Биологическая война (Часть 1)

Судьба проникших в дыхательные пути человека частиц биологического аэрозоля. В основном была установлена в конце 1940-х и вначале 1950-х гг. Исследования механизмов ингаляционного инфицирования агентами БО и разработка самого БО шли параллельными направлениями, оказывая постоянное влияние друг на друга. Они значительно обогатили наши представления об анатомии, физиологии и механике дыхательных путей. Более подробно о функционировании дыхательных путей человека можно прочитать в работах М. Н. Ситникова (1968); L. Reid (1973); В. И. Огаркова и К. Г. Гапочко (1975); P. Е. Morrow (1980).

Судьба проникших в дыхательные пути человека частиц биологического аэрозоля определяется их физико-химическими свойствами (дисперсность, гигроскопичность, электрический заряд и др.). Задержка частиц биологического аэрозоля обусловливается силой тяжести, силой инерции и броуновским движением. Эти факторы связаны с массой частиц, т. е. практически с их дисперсностью. В верхних дыхательных путях, где воздух движется с достаточно большой скоростью, основным механизмом осаждения крупных частиц являются инерция и седиментация, влияние которых прямо пропорционально плотности и квадрату диаметра частиц. С уменьшением величины частиц влияние указанных факторов ослабевает и поэтому мелкие частицы в верхних участках легких задерживаются меньше и проникают в более глубокие отделы легких, где основным механизмом их оседания будет броуновское движение.

На степень задержки частиц в дыхательных путях влияют: концентрация вдыхаемого аэрозоля, глубина и частота дыхания, носовой или ротовой тип дыхания, состояние органов дыхания. Глубина проникновения частиц биологического аэрозоля и их первичное распределение в различных отделах дыхательной системы определяется дисперсностью частиц. Только частицы величиной 1–3 мкм и меньше могут достигнуть альвеол (рис. 1.46).

^{Рис. 1.46. Схематическое строение легочных путей и их отношение к оседанию частиц. По М. Н. Ситникову (1968)}

Степень задержки частиц определяется их размерами. Частицы размером 10 мкм и более полностью задерживаются в дыхательных путях, в то время как частицы размером 3,2 мкм — всего на 61–80 %, а 0,4 мкм — 17–33 %.

Было установлено, что через слизистую оболочку концевых бронхиол или альвеолярный эпителий микроорганизмы, используемые в качестве агентов БО, проникают в основном благодаря фагоцитозу альвеолярных макрофагов и лейкоцитов. Затем ни вместе с макрофагами и лейкоцитами попадают или непосредственно в кровеносные капилляры легкого и по ним разносятся по всему организму, либо поступают в лимфатические сосуды, оттуда в регионарные лимфатические узлы и далее, при их прорыве, в грудной проток и венозную кровь (Drinker, Hardenber, 1947).

Технические средства применения аэрозолей агентов БО. В наставлениях армии и ВВС США по защите от БО (ТМ 3-216 и AFM 355-6, 1964) перечислены три основных метода образования аэрозолей биологических агентов: с помощью генераторов, распыление и взрыв. Основная проблема при создании устройств, образующих аэрозоли, состояла в необходимости разрешения следующего технического противоречия — распыляемый материал должен иметь дисперсность, позволяющую осуществить ингаляционное инфицирование живой силы противника, но при этом он не должен подвергаться физическим воздействиям, способным вызвать гибель микроорганизмов, либо инактивацию токсинов. В опытах американских военных ученых использовались суспензии бактериальных и вирусных агентов, коллоидные растворы токсинов и сухие рецептуры с определенным размером частиц. В качестве агентного имитатора токсинов применялись препараты альбумина куриного яйца.

Аэрозольные генераторы и ВАПы. В указанных выше американских наставлениях о защите от БО объясняется, что аэрозоль может быть получен в результате пропускания жидкой рецептуры в виде гомогенной суспензии через сопло распылителя при регулируемом давлении. Такие распылительные устройства называются гидравлическими. Размер создаваемых ими частиц определяется величиной давления, размером отверстия, содержанием агента и относительной влажностью атмосферного воздуха.

Хотя конструкции сопел были весьма разнообразными, ни одно из них не давало гомогенного аэрозоля нужной для военных дисперсности. Большинство частиц получались крупными, и аэрозоль быстро оседал, не проникая в глубокие отделы легок предполагаемых жертв биологической войны (Patric W. III., 2001).