Кожные реакции при поражении ядерным оружием

Этот материал изложен в учебнике по военной дерматологии Textbook of Military Medicine, который представила редакции Татьяна Святенко, профессор Днепровского медицинского университета, доктор медицинских наук, член ЕАГВ. (Источник: Military Dermatology . Перевод с английского врача-дерматолога Галины Прит. Photo by Ilja Nedilko on Unsplash).

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении всей истории войны противники постоянно использовали новые технологии, пытаясь получить преимущество. В новейшей истории многие страны сосредотачивали значительные усилия на разработке ядерного, биологического и химического оружия для достижения этой цели. Хотя в Соединенных Штатах военные знали о ситуации, военно-медицинское сообщество медленно реагировало на эти угрозы. Соответственно, исследование и разработка новых и более эффективных лекарств, терапевтических подходов и профилактики ядерных, биологических и химических поражений (NBC) не получили должного внимания.

Эта проблема сохраняется и в области дерматологии. Хотя фундаментальные исследования предложили многие потенциальные методы лечения пострадавших от NBC на поле боя, применение всех полученных данных в разработке и методах лечения развивалось медленно. Все военные врачи, включая дерматологов, должны знать об угрозе NBC, знать, как оружие NBC вызывает патологию, и использовать текущие и потенциальные методы лечения для оказания помощи пострадавшим.

Очевидно, что многие новые разработки в медицине можно применить для улучшения действующих стандартных схем лечения NBC, но для достижения этой цели врачи должны иметь четкое понимание влияния оружия NBC на клиническом и физиологическом уровнях, и того, как это оружие может использоваться в будущих войнах. С этой целью представлено краткое обсуждение тактики ведения NBC войны, обобщены клинические данные, собранные за последние 80 лет о влиянии оружия NBC, а также обсуждаются последние случаи использования иприта во время ирано-иракской войны. Рассказываются стандартные методы лечения NBC, разработанные в ходе двух мировых войн, и подробно описываются новые терапевтические схемы, основанные на последних исследованиях.

ИСТОРИЯ

Некоторые виды оружия не только наносят урон, но и могут внушать значительный страх во врага. Именно эта уникальная смесь реальной и мнимой опасности делает ядерное, биологическое и химическое оружие столь привлекательным.

Ядерная война

История ядерной войны охватывает довольно короткое время, начиная с бомбардировок Нагасаки и Хиросимы в 1945 году. Несмотря на краткость ядерной эры, это было чрезвычайное время, когда способы отношений между нациями, как политически, так и военно, резко изменились. Такая ситуация объясняется масштабами разрушительной силы ядерного оружия. Угроза уничтожения глобальной цивилизации дала лидерам ядерных держав паузу при обдумывании будущих конфликтов.

Разрушительная физическая сила атомной бомбы в виде тепловой и взрывной энергии была остро очевидна после того, как атомные бомбы были сброшены на Японию, но длительные последствия радиации были полностью осознаны только через недели и месяцы после бомбардировки.

О том, что излучение может повлечь за собой повреждение тканей, было известно с тех пор, как немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи в 1896 году. Вскоре после этого открытия американский исследователь Томас Эдисон наблюдал, что у его помощника Кларенса Далли, работавшего с рентгеновскими лучами, развилось острое воспаление на руках с последующим шелушением, образование волдырей, язв и, возможно, злокачественное образование. Этот тип эффекта стал очевидным после бомбежки Хиросимы. Доктор Мичихико Ачия опубликовала свой дневник, описывая те времена. Некоторые отрывки из его дневника четко описывают эволюцию радиационных симптомов и совокупность признаков, связанных с радиационным отравлением. Следующий отрывок описывает тепловые эффекты ядерного взрыва (со слов доктора Табучи):

