GAZY I PARY TOKSYCZNE

UKŁAD ODDECHOWY

jednostka

anatomiczno-

czynnościowa służąca wymianie

gazowej

-

dostarczaniu do organizmu tlenu i wydalaniu produktu przemiany materii,
którym jest dwutlenek węgla.

- jama nosowa

-

gardło

-

krtań

- tchawica

- oskrzela

- oskrzeliki

-

pęcherzyki płucne

PŁUCA

 Pod

względem anatomiczno-funkcjonalnym płuca można podzielić

na gronka,

które łączą się w zraziki, te w segmenty, a te zaś z kolei

w

płaty. Lewe płuco posiada dwa płaty (górny i dolny), a prawe

trzy

(górny, środkowy i dolny).



Mają kształt stożka z podstawą na
przeponie,

położone

są

w

klatce

piersiowej i otoczone

błoną surowiczą o

dwóch ściankach - opłucnej ściennej i
opłucnej

płucnej.

Pomiędzy

nimi

znajduje

się jama opłucnej, w której

panuje ujemne

ciśnienie, a śladowa

ilość płynu zmniejsza między nimi
tarcie.

Prawidłowa mechanika pracy

płuc, która polega na naprzemiennym
rozprężaniu i zapadaniu się, zależy w
znacznym

stopniu

od

prawidłowego

funkcjonowania jam

opłucnych.

RUCHY ODDECHOWE

Wentylację płuc zapewniają ruchy ssąco-tłoczące klatki piersiowej.



Wdech powodowany jest skurczem

mięśni oddechowych: przepony

rozpiętej na łuku żeber dolnych oraz mięśni międzyżebrowych, rozpiętych
na

żebrach. Rozciągnięcie klatki piersiowej we wszystkich trzech

wymiarach prowadzi do

zwiększenia objętości płuc i wytworzenia

podciśnienia zasysającego powietrze.



Wydech

jest

najczęściej

aktem

biernym.

Rozluźnienie

mięśni

oddechowych sprawia,

że klatka piersiowa i płuca kurczą się, a niewielkie

nadciśnienie wytłacza powietrze z płuc i dróg oddechowych.

WYMIANA GAZOWA



Pęcherzyki płucne, zwykle o kształcie kulistym (czasem wskutek ucisku z
zewnątrz półkulistym lub wielościennym), oplecione są gęstą siecią
naczyń

krwionośnych

włosowatych.

Zbudowane

są

z

komórek

nabłonkowych, które nazywane są pneumocytami.



Tzw. bariera

włośniczkowo-pęcherzykowa to przylegające do siebie

ściany pęcherzyka i naczynia włosowatego. Poprzez tę barierę tlen
dyfunduje do

opływającej pęcherzyk krwi, a do światła pęcherzyka dostaje

się dwutlenek węgla.



Łączna liczba pęcherzyków płucnych wynosi ok. 300 milionów.



Powierzchnia oddechowa to ok. 90 m².



Średnica pęcherzyka płucnego wynosi 150-250 µm.

PODZIAŁ POWIETRZA W DROGACH

ODDECHOWYCH



dopełniające - 2500 ml



oddechowe -

500 ml /350 ml (w jego obrębie dochodzi do wymiany

gazowej podczas normalnego oddychania)


zapasowe - 1200 ml



zalegające - 1200 ml (potrzebne do utrzymania kształtu płuc)

SKŁAD POWIETRZA

Skład powietrza wdychanego:
 tlen - 20,95%


dwutlenek węgla - 0,04%

 azot - 78,09%
 argon - 0,93%

Skład powietrza wydychanego:
 tlen - 16,4%


dwutlenek węgla - 4,58%

 azot - 78,09%
 argon - 0,93%

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE

Szereg substancji chemicznych

wnikających w stanie gazowym do płuc może

wywołać zaburzenia procesów oddychania prowadzące do :

•

niedotlenienia (HYPOXIA)

lub
•

całkowitego głodu tlenowego (ANOXIA) i w konsekwencji do uduszenia

Szybkość przebiegu zatrucia zależy od stężenia działającego gazu i czasu

jego

działania. Zależnie od mechanizmu działania gazy duszące można

podzielić na :

•

fizycznie

duszące (N, He, Ar, Ne, H, Metan (CH

4

), CO

2

)

•

chemicznie

duszące (CO, H

2

S, pary cyjanowodoru HCN),

% domieszki gazu

dusz

ącego w

powietrzu

% tlenu w
powietrzu

Objawy niedotlenienia

Ok. 23-42

12-16

Wyra

źne zwiększenie wentylacji płuc,

przyspieszenie t

ętna, osłabienie uwagi i

dok

ładności ruchów złożonych

43-50

10-12

Dra

żliwość, szybkie zmęczenie, zaburzenia

rytmu oddechowego, zmniejszona orientacja

50-73

6-10

Nudno

ści, wymioty, narastający bezwład

mi

ęśniowy, utrata świadomości, zgon w ciągu

kilku minut.

Ponad 73

Poniżej 6

Zamroczenie, drgawki, pojedyncze oddechy z
przed

łużającymi się okresami bezdechu,

pora

żenie oddechu, zatrzymanie akcji serca,

zgon w ci

ągu kilku minut

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE FIZYCZNIE

Następstwa zmniejszonej zawartości tlenu w powietrzu wdychanym na skutek
zanieczyszczenia atmosfery gazem duszącym chemicznie obojętnym

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE FIZYCZNIE

Ditlenek węgla CO

2

-

Gaz 1,5 razy cięższy od powietrza

- Bezbarwny
- Bezwonny
-

Nie posiada właściwości chemicznie trujących ale jest gazem biologicznie

aktywnym

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE FIZYCZNIE

Ditlenek węgla CO

2

Szkodliwość dużych stężeń CO2 polega nie tylko na niedotlenieniu skutkiem
fizycznego

działania duszącego. Wzrost stężenia w atmosferze powoduje

zwiększenie się ciśnienia CO2 we krwi, które początkowo pobudza ośrodek
oddechowy, ale przy

osiągnięciu:

9% w atmosferze zaczyna

działać narkotycznie, a wstężeniach powyżej

35-40% doprowadza do

porażenia ośrodka oddechowego i upośledzenia

kurczliwości mięśnia sercowego

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE FIZYCZNIE

Ditlenek węgla CO

2 (kontakt długotrwały)

- Przy 2% CO

2

pojawia się pogłębienie oddechu

- Przy 4-6% CO

2

występują bóle i zawroty głowy oraz poty

- Przy 8%

dołączają się zaburzenia wzroku i drżenie

-

Przy około 10% po krótkim czasie narażenia występuje zamroczenie

-

W stężeniach powyżej 20% CO

2

następuje zgon

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

CO, HCN, H2S

należą do grupy gazów wywierających chemiczne działanie

duszące
-

wiążąc się hemoglobiną (ANOXIA ANAEMICA),

lub
-

upośledzając wewnątrzkomórkowe procesy oddechowe (ANOXIA

HISTOTOXICA)

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

TLENEK WĘGLA CO

-Gaz bezbarwny
-Bezwonny
-Bez smaku
-

W przyrodzie spotykany jedynie w wyziewach wulkanów

-

Powstaje w wyniku spalania ciał organicznych w środowisku o

niedostatecznym dopływie tlenu
-

Główne narażenia zawodowe mogą wystąpić w koksowniach, hutnictwie,

przemyśle chemicznym (synteza metanu, amoniaku, sody itd..)
-

W gospodarstwie domowym przy niedrożnych przewodach kominowych w

czasie użytkowania piecy węglowych i piecyków gazowych

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

TLENEK WĘGLA CO

Tlenek

węgla wnika do organizmu jedynie poprzez drogi oddechowe i płuca do

krwioobiegu we krwi

łączy się hemoglobiną podobnie jak tlen. Siła tego

wiązania jest 200-300 razy większa niż tlenu.

Tlenek

węgla wiążąc się z hemoglobiną upośledza zaopatrzenie w tlen nie

tylko poprzez zmniejszenie hemoglobiny zdatnej do przenoszenia tlenu, lecz
również przez osłabienie zdolności dysocjacji oksyhemoglobiny
T
oksyczne

działanie tlenku węgla nie ogranicza się tylko do blokowania

transportu tlenu do tkanek, lecz powoduje

również zaburzenia procesów

oddychania tkankowego

(łączenie się z oksydazą cytochromową)

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

TLENEK WĘGLA CO

-

stężenie ~1,0% obj. CO w powietrzu powoduje błyskawiczną śmierć.

-

przy stężeniach powyżej 0,5% obj. zatrucie ma przebieg gwałtowny w postaci

natychmiastowego zamroczenia i zgonu w ciągu 5-10 minut.
-

przy stężeniach niższych okres zamroczenia jest poprzedzony objawami

początkowymi a przy dłuższym przebywaniu w środowisku o zawartości CO od
0,1 do 0,5%

obj. może nastąpić zgon.

-

stężenia od 0,01 do 0,03% obj. nawet przy kilkugodzinnym działaniu nie

doprowadzają do okresu zamroczeniowego

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

CYJANOWODÓR I CYJANKI HCN

-

cyjanowodór HCN jest bezbarwną cieczą, o woni gorzkich migdałów, bardzo

lotną, o temperaturze wrzenia 25,7°C
-

do płuc wnika w postaci gazowej

Zawodowe narażenie na działanie HCN może wystąpić:
-

w przemyśle chemiczny (np. galwanizernia, garbarnie)

-

w przemyśle włókienniczym

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

CYJANOWODÓR I CYJANKI

-

Cyjanowodór wnika głównie przez drogi oddechowe

-

Jon CN wiąże się z jonami Fe

+3

(odwrotnie niż CO) nie łączy się z

hemoglobiną, lecz rozpuszcza się w osoczu i zostaje przeniesiony do
tkanek, gdzie wewnątrz komórek tworzy połączenia z trójwartościowym
żelazem zredukowanej oksydazy cytochromowej i cytochromów
(blokowanie oddychania wewnątrzkomórkowego)

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

CYJANOWODÓR I CYJANKI

-

Cyjanowodór wywołując niedotlenienie tkankowe (anoxia histotoxica) upośledza przede

wszystkim ośrodkowy układ (oddechowy, naczynioruchowy i termoregulacyjny) wywołuje
zaburzenia w zakończeniach nerwów obwodowych.
-

W ostrych zatruciach niezbyt dużymi dawkami HCN objawy kliniczne są podobne do

zatrucia tlenkiem węgla
-

Pierwszymi dolegliwościami są zawroty i bóle głowy oraz upośledzenie wzroku i słuchu.

Pojawiają się nudności, uczucie ściskania klatki piersiowej, duszność oraz zaburzenia
rytmu oddechowego. W dalszym czasie następuje utrata świadomości przechodząca w
stan śpiączki
-

po kilkudziesięciu minutach następuje zgon

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

CYJANOWODÓR I CYJANKI

-

Cyjanowodór jest jedną z najbardziej toksycznych substancji

-

W stężeniu 0,3 mg/l powietrza powoduje natychmiastowy zgon

-

W stężeniach 0,15 – 0,2 mg/l jest przyczyną zgonu w ciągu 10-30 minut

-

W stężeniach 0,1-0,15 mg/l rozwija się obraz ostrego zatrucia kończącego się zgonem

w ciągu 0,5 do 1 godziny
-

Małe stężenia 0,05 – 0,06 mg/l działające przez okres nie dłuzszy niż 1 godzinę

wywołują ostre zatrucia nie powodują zaś zgonu
-

Przy stężeniach poniżej 0,04 mg/l nawet kilkugodzinne narażenia nie powodują

poważnych zaburzeń

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

CYJANOWODÓR I CYJANKI

-

Duża toksyczność i szybkość działania HCN wymaga bardzo energicznego i

wielokierunkowego

postępowania leczniczego, polegającego na:

-Zastosowaniu sztucznego oddychania (w razie zatrzymania akcji oddechowej)
-Zabezpieczeniu

dopływu tlenu

-Podawaniu

leków pobudzających ośrodek oddechowy i krążenia

-Zabezpieczeniu poszkodowanego przed dalszym

wchłanianiem HCN

-Zastosowaniu

środków zobojętniających trujące działanie już wchłoniętych związków

cyjanowych

(środki wywołujące przemianę hemoglobiny w methemoglobinę czemu

towarzyszy zmiana Fe

2+

w Fe

3+

które wiążąc aniony cyjanowe umożliwiają odblokowanie

enzymów cytochromowych i wznowienie oddychania wewnątrzkomórkowego)

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

SIARKOWODÓR H

2

S

- Bezbarwny,

łatwopalny gaz cięższy od powietrza

- Posiada bardzo

przenikliwą woń zgniłych jaj wyczuwalną nawet w bardzo małych

stężeniach (0,0003-0,0004 mg/l)
- W

dużych stężeniach poraża zakończenia nerwów węchowych przez co staje się nie

wyczuwalny.

Narażenia zawodowe mogą wystąpić w:
- garbarniach
- cukrowniach,
- fabrykach celulozy i sztucznego jedwabiu,
- w

zakładach oczyszczalni ścieków,

- w rafineriach nafty

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

SIARKOWODÓR H

2

S

- w bardzo

dużych dawkach posiada właściwości duszące, w małych zaś jest gazem

drażniącym
- do ustroju wnika jedynie przez drogi oddechowe
- w

zetknięciu z błoną śluzową czy ścianą pęcherzyków płucnych zostaje zamieniony w

siarczek sodowy Na2S

również działający drażniąco. Po przedostaniu się do krwi

siarczek sodowy zostaje zhydrolizowany i tworzy

się zeń ponownie siarkowodór, który w

obecności tlenu ulega utlenianiu na siarczany i tiosiarczany, które są wydalane z
moczem

- Przy wnikaniu do krwi

znaczących ilości H2S tylko część zostaje utleniona, reszta zaś wywiera

działanie toksyczne.

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DUSZĄCE CHEMICZNIE

SIARKOWODÓR H

2

S

-

Duże stężenia działają bezpośrednio na układ nerwowy, powodując, zależnie od dawki,

podrażnienie bądź porażanie. Przenikając do tkanek, siarkowodór wiąże się z żelazem
enzymów cytochromowych.

-

Stężenia powyżej 1,4 mg/l powietrza powodują prawie natychmiastowy zgon na skutek

zahamowania oddechu (po zatrzymaniu

się oddechu akcja serca pozostaje przez kilka

minut co daje

szansę na uratowanie zatrutego)

- W

stężeniach ok. 0,7 mg/l wywołuje uczucie osłabienia, głównie w zakresie kończyn

dolnych, szybsze bicie serca, poty, zaburzenia

równowagi i chwiejny chód a przy

dłuższym działaniu duszność i utratę świadomości, niekiedy drgawki i zgon
-

Stężenia poniżej 0,3 mg/l wywołują podrażnienie błon śluzowych układu oddechowego

prowadzące niekiedy do obrzęku płuc

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

W odróżnieniu od gazów duszących są to substancje o przeważnie znacznej
aktywności chemicznej. Zależnie od swych właściwości działają utleniająco lub
redukująco, odwadniają lub denaturują białko komórkowe w miejscu zetknięcia
głównie w obrębie spojówek, układu oddechowego, a niekiedy skóry. Działanie
tych gazów jest głównie miejscowe. Gazy te można ogólnie podzielić na dwie
grupy:

-

Działające głownie na spojówki i górne drogi oddechowe (amoniak, chlor,

formaldehyd, chlorowodór, fluorowodór itd.)
-

Działające na płuca (np. tlenki azotu, fosgen, ozon)

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

Formaldehyd H

2

C=O

-

Gaz dobrze rozpuszczalny w wodzie, posiada ostrą przenikliwą woń. Działa

silnie drażniąco, tworząc nieodwracalne połączenia z białkiem powierzchniowych
warstw komórek
-

Wywołuje silne zapalenie spojówek, krtani i tchawicy a w większych stężeniach

obrzęk i kurczowe zamknięcie krtani. Dlatego też bardzo rzadko dociera do płuc i
zmiany płucne spotyka się wyjątkowo.

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

Amoniak NH

3

-

Bezbarwny gaz dobrze rozpuszczalny w wodzie, o ostrej, duszącej woni.

-

Zależnie od działającego stężenia obraz kliniczny zatrucia bywa różny: od

lekkich, przemijających podrażnień, poprzez ostre zapalenie górnych dróg
oddechowych, aż do zapaleń płuc
-

Następstwem ciężkich zatruć bywa długo utrzymująca się chrypka, bezgłos

oraz przewlekły nieżyt oskrzeli

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

CHLOR Cl

2

-

Jest gazem silnie drażniącym o przenikliwej woni, o barwie zielonkawożółtej.

Jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie
-

W zetknięciu z wilgotną powierzchnią tkanek łączy się z wodorem wody

tworząc chlorowodór, przy czym uwalniany jest tlen. Działają więc dwa czynniki
drażniące
-

Chlor działa głównie na górne drogi oddechowe wywołując ostre zapalenie

równocześnie doprowadzając do obrzęku płuc

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

DITLENEK AZOTU NO

2

-

Jest gazem o barwie zależnej od temperatury od żółtobrunatnej do

czekoladowoczarnej.
-

Mechanizm działania bywa dwojaki – najczęściej drażniąc pęcherzyki

miejscowo wywołuje obrzęk płuc, a przekształcony w azotyn sodowy przenika
do krwi powodując utlenienie hemoglobiny do methemoglobiny

Obraz kliniczny zatrucia bywa różny
-

głównie pod postacią ostrego obrzęku płuc

-

niekiedy pod postacią sinicy, duszności, wymiotów i zawrotów głowy, senności

i zamroczenia oraz wyraźnej methemoglobinemii
-

sporadycznie przebiegiem zatrucia może być nagły zgon

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

FOSGEN (Chlorek karbonylu COCl

2

)

- Fosgen jako gaz bojowy

został po raz pierwszy użyty przez Niemców

19.12.1915 roku. Obecnie

używany jest w przemyśle chemicznym m.in. do

produkcji tworzyw sztucznych i

leków. Fosgen jest bezbarwnym, niepalnym i

cięższym od powietrza gazem, który rozpuszcza się w substancjach
organicznych; w wodzie natomiast ulega powolnej hydrolizie.

-

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

FOSGEN (Chlorek karbonylu COCl

2

)

Stężenie 3 ppm wywołuje miejscowe podrażnienie błon śluzowych.
Stężenie 25 ppm po 30-60 min. ekspozycji powoduje zgon.
Stężenie 40 ppm nawet po krótkiej ekspozycji może powodować zgon.
Dawka letalna

dla ludzi wynosi około 500 ppm.

W obecnych czasach do zatruć fosgenem dochodzi w przypadku awarii urządzeń
i katastrof przemysłowych. Efektem zatrucia jest początkowo podrażnienie dróg
oddechowych, a następnie rozwój pełnoobjawowego obrzęku płuc. Od czasu
ekspozycji na fosgen, do czasu objawów klinicznych mija często 1-4 godzin
(faza utajenia).

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

FOSGEN (Chlorek karbonylu COCl

2

)

Nie ma obecnie swoistej odtrutki

stosowanej w przypadku zatruć fosgenem.

