении ФОС, которые принято считать необратимыми ингибиторами холинэстеразы, все же происходит медленная спонтанная реактивация фермента. Она особенно выражена при фосфорилировании фермента остатком диметокси- или диэтоксифосфорной кислоты (фосфакол, тетраэтилпирофосфат и т. п.). В случае отравления этими веществами запоздалое (через несколько дней после отравления) определение активности холинэстеразы может не дать четкого результата.

Определение активности холинэстеразы в крови и в тканях имеет абсолютное диагностическое значение только в тех случаях, когда обнаружено резкое снижение ее. Тогда можно с достаточной ясностью на основании только биохимических или гистохимических исследований говорить об отравлении АВ. Холинэстеразная активность тканей крайне медленно изменяется после смерти только по мере разложения трупа (Я.С. Смусин и др., Мур и Петти). Имеются сведения о том, что при загнивании крови активность холинэстеразы эритроцитов изменяется мало.

Постановка диагноза значительно облегчается, если известна нормальная активность холинэстеразы крови пострадавшего (исследования активности холинэстеразы крови следует регулярно проводить у всех лиц, работающих с ФОС). Без этого определение активности холинэстеразы крови и других тканей имеет относительную диагностическую ценность, так как: 1) не установлены границы нормы содержания холинэстеразы в крови и других тканях; 2) активность холинэстеразы крови (наиболее доступный для исследования объект) заметно колеблется у разных людей (Гуэрг и др.; Аугустинссон, Фрайер и др.); 3) при многих заболеваниях (туберкулез, рак, гепатит и др.) активность холинэстеразы сыворотки (ложная Холинэстераза) более или менее резко снижается; имеются и сезонные колебания активности сывороточной холинэстеразы (Сакаино)¹; 4) не установлены еще минимальные совместимые с жизнью величины активности холинэстеразы в различных органах и тканях. Некоторые исследователи (например, Шауман) полагают, что введение высокой дозы атропина позволяет животному в течение некоторого времени жить при полностью заторможенной холин- эстеразе мозга. Он же обнаружил, что у животных, получивших смертельную дозу ФОС, активность холинэстеразы диафрагмы может составлять от 3,5 до 40% таковой у контрольных животных.

Естественно, что в силу этих обстоятельств определение активности холинэстеразы, являющееся очень важным диагностическим мероприятием, должно только дополнять другие методы судебномедицинской диагностики.

¹ О состоянии сывороточной холинэстеразы трупа человека см. в исследованиях Прибилла.