«Это было ужасное зрелище, – сказал доктор Табучи. Сотни раненых, пытавшихся скрыться на холмах, прошли мимо нашего дома. Взгляд на них был почти невыносим. Их лица и руки были обожжены и опухли, а большие куски кожи оторвались от их тканей и свешивались, как тряпки на чучела. Они двигались как ряд муравьев. Всю ночь они шли мимо нашего дома, но сегодня утром остановились. Я увидел, что они лежали с обеих сторон дороги настолько густо, что невозможно было пройти, не наступив на них. Однако вид солдат был ужаснее, чем мертвые люди, плывущие по реке... у них не было лиц! Их глаза, нос и рот были обожжены, и казалось, что уши оттаяли. Трудно было отличить перед задом. Один солдат, у которого были уничтожены черты лица и остались торчать белые зубы, попросил у меня воды, но у меня не было. Я сжал руки и помолился о нем. Больше он ничего не сказал. Его просьба о воде, вероятно, была его последними словами. Учитывая, как они были обгорели, я пытался понять, были ли они одеты в верхнюю одежду, когда взорвалась бомба».

Доктор Ачия отметила в своих заметках следующие долгосрочные последствия радиационного отравления. «Другое наблюдение заключалось в том, что тяжесть желудочно-кишечных симптомов не имеет никакого отношения к степени ожогов и других травм. Многие пациенты с тяжелыми ранениями быстро поправились, тогда как были пациенты с описанными симптомами, которые, казалось, совсем не были ранены, но, тем не менее, скончались. Среди умерших у многих была кровавая диарея, подобная наблюдающейся при дизентерии, а у других была кровавая моча или мокрота. У женщин часто наблюдались сильные маточные кровотечения, которые вначале мы приняли за нарушение менструации. Некоторые, задержавшиеся на неделю, умирали от стоматита или гангренозного тонзиллита. Теперь, когда кривая смертности снова поднялась, появился стоматит, а вместе с ним и петехии. Возникновение петехий происходило по той же схеме, как мы наблюдали у пациентов с желудочно-кишечными симптомами. Они не имели никакого отношения к типу или тяжести травмы, и у тех, кто выглядел невредимыми и даже чувствовали себя достаточно хорошо, чтобы помочь в уходе за другими пациентами начали появляться эти пятна крови под кожей. У нас было несколько случаев предположительно здоровых людей, у которых развивались петехии и они умерли раньше, чем люди, явно тяжело больные. Вы можете понять, какой зловещий знак имел для нас развитие петехий.

События ядерного холокоста в Японии заставили лидеров государств, обладающих ядерным потенциалом, избежать использования ядерного оружия. Однако, поскольку все больше стран развивают технологические возможности для создания ядерных устройств, угроза повторения разрушений, как в Хиросиме, становится все более вероятной. Поэтому медицинские работники должны быть готовы к лечению жертв ядерной войны.

ЯДЕРНАЯ ВОЙНА

Типы пострадавших от ядерного взрыва зависят от того, где произошел взрыв, но всегда обусловлен одним из трех последствий:

• взрывчатыми повреждениями (прямыми и косвенными);
• термическими ожогами;
• радиационными поражениями.

На тепловую и взрывную энергию приходится 80% энергии, выделяемой атомной бомбой. Обсуждение взрывных травм выходит за рамки этой главы, поэтому мы ограничим обзор дерматологических аспектов термических ожогов и радиационных повреждений.

Тепловые и радиационные эффекты

Термические ожоги могут быть вызваны непосредственно начальной вспышкой термоядерного взрыва или пожарами, вторичными по отношению к взрыву. Ожоги вспышки, вызванные лучистой или инфракрасной энергией от исходного огненного шара, возникают на незащищенной коже или под легкой одеждой.

Лечение термических ожогов и взрывных повреждений значительно усложняется влиянием ионизирующего излучения. Это излучение возникает в виде нейтронов, рентгеновских лучей, бета-частиц (электронов) и гамма-излучения, образующегося в течение первых минут ядерного огненного шара, а также альфа-, бета- и гамма-излучения от остаточных осадков. Заряженные альфа- и бета-частицы могут проникать только через слои кожи, вызывая начальную эритему, которая может прогрессировать до поверхностных и глубоких язв. И наоборот, гамма-лучи, рентгеновские лучи и нейтроны, все из которых не имеют заряда, проникают глубоко в организм и могут вызвать серьезные повреждения жизненно важных тканей, особенно таких, как кроветворная ткань с высокой скоростью деления клеток. Потеря значительного количества клеток костного мозга может привести к иммуносупрессивному состоянию, при котором пострадавший очень восприимчив к бактериальным инфекциям. Кроме того, процесс заживления эпидермиса может быть задержан тем же механизмом, что приведет к длительному периоду восстановления.

Воздействие радиации на организм человека делится на несколько разных категорий в зависимости от дозы облучения.

При дозах более 100-150 советов у пациентов обычно развивается радиационный гемопоэтический синдром, который после латентного периода в 2-3 недели проявляется угнетением костного мозга, кожными и внутренними кровоизлияниями и иммуносупрессией.

При дозах от 400 до 1000 советов возникает желудочно-кишечный синдром. Этот синдром состоит из отека, образования псевдомембрана в желудочно-кишечном тракте и подслизистого кровоизлияния в кишечнике и сопровождается длительной тошнотой, рвотой, водянистой диареей, шоком и смертью.

При дозах свыше 1000-2000 советов у пострадавших может развиться синдром нарушения центральной нервной системы (ПЦНС) или его цереброваскулярная форма, всегда кончающаяся летальным исходом. При этом синдроме симптомы ПЦНС могут возникнуть в течение нескольких минут, что завершается спутанностью сознания, прострацией, судорогами и запятой. Пациенты с этим синдромом обычно умирают от шока или вторичных осложнений со стороны ПЦНС.

При дозах менее 100 советов кожа практически не испытывает влияния.

При дозах от 100 до 200 советов в течение минут может возникнуть транзиторная эритема и продолжаться от 2 до 3 дней. Считается, что эта эритема обусловлена расширением сосудов вследствие высвобождения гистамина и других вазоактивных пептидов. Затем более глубокая эритема развивается примерно на 7-й день и длится до 14-го дня. Дальнейшее шелушение, наводящее на мысль о солнечном ожоге, и гиперпигментация во многих случаях появляется через 14-21 день после облучения.

Дозы от 200 до 1000 советов обычно вызывают эпиляцию примерно в течение 1-3 недель, которая при низших дозах ( 100-300 советов ) является временной, а при дозах более 700 советов постоянной. Начало эпиляции может являться показателем дозы облучения, поскольку большие дозы вызывают более раннюю эпиляцию. В диапазоне 700 советов количество потерь будет значительным.

В сообщениях о случаях, когда пациенты получали высокие дозы радиации ( 4000–8000 советов ), они описывают острое чувство жгучести кожи. Кроме того, если пациенты выживают в течение нескольких дней, повреждение сосудов в тканях кожи может привести к образованию диффузных булл на открытых поверхностях кожи. Гистологическая картина кожи, подвергнутой воздействию высоких доз облучения, состоит из повреждения кератиноцитов с пикнотическими ядрами, сильного отека кожи и образования субэпидермальных везикул. При более высоких дозах наблюдается отек эндотелиальных клеток, внутрисосудистые тромбы и фиброз.

Кожные проявления, возникающие в течение недель или месяцев, в дополнение к указанным выше, включают:

• поздняя эритема, возникающая через 6-8 месяцев и сопровождающаяся васкулитом, отеком и болью;
• влажное шелушение, обычно проявляющееся через 3-недельный период при дозах от 1200 до 2000 советов;
• некроз с началом от нескольких недель до месяцев, сопровождающийся фиброзом, атрофией и пролиферацией сосудов; некроз возникает при дозах более 2500 советов.

Системные эффекты ионизирующего излучения могут проявляться и на коже. При дозах более 100 советов истощение тромбоцитов и их предшественников может вызвать кожные петехии и кровоизлияния. Повреждение костного мозга также может привести к иммуносупрессии, что может привести к увеличению кожных инфекций.

Пациент, переживший острую фазу радиационного облучения, имеет повышенный риск развития хронического радиационного дерматита и новообразований кожи (отсроченные эффекты).