Postępowanie, oprócz zapobiegania zatruciom, obejmuje podawanie m.in. tlenu,
ograniczenie aktywności fizycznej, oraz stosowanie takich leków jak
kortykosteroidy (bezpośrednio po ekspozycji), ibuprofen,

ZATRUCIA GAZAMI

– GAZY DRAŻNIĄCE

OZON O

3

Jest niebieskim gazem,

cięższym od powietrza. W stanie wolnym występuje w

atmosferze, powstaje w wyniku rozpadu

cząsteczek O

2

pod

wpływem światła i

dalszego ich

łączenia się.

Ozon ulegając przemianie w tlen, działa silnie utleniająco. Dlatego w zetknięciu z
tkankami denaturuje białko i zwiększa przepuszczalność błony komórkowej co
może być przyczyną obrzęku płuc

-

Woń ozonu jest wyczuwalna przy stężeniach 0,00003 mg/l a podrażnienie

śluzówki jamy nosowo-gardłowej spotyka się przy 0,0002 mg/l
-

W stężeniach 0,02 mg/l występuje kaszel, ból głowy i senność

-

Przy stężeniu 3,3 mg/l w ciągu kilku minut powoduje zgon

ZATRUCIA GAZAMI

– Bojowe środki trujące

Sarin (etylofosfonofluorek O-izopropylu)

- silnie toksyczny

związek chemiczny, zaliczany do grupy środków paralityczno-

drgawkowych. Pochodna kwasu fosforowego.

Wzór sumaryczny: C

4

H

10

O

2

PF.

Sarin to bezbarwna, bezwonna ciecz,

łatwo mieszająca się z wodą i

rozpuszczalnikami organicznymi. W temperaturze pokojowej sarin posiada
wysoką prężność pary. Wnika do organizmu poprzez drogi oddechowe i skórę.
Kilkanaście miligramów sarinu powoduje śmierć po kilku minutach. Okres
zdrowienia po zatruciu trwa bardzo

długo.

ZATRUCIA GAZAMI

– Bojowe środki trujące

Sarin został otrzymany w 1938 roku w Niemczech przez Gerharda Schradera.
Podczas II wojny światowej środek trafił do masowej produkcji na potrzeby
niemieckiej armii, nigdy jednak nie został użyty przeciwko aliantom w obawie
przed wszczęciem wyniszczającej wojny chemicznej.
20 marca 1995 r. sarin użyty został w tokijskim metrze przez członków sekty
Najwyższa Prawda. 12 osób zginęło a ponad 5 500 ucierpiało w wyniku
kontaktu z trującymi oparami i było hospitalizowanych.

ZATRUCIA GAZAMI

– Bojowe środki trujące

Tabun (N,N-dimetyloaminoetoksycyjanofosfina.)

To gaz bojowy z grupy paraliżująco-drgawkowych. Tabun po rozproszeniu go w
formie aerozolu w powietrzu z np: samolotu opada szybko na dół, a powstające
opary "ścielą" się zalegając w zagłębieniach w ziemi. Wdychany niszczy szybko
układ nerwowy człowieka, co objawia się najpierw gwałtownymi drgawkami
całego ciała a następnie zgonem. Stężenie śmiertelne (LC50) wynosi dla ludzi
150 mg/m3. Zatrutego tabunem człowieka można odratować pod warunkiem, że
szybko poda mu się atropinę lub diazepam.

ZATRUCIA GAZAMI

– Bojowe środki trujące

Soman (metylofosfonofluorek O-pinakolu)

Silnie toksyczny związek chemiczny stosowany jako bojowy środek trujący, z
grupy paralityczno-

drgawkowych. Soman jest bezbarwną cieczą o słabym

zapachu kamfory, szybko parującym w temperaturze pokojowej. Soman nie
rozpuszcza się w wodzie i jest silnie trujący. Do zatrucia somanem dochodzi w
wyniku wdychania jego par, oraz wnikania par i kropel przez skórę. Dawka
śmiertelna dla człowieka wynosi kilka miligramów.