(四)对酶的作用
芥子气对已糖激酶、胆碱酯酶、胃蛋白酶及某些脱氢酶与氧化酶等至少30多种酶有抑制作用。已糖磷酸激酶的抑制可影响糖的酵解和转化,导致糖代谢障碍及组织营养失调。皮肤损伤也可能与此过程有关。芥子气对乳酸脱氢酶的活性有明显的抑制作用。氮芥中毒使大鼠小肠隐窝细胞溶酶体葡糖苷酸酶(β-glucuronidase)的活性增高8倍。参与核酸聚合的核苷酸激酶和多核苷酸磷酸化酶受到抑制后,可加重核酸的代谢障碍。现认为,芥子气对酶的作用直接烃化反应和通过DNA损伤的间接诱导作用。酶对芥子气的敏感性不高,特异性不强,因而其重要性远不如DNA。
(五)细胞毒性作用
芥子气的细胞毒性作用是芥子气损伤作用的重要特征之一。不同生长周期的细胞,对芥子气的敏感性亦不同;S期细胞(DNA合成期)和G2期细胞(合成后期)对芥子气最敏感,处于分裂期(M期)细胞则相对不敏感。因此,增殖旺盛的淋巴细胞、骨髓造血细胞、肠粘膜上皮细胞、睾丸造精细胞等对芥子气最为敏感,使其呈现“无生殖能力”状态。同时也决定了芥子气中毒的特殊损伤部位。此外,处于不同分化阶段血细胞的敏感性也不同。即造血干细胞最敏感,幼稚细胞其次,成熟细胞则较不敏感。
芥子气抑制细胞有丝分裂,引起染色体损伤,包括断裂、缺失、交换和畸变,以及各种细胞的突变、癌变和畸变等。在一定条件下,及时正确的DNA修复可保持染色体结构的完整性。
实验证明,DNA和蛋白质合成对芥子气的敏感性不同。DNA合成显著抑制,细胞分裂延迟,而蛋白质成仍在继续进行,二者失去平衡,因此细胞增大,最终导致细胞崩解死亡。应用蛋白质合成抑制放线菌酮(cycloheximide)使二者生物合成恢复平衡,可减低或消除芥子气的细胞毒性作用。
芥子气皮肤细胞毒性的发生和发展过程包括:芥子气烃化细胞DNA鸟嘌呤导致无嘌呤核酸的形成,无嘌呤核酸内切酶将DNA无嘌呤部位切除,于是DNA链断裂,通过酶的激活作用,激活多聚(ADP-核糖)聚合酶[Poly(ADP-ribose)polymerase,PADPRP],该酶利用NAD+作为基质合成多聚ADP-核糖体,因而大量消耗细胞NAD+,导致NAD+含量降低或缺失、糖酵解抑制并激活单磷酸已糖旁路,导致蛋白相得益彰释放,最终使细胞发生病理改变。
芥子气的细胞毒作用,与一般酸碱腐蚀剂、蛋白凝固剂或烧伤不同,后者能迅速杀死细胞,前者与细胞生化成分作用虽然迅速,但导致细胞损伤和死亡却有一个过程,这与临床上有一潜伏期是一致的。因此,在芥子气损伤早期往往不易确定细胞损伤程度。
(六)对神经系统的作用
大剂量芥子气中毒的,中枢神经系统高级部位活动的变化出现最早。早期出现兴奋和惊厥,尤以下肢出现强烈,有时出现阵发性抽搐,并迅速转入抑制麻痹。此外,还有明显的副交感神经系统兴奋症状,如流涎、肠平滑肌痉挛等。病程迅速而剧烈,死亡甚快。动物在麻醉下中毒出现的症状较未麻醉动物有明显的减轻。
芥子气作用于皮肤粘膜感受器,很快引起病理反射,阻断此反射通路,可阻止病理过程的发展。实验证明,在染毒皮肤周围用奴夫卡因封闭,病变程度不仅比对照轻,病程慢,愈合也较快。此外,用芥子气刺激一侧坐骨神经向心端,可引起对侧下肢溃疡,且经外不愈。医学全在线www.med126.com
四、病理变化
(一)局部损害
皮肤染毒在红斑期可见真皮乳头层毛细血管及小血管扩张充血,血浆、白细胞及少量红细胞渗出。水疱期可见皮肤基底层细胞间分离,内含浆液纤维素性渗出物。水肿、坏死可波及真皮及皮下组织。坏死溃疡期在坏死组织基底部除白细胞、脓细胞浸润外,有大量崩解的细胞核碎片,并可见纤维母细胞增殖,感染后可见广泛炎细胞的浸润及水肿。眼损伤主要表现浆液性炎、脓性出血性炎。严重者角膜溃疡、穿孔或全眼球炎。有时可见虹膜炎或虹膜睫状体炎。呼吸道损伤病理特点为粘膜性炎症和伪膜的形成。伪膜是坏死的粘膜,其中浸润大量中性白细胞,表面覆盖有纤维素,呈灰白色,较白喉伪膜分布广泛,且易用脱落。消化道误服中毒可引起粘膜出血、水肿、坏死和粘膜下急性蜂窝组织炎。后期可形成溃疡,深达粘膜下层或肌层。
(二)吸收中毒
1.造血系统:造血组织对芥子气很敏感。中毒严重时,骨髓空虚,造血细胞破坏和消失,只见少数原始造血细胞、网状细胞和血窦等。淋巴结的淋巴滤泡及脾脏脾小体中的淋巴细胞消失和急性萎缩。外周血白细胞数急剧下降和中性粒细胞右移。严重时,红细胞及血小板也减少。
