Введение к работе
Актуальность проблемы. Последние 12-15 лет в отечественной газовой и нефтяной промышленности характеризовались введением в строй новых действующих месторождений, содержащих, помимо жидких и газообразных углеводородов углекислый газ, сероводород, сульфиды, меркаптаны, азот и др. Первостепенное значение при токсическом воздействии на организм человека сероводородсодержащего природного газа имеет один из агрессивных его компонентов - сероводород, содержание которого в газе Оренбургского месторождения достигает 1,4 - 1,6 об.%, Ка-рачаганакского - около 5 об.%, Астраханского - 24 об.%, Тенгиз-ского нефтяного месторождения - 24-31 об.%.
Сероводород обладает не только высокой токсичностью для всего живого, но и характеризуется уникальными агрессивными свойствами. Поэтому при освоении такого рода месторождений на первое место выдвигаются не только проблемы охраны окружающей среды, но и становится актуальным для практического здравоохранения изучение вопросов диагностики, профилактики и лечения острых отравлений природным сероводородсодержащим газом (Пушкарев А.С. и др., 1989; Асфандияров Р.И. и др., 1995).
Со времени пуска Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ) были зафиксированы высокие и экстремально высокие уровни загрязнения окружающей среды: в 1987 году -шесть, 1988 году - два, 1989 году - три, 1990 - 1991 году - семь случаев. Имели место и случаи крайне высоких загрязнений (до 400 ПДК по сероводороду) атмосферного воздуха сероводородсодержащим газом с летальными исходами, с симптоматикой, характерной для асфиксии и острой сероводородной интоксикации (Сундуков В.А. и др., 1987; Чуйков Ю.С. и др., 1993).
Основным путем поступления токсических веществ в организм являются, как известно, органы дыхания. Исключительная опасность токсического отека легких, вызванного ингаляцией сероводородсодержащего газа, а именно, быстрое его развитие, медленное рассасывание и малая эффективность лечебных средств, главным образом симптоматических, делают разработку методов, средств профилактики и терапии отека легких весьма перспективной на основе правильного понимания патогенеза этого заболевания.
Цель и задачи исследования. Концептуально-методический подход настоящей работы сформулирован на основе экологической модели развития патологии. В соответствии с кон-
цепцией экопатологии изучены механизмы развития отека легких при остром отравлении летальными и сублетальными концентрациями промышленного природного сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения (ППСГАМ). Целью работы являлось выявление механизмов развития токсического отека легких и поиск возможных путей повышения резистентности организма при этом состоянии.
Исходя из этого были поставлены следующие задачи:
-
Выявить зависимость повреждающего действия природного газа Астраханского месторождения от концентрации в нем сероводорода и времени ингаляции и на основании этого разработать экспериментальную модель токсического отека легких.
-
Провести сравнительное изучение проницаемости гистоге-матических барьеров различных органов и тканей, исследовать структурные нарушения аэрогематического барьера на фоне развития токсического отека легких.
-
Проанализировать в условиях эксперимента динамику расстройств внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы в ответ на токсическое действие высоких концентраций природного сероводородсодержащего газа.
-
Исследовать влияние летальных и сублетальных концентраций природного газа и его отдельных газовых компонентов на некоторые биохимические показатели жизненно важных систем организма при развитии токсического отека легких.
-
Изучить в динамике развития токсического отека легких нарушения регуляции и освобождения важнейших биологически активных веществ.
-
Определить возможность целенаправленной фармакологической коррекции токсического отека легких, вызванного ингаляцией ППСГАМ.
Научная новизна. Выявлены наиболее уязвимые звенья в системе жизнеобеспечения при ингаляции природного сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения.
Впервые показано, что при ингаляции природного сероводородсодержащего газа возникает нарушение проницаемости гисто-гематических барьеров различных органов и тканей и в первую очередь аэрогематического и гемато-энцефалического барьеров.
Для выяснения механизмов развития токсического отека легких проведено комплексное исследование повреждающего действия природного сероводородсодержащего газа на системы дыхания и кровообращения, газового режима и кислотно-основного равновесия крови.
Описаны ультраструктурные изменения аэрогематического барьера легких и головного мозга на фоне развития токсического отека легких.
Впервые отмечен при воздействии различных концентраций природного сероводородсодержащего газа в случаях развития токсического отека легких выход цитоплазматических ферментов в плазму крови, характеризующих повреждения биологических мембран клеток основного детоксицирующего органа - печени.
Определена корреляционная зависимость концентрации сульфгидрильных групп в крови от степени выраженности токсического отека легких.
Установлено, что затравки животных летальными и сублетальными концентрациями природного газа приводят к инактивации цитохрома Р-450 и возрастанию уровня цитохрома bs.
Показано, что в развитии токсического отека легких определенную роль играет нарушение сурфактантной системы легких.
Обнаружены ранее не описанные изменения регуляции и освобождения основных медиаторов в кровь (ацетилхолина, серо-тонина, гистамина) при одновременном ингибировании их ферментов.
Впервые изучена сравнительная эффективность различных фармакологических препаратов для профилактики и повышения резистентности при развитии токсического отека легких, вызванного воздействием природного сероводородсодержащего газа.
Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическое значение результатов настоящего исследования состоит в комплексном анализе отдельных систем жизнеобеспечения, повреждение которых сероводородсодержащим газом приводит к возникновению отека легких.
Практическое значение выполненных исследований состоит прежде всего в том, что полученные результаты позволяют глубже понять механизм развития токсического отека легких, возникающего при аварийных ситуациях на газоперерабатывающих заводах по производству газовой серы из сероводородсодержащих природных газов.
На основании полученных результатов возможна также эффективная разработка новых методов диагностики поражений сероводородом и сероводородсодержащими газами, целенаправленный поиск возможных путей профилактики токсического отека легких, а также способов фармакологической коррекции отравлений сероводородсодержащими газами для использования в экстремальной медицине.
Результаты проведенных исследований используются в курсе лекций и практических занятий на кафедрах патологической физиологии, патологической анатомии, биохимии и судебной медицины.
Методические разработки по гистологическим методам исследования тканей при токсическом отеке легких, оформленные в виде рационализаторских предложений, могут быть использованы в научной и практической работе.
Разработанная модель токсического отека легких при остром воздействии ППСГАМ, в основе которого лежат нарушения барьерной функции легких, ЦНС, а также предложенная классификация (низкая, средняя и высокая отечность легких) могут быть использованы в научной, практической и педагогической работе.
Комплексная оценка изменения биохимических параметров и уровня биологически активных веществ может быть взята за основу для решения вопроса интенсивной терапии при токсическом отеке легких, вызванного ингаляцией высоких концентраций ППСГАМ. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
В патогенезе развития токсического отека легких при остром отравлении промышленным природным сероводородсодержа-щим газом Астраханского месторождения определяющее значение имеют следующие механизмы: прямое гистотоксическое действие агрессивных компонентов природного газа, резкое повышение проницаемости гистогематических барьеров, нарушение процессов газообмена в легких, уменьшение связывания кислорода гемоглобином и сдвигом его диссоциации влево, гиперкапния в артериальной и венозной крови, некомпенсированный ацидоз, избыток в крови среднемолекулярных пептидов, биологически активных веществ, а также снижение уровня сульфгидрильных групп, активация перекисного окисления липидов, снижение способности тканей утилизировать кислород, повышение уровня натрия в легочной ткани.
-
Введение животным с профилактической целью антигипок-сантов, средств, оказывающих влияние на холин-, гистамин- и серотонинергические процессы, а также веществ, снижающих уровень эндогенной интоксикации, существенно повышает выживаемость и продолжительность жизни, снижает степень выраженности токсического отека, вызванного ингаляцией ППСГАМ.
Апробация работы. Основные положения диссертации до-ложенны на IV Всесоюзном съезде патофизиологов, конференции "Экстрем-90", Учредительном Конгрессе Международного обще-
ства по патофизиологии, двух Всесоюзных, четырех Республиканских, двух межрегиональных, межвузовской, пяти областных научно-практических конференциях, заседаниях Астраханского общества патофизиологов. По теме диссертации опубликовано 28 работ, монография, получены дипломы на 3 рационализаторских предложения.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из "Введения", "Обзора литературы", " Объекта и методов исследования", 4 глав собственных исследований, "Заключения", "Выводов", "Практических рекомендаций" и " Списка использованной литературы". Материалы диссертации изложены на 347 страницах компьютерного текста, иллюстрированы 11 микрофотографиями, 33 рисунками, 44 таблицами и 2 схемами. Список литературы содержит 547 работ, из них 179 иностранных авторов.