Терапия лучевых повреждений кожи

Участие дерматологов в лечении термических повреждений после стратегического ядерного столкновения будет, безусловно, важным. Подавляющее число пострадавших быстро загрузит возможности хирургического персонала, оставляя другим ухаживать за пострадавшими от ожогов, не требующих интенсивного хирургического или ожогового ухода. Дерматологи с их широким опытом и знаниями патофизиологии кожи имеют уникальную квалификацию по уходу за этим типом пострадавших.

Лечение кожного воздействия ионизирующего излучения остается преимущественно симптоматическим. Начальным шагом по уходу за такими пациентами является дезактивация. Частицы осадков могут вызвать поверхностные ожоги кожи, но составляют относительно минимальный риск системных проблем. Важным для медицинского персонала тот факт, что заражение пациентов представляет для них небольшой риск и не должно препятствовать соответствующим спасательным мерам в чрезвычайной ситуации.

После дезактивации лечение острых лучевых повреждений должно состоять в мягкой очистке и промывании обнаженных (до эрозий — прим. пер .) пузырей, поверхностных и глубоких язв. Как и при ожогах, частое изменение стерильных повязок и кремов с антибиотиками сера сульфадиазина и мафенида полезны для угнетения местных бактериальных инфекций. Тщательный мониторинг признаков местных и системных инфекций имеет первостепенное значение, поскольку эти пациенты часто имеют иммуносупрессию и повышен риск развития инфекции.

Из-за повреждения слизистого барьера желудочно-кишечного тракта в результате облучения эти пациенты особенно чувствительны к кишечным патогенам. По этой причине было рекомендовано назначать невсасывающиеся антибиотики для снижения кишечной флоры. Кроме того, лихорадку неизвестного происхождения следует немедленно лечить антибиотиками широкого спектра действия, охватывающими Enterobacteriaceae и Bacteroides fragilis. У пациентов с облучением, которые демонстрируют повышенный потенциал грамотрицательных микроорганизмов, а также аваскулярных язв, ципрофлоксацин обеспечивает охват кожных инфекций, вызванных многими грамотрицательными микроорганизмами, включая виды Enterobacter и Pseudomonas, и умеренный охват.

Гидрогелевые и гидроколлоидные гелевые повязки, такие как Vigilon и DuoDERM, могут уменьшить дискомфорт в ране и время заживления ран при радиационных язвах, и их следует рассмотреть, если они доступны.

Хирургическое лечение хронических, болезненных незаживающих язв часто необходимо у пациентов, подвергшихся воздействию доз облучения более 1000 советов. Хирургическое удаление некротической ткани, раннее лечение кожных инфекций и трансплантация имеют важное значение для оптимального заживления. Поскольку основа язвы часто имеет нарушение кровоснабжения из-за повреждения сосудов, использование лоскутов на ножках, имеющих внутреннее кровоснабжение, может предложить улучшенное восстановление (более низкая частота отторжения трансплантата).

В последнее десятилетие усилилось изучение препаратов с явным системным радиопротекторным действием. Исследования на животных сульфгидрильных препаратов, таких как цистеамин (MEA), продемонстрировали, что сульфгидрильные препараты как системного, так и местного применения имеют значительный радиопротекторный эффект (принимаются либо в профилактических целях, либо вскоре после облучения) на острые и поздние последствия радиационного облучения. Гистологическое исследование животных, получавших MEA во время облучения, показало, что сосудистых аномалий было меньше, чем у незащищенных животных. Этот вывод свидетельствует о том, что как острые, так и поздние изменения кожи могут быть частично связаны с поражением сосудов. Исследование пациентов лучевой терапии, получавших гемореологический препарат пентоксифиллин, продемонстрировало существенное сокращение времени заживления язв кожи и продолжительности боли.

Другим препаратом, который оказывает защитное действие на ткани животных, является купроцинк-супероксид дисмутаза (CSD). Лечение CSD уменьшает токсичность клеток костного мозга от облучения мышей в два раза. Точный механизм, посредством которого CSD защищает клетку, неясен, но исследования показали, что он угнетает действие поли (АДФ [аденозин дифосфат]-рибоза) синтетазы, которая активируется разрывами цепей ДНК. Поли(АДФ-рибоза)синтетазы, которые активируются из-за разрывов ДНК, истощают клеточный NAD (никотинамид аденин динуклеотид) и таким образом лишают клетку субстратов для выработки АТФ (аденозинтрифосфата), необходимого для функционирования клетки. Требуются дальнейшие исследования CSD, чтобы определить его эффективность у людей. Другие исследователи использовали цитокины для стимуляции предшественников костного мозга у пациентов с радиационным синдромом. Интерлейкин-1 (IL-1), отдельно и в сочетании с фактором некроза опухоли, IL-6 и колониестимулирующими факторами, способствовал выздоровлению у облученных мышей. У восьми пациентов с недостаточностью костного мозга из-за влияния цезия-137 использование гранулоцит-макрофагостимулирующего фактора привело к быстрому увеличению гранулоцитов костного мозга. Другие доступные препараты, которые могут оказывать благоприятное влияние на течение радиационных повреждений кожи, включают антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота, α-токоферол и бутилейд гидроксианизол. (BHA).

Поздние последствия радиационного облучения

Радиационный дерматит и повышенная склонность к новообразованиям кожи являются поздними последствиями радиационного облучения. Начало радиодерматита зависит от нескольких переменных, включая тип облучения, общую дозу, длительность и плотность облучения. Большинство клинического опыта влияния радиации на кожу приходится на пациентов, получавших лучевую терапию. Пациенты, получавшие фракционную лучевую терапию в диапазоне от 4000 до 6000 советов, испытывают острую эритему, образование волдырей, некроз и шелушение ткани, оставляющие язву, которая заживает медленно или не заживает.

Фракционирование дозы излучения позволяет производить высокие дозы облучения с минимальными повреждениями кожи; поэтому, одна экспозиция высокой дозы может вызвать значительно больше повреждений кожи, чем большая фракционируемая доза. Исследования примеров жертв радиационной аварии, сообщающих, что образование волдырей и язв могут возникнуть только за 1000 советов, подтверждают этот тезис. Язвы заживляют пятнистой гипер- и гипопигментацией, атрофическими рубцами, фиброзом кожи и телеангиэктазиями. Гистологически хроническое лучевое поражение напоминает тяжелое актиническое повреждение кожи с эпидермальным гиперкератозом, атипией кератиноцитов и эластичными изменениями дермы. Кроме того, наблюдаются изменения сосудов кожи с утолщенными стенками и тромбозами. Придатки, особенно сальные железы и волосяные фолликулы, достаточно чувствительные к ионизирующему излучению, часто отсутствуют. Рак кожи, возникающий при радиационном дерматите, включает как плоскоклеточный рак, так и базальноклеточный. Эти опухоли, как правило, более агрессивны, чем опухоли, возникающие из кожи, не пораженной ионизирующим излучением.

Терапия хронических лучевых последствий кожи преимущественно паллиативна. Лечение хронических язв, вызванных ионизирующим излучением, заключается в иссечении и размещении трансплантата. Сосудистые изменения, утолщение стенки сосудов и тромбоз, возникающие вследствие воздействия ионизирующего излучения, часто приводят к ишемии, плохому заживлению и росту риска развития инфекции. Исследования на клеточных культурах фибробластов, подверженных влиянию ионизирующего излучения, продемонстрировали, что облученные фибробласты имеют значительное удлиненное время генерации по сравнению с обычными фибробластами. Поэтому важно удалить всю ишемическую, некротическую и инфицированную ткань, включая дно язвы и окружающий пораженный эпидермис, чтобы получить жизнеспособные края, на которые можно поместить трансплантат.

Другими проблемами, сопровождающими лучевые поражения кожи, особенно с большими участками поражения кожи, являются сильная боль, гепаторенальная недостаточность и энцефалопатическая кома. Эти проблемы были особенно распространены в аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Терапия для таких пациентов заключается в плазмафорезе для лечения гепаторенальной недостаточности и обезболивающих препаратов, включая противовоспалительные и наркотические средства для обезболивания.