2.消化系统:小肠粘膜上皮、尤其是隐窝细胞最为敏感。动物实验可见隐窝细胞出现核固缩、核碎裂和细胞分裂相消失。小肠绒毛上皮剥脱,无新生的上皮细胞自隐窝向绒毛移动。肠腔粘膜屏障缺损,大量血浆自肠壁渗出,出现腹泻、血便、并可见败血症或毒血症。
3.神经系统:动物超致死量中毒,迅速出现兴奋和惊厥,并可见流涎、肠平滑肌痉挛等副交感神经系统兴奋表现。神经细胞可见尼氏体溶解及空泡等改变。
4.生殖腺:睾丸生精细胞也较敏感。严重中毒时,曲细精管精母细胞大为减少,成熟精子减少,精母细胞分裂相少见。一般可以恢复。
5.其它:在代谢方面,严重中毒可引起组织大量破坏,蛋白质分解增加,呕吐腹泻导致水分丢失、电解策失衡、食欲不振、负代谢增加和体重下降。循环功能方面,大剂量中毒可有心搏徐缓、心律紊乱、血压下降,以致出现低血容量性休克等。
五、临床表现
芥子气可引起机体多方面的损伤。战时无防护情况下,常同时出现眼、呼吸道及皮肤损伤。通过吸收并可引起全身中毒。蒸气态芥子气对身体各部位的发病率见表13-5。
表13-5 蒸气态芥子气在身体各部位损伤的发生率
(据第一次世界大战6980名芥子气伤员的统计)
伤害部位 |
发生率(%) |
伤害部位 |
发生率(%) |
眼 |
86.1 |
手腕 |
11.7 |
呼吸道 |
75.3 |
胸 |
11.5 |
阴囊 |
42.1 |
小腿 |
11.4 |
面部 |
26.6 |
臀部 |
9.8 |
肛门 |
23.9 |
大腿 |
7.0 |
背部 |
12.9 |
腹部 |
6.4 |
腋窝 |
12.5 |
4.3 | |
颈 |
12.0 |
足 |
1.5 |
(一)皮肤损伤
皮肤是芥子气损伤的多发部位。潮湿多汗、四肢屈侧等皮肤薄嫩及受摩擦部位都较敏感。芥子气损伤的过程与程度与染毒剂量、外界条件以及机体状况有关。温度高、湿度大,能显著增强芥子气毒性作用。芥子气能迅速穿透皮肤,大部分进入血液,小部分(约12%)被“固定”于表皮与真皮内,形成结合芥子气。皮肤损伤的程度与此“固定量”有关。
皮肤损伤的程度按热烧伤三度四分法进行分度。Ⅰ度为轻度损伤,表皮生发层未受损害,出现红斑和水肿;浅Ⅱ度损伤,达真皮浅层,部分表皮生发层尚存,出现浅层水疱;深Ⅱ度损伤,达真皮深层,仅留有皮肤附件残余,出现深度水疱;Ⅲ度损伤,达皮肤全层,出现坏死和溃疡。
1.液滴态损伤:
液滴态芥子气皮肤损伤典型临床经过可分为潜伏期、红斑期、水疱期、溃疡期和愈合期。蒸气态皮肤染毒一般只出现红斑。
(1)潜伏期:一般2~6小时,可因剂量、皮肤情况及气温等而异。炎热潮湿季节可缩短至1小时。此期主客观表现均不明显,皮肤薄嫩、潮湿部位可有刺痒感。
(2)红斑期:染素局部出现界限明显的红斑,灼热发痒,伴轻度水肿,对触压敏感。损伤轻时不发生水疱,红斑消退脱屑自愈。
(3)水疱期:一般在染毒后12~24小时出现。依染毒程度,水疱有浅、深之别。如未压迫,浅层水疱可保持几天不破。常先在红斑区出现分散细小水疱,排列呈环形,以后融合成大疱(图13-4)。
图13-4 液滴态芥子气皮肤损伤出现的红肿和水疱
水疱周围皮肤充血水肿,疱液先为黄色清亮透明,易抽吸引流,后变混浊并呈胶冻状。染毒严重量,红斑中央呈灰白色坏死区,周围出现许多大小不等的水疱,这些水疱互相融合后形成坏状水疱。大剂量染毒可形成凝固性坏死,无水疱形成。
(4)溃疡期:小水疱自行吸收。浅层大疱张力大,易破溃,露出粉红色糜烂面,一般无感染,7~10天即可愈合;深层水疱多在几天后破裂,出现深达真皮的溃疡,并可覆盖一层乳白色坏死膜。由于坏死组织脱落较慢,易感染出现脓性分泌物。3~4周后始愈合。
(5)愈合期:愈合快慢可因中毒程度、损伤部位及有否感染而异。皮肤创面在愈合过程有痒感,愈后有色素沉着,深度创面有疤痕形成。
2.蒸气态损伤:
潜伏期6~12小时或1~2天。染毒初期无刺激性,一般只在皮肤暴露部位(如面、颈、手等)出现弥漫性红斑。也可透过衣服损伤非暴露部位的皮肤。会阴、腰部、腋窝、腘窝等皮肤薄嫩多汗等敏感部位易受影响。战时无防护情况下,可同时出现眼及呼吸道损伤。