В России первые исследования в области атмосферного электричества были проведены М.В. Ломоносовым совместно с акад. Г.В. Рихманом. В конце 1744 г. Г.В. Рихман создал первый в истории электроизмерительный прибор, а в июле 1753 г. во время измерения грозового разряда он погиб. М.В. Ломоносов в письме к И.И. Шувалову подробно описал смерть Г.В. Рихмана: «Первый удар молнии пришелся ему в голову, где красно-вишневое пятно видно на лбу; а вышла из него громовая электрическая сила из ног в доски. Нога и пальцы сини, башмак разодран, а не прожжен. Мы старались движения крови в нем возобновить, затем, что он был еще тепл, однако голова его повреждена и нет надежды» [1].

Одной из наиболее ранних публикаций, содержащих результаты исследования факторов действия тока и установления зависимости исхода от величины тока, является учебник Д.П. Косоротова [2], в котором приведены наиболее значимые для того времени результаты научных, в том числе экспериментальных, исследований. Так, Ю. Малис на основе опытов различал механическое, термическое, электролитическое и нейрогенное действие тока. Опыты, проведенные Ж. Прево и Ф. Бателли (1899—1900) на животных выявили расстройство функций сердечно-сосудистой и центральной нервной (ЦНС) систем в зависимости от величины напряжения в диапазоне 120—1200 В. При этом, по мнению других исследователей того же периода (Ю. Кратер и др.), смерть наступает в результате асфиксии вследствие тетанического сокращения мускулатуры под действием электротока. В этом же учебнике отражена дискуссия относительно опасности тока в зависимости от его напряжения. Так, в отличие от общепринятого мнения об опасности токов только высокого напряжения (свыше 1000 В), ряд авторов экспериментально доказали опасность для жизни токов среднего и слабого переменного напряжения вследствие «мерцательного движения» желудочков сердца. Автор монографии «Elektropathologie» S. Jellinek (1903), оценив параметры, используемые при казни преступника посредством электрического стула, «развенчал» версию о «гуманности» такого способа на основе результатов исследования трупа [2].

Наиболее значимыми отечественными научными работами конца XIX века стали диссертации И.П. Тишкова «О сопротивлении человеческого тела электрическому току» и И.О. Рождественского «О влиянии статического электричества на ЦНС» (Цит по [3]).

Фундаментальные данные о влиянии на состояние организма в зависимости от величины и условий воздействия электричества были получены во второй половине XX века при проведении научно-экспериментальных исследований, а также в результате анализа практических наблюдений, которые до настоящего времени не утратили диагностического значения и остаются востребованными.

Получила развитие новая отрасль в медицине — электропатология, которая занимается изучением патогенеза местных и функциональных изменений, а также установлением причин смерти пострадавших в случаях электротравмы.

С точки зрения оценки поражающих параметров электротока практический интерес представляют данные литературы, содержащиеся в известной монографии Н.А. Вигдорчика «Электропатология» [4]. В частности, автор приводит случаи наступления смерти от воздействия тока напряжением 40, 46 и 50 В. В отечественной литературе представлено описание случая смерти вследствие поражения током напряжением 60 В при электросварке. В 20—30-е годы прошлого века в разных странах безопасными считались следующие напряжения электрического тока: в Голландии — 50 В, в Германии — 40 В, в Бельгии и Швейцарии — 35 В, в Чехословакии — 25 В [5].

Трудно также ответить на вопрос, при каком напряжении тока травма становится смертельной «во всех или почти во всех случаях».

В частности, как подсчитал А.Д. Каплан, при напряжении, например, 100 000 В и сопротивлении 1 500 000 Ом сила тока 100 000/1 500 000 = 0,06 А будет ниже указанного предела в 0,1 А, а при напряжении в 110 В и сопротивлении в 500 Ом 110/500 = 0,22 А — выше, т.е. смертельные поражения могут возникнуть от источников тока небольшого напряжения, и наоборот, человек может остаться живым при действии источников тока очень высокого напряжения. Такие «парадоксы» дали возможность указать С. Еллинеку «что всякий ток может убить, но не всякий ток должен убить». Н.А. Вигдорчик справедливо указывает, что «не всякий ток может убить, но есть токи, которые почти обязательно убивают...» [3].

Длительность воздействия электрического тока является одной из ведущих характеристик, влияющих на исход травмы. Например, установлено, что уменьшение продолжительности воздействия переменного тока частотой 60 Гц с 3 до 0,1 с и менее приводит к увеличению порогового тока фибрилляции почти в 10 раз [5].

Распространено мнение, что, наряду с силой тока и продолжительностью его действия, большое значение имеют и пути, по которым проходит по телу пострадавшего электрический ток, которые в литературе условно называют «петлями тока».

Оценки количества и расположения этих путей в теле человека неоднозначны. Так, Н.А. Вигдорчик и соавт. различали 10 основных петель тока, А.Д. Каплан, — 13, а В.И. Березнева — только 7 [1, 3, 6]. А.Н. Орлов (1977) выделял 12 вариантов прохождения петель тока в теле пострадавшего: 1) одна рука; 2) рука—рука; 3) рука—голова; 4) рука—нога; 5) голова—нога; 6) голова—обе ноги; 7) одна нога; 8) нога—нога; 9) рука—обе ноги; 10) обе руки—обе ноги; 11) голова; 12) обе руки—нога [7].

Отличаются и мнения исследователей о наиболее опасных направлениях петель тока. Так, например, Н.А. Вигдорчик считал наиболее опасными следующие петли тока: обе ноги, левая рука—ноги, рука—рука, голова—ноги [4]. В.И. Березнева в качестве наиболее опасных петель выделяла следующие направления: голова — рука и голова — нога [1].

Электрический ток проходит преимущественно по тканям, обладающим наибольшей электропроводностью и наименьшим сопротивлением. Из этого следует, что путь электрического тока в организме человека не всегда представляет собой кратчайшую линию. При этом главными направлениями распространения электрического тока в организме одни авторы считают кровеносные сосуды, другие — преимущественно мышечные ткани, третьи —нервные стволы [8, 9].

На сессии Международного бюро труда, состоявшейся в Женеве в 1966 г., было признано, что в генезе смерти, наступившей в результате поражения электротоком, лежат три основных механизма [5]:

— угнетение функции продолговатого мозга;

— фибрилляция желудочков сердца;

— тетанический спазм дыхательных мышц.

Результаты экспериментальных исследований, проведенных Ф.М. Дановичем, также показали, что животные под наркозом или местной анестезией тканей в области контакта с электропроводом переносят травму значительно легче, чем контрольные животные, которым обезболивание не проводили [10].

К.А. Ажибаев на основании собственных экспериментальных исследований установил, что вещества, вызывающие возбуждение ЦНС, повышают чувствительность организма к электрическому току, а наркотические вещества, наоборот, тормозят ее [11].

Судебно-медицинские аспекты танатогенеза нашли отражение в предложенных авторами классификациях электротравмы.

Так, еще в начале ХХ века S. Jellinek предложил классификацию травмы по времени наступления смерти: I — внезапная, моментальная смерть; II — замедленная смерть; III — прерванная смерть и IV — поздняя смерть, наступающая через некоторое время после поражения током [12].

По настоящее время в РФ и странах СНГ применятся классификации тяжести электрических поражений, предложенные Г.Л. Френкель, а также С.А. Полищук и С.Я. Фисталь (1997) [13, 14].

Г.Л. Френкель тяжесть электротравмы подразделяет следующим образом:

— I степень — частичные судороги;

— II степень — общая судорога, не влекущая за собой после отключения тока состояния прострации;

— III степень — тяжелая прострация и невозможность некоторое время двигаться и после отключения тока, с потерей сознания или без него;

— IV степень — моментальная смерть или смерть с предшествующей прострацией.

С.А. Полищук и С.Я. Фисталь выделяют следующие градации тяжести электротравмы:

— I. Легкая электротравма — судорожное сокращение мышц без потери сознания.

— II. Электротравма средней тяжести — судорожное сокращение мышц и потеря сознания, ЭКГ в норме.

— III. Тяжелая электротравма — потеря сознания и нарушение сердечной и дыхательной деятельности.

— IV. Крайне тяжелая электротравма — клиническая смерть.

Несмотря на значительный объем проведенных впоследствии клинических и экспериментальных исследований, вопрос о создании общепринятой официальной классификации электротравм на сегодняшний день остается открытым.

Одним из важных технических параметров, влияющим на ответную реакцию организма при воздействии электричества, является сила тока. Среди множества сведений о клинических проявлениях, зависящих от силы тока, на наш взгляд, оптимальными для практической деятельности являются данные, приведенные в монографии А.Д. Каплана (см. таблицу) [3].

Зависимость физиологических явлений от силы тока [3]

Ток 50 мА поражает дыхательную и сердечно-сосудистую системы. При 100 мА наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Затем сердцебиение останавливается, кровообращение прекращается. Ток более 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает, происходит немедленная остановка сердечной деятельности и дыхания.

Следует отметить, что исследовательских работ, проведенных судебными медиками с целью выявления взаимосвязи между параметрами тока и последствиями его воздействия, относительно немного. Нами проанализированы публикации в журнале «Судебно-медицинская экспертиза» с 1958 по 2021 г. (298 выпусков). За более чем 60-летний период была опубликована 41 статья, имеющая отношение к электротравме, причем 10 публикаций являются рефератами зарубежных исследований. Среди указанных печатных работ подавляющее большинство — это описание случаев из практики, три статьи посвящены статистическим показателям электротравматизма, а исследовательских работ только четыре [15—18].

Несколько иные данные приведены в работе C. Dalziel [19], который исследовал клинико-физиологические проявления при воздействии электрическим током с участием добровольцев (115 человек — при воздействии постоянного тока, 167 человек — при воздействии переменного тока). В проведенном исследовании было отмечено, что пороговое значение, основанное на испытаниях при воздействии постоянного тока на руки, составило 5,2 мА. Первым ощущением было чувство тепла, а порог восприятия для рук, держащих тонкую медную проволоку, в виде чувства покалывания был определен примерно на уровне 1,1 мА. Для пороговой величины тока, при которой еще можно «отпустить» проводник («отпускающий» ток), было установлено среднее значение на уровне 15,87 и 10,5 мА для мужчин и женщин соответственно (соотношение составило примерно ²/₃). Эти данные и сегодня часто используют при оценке «токов отпускания» у женщин для других частот и форм волны. Считается, что более низкое значение для женщин связано с относительно слабым развитием мышечной системы. Величина тока, который может привести к фибрилляции желудочков при воздействии переменного тока частотой 60 Гц, также начинается от 100 мА.

Исследовательская работа, посвященная физиологическим эффектам при воздействии переменного тока с частотой 60 Гц, была опубликована S.M. Vučenović и соавт. в 2017 г. [20] и позволила выявить следующие клинические проявления:

— 1 мА — едва ощутимый ток;

— 16 мА — максимальный ток для среднестатистического человека, который может «схватить» и «отпустить» токоведущий элемент;

— 20 мА — паралич дыхательных мышц;

— 100 мА — порог фибрилляции желудочков;

— 2 А — остановка сердца и поражение внутренних органов.

Аналогичные, но дополненные сведения отражены в работе A. Koumbourlis [21]:

— 1 мА — ощущение покалывания; ток почти не заметен;

— 16 мА — максимальный ток, который человек может «взять» и «отпустить»: «отпускающий» ток — 7—9 мА для среднестатистического мужчины, 6—8 мА — для женщины, 3—5 мА — для ребенка;

— 16—20 мА — тетания скелетных мышц;

— 20—50 мА — паралич дыхательных мышц, остановка дыхания;

— 50—100 мА — порог для фибрилляции желудочков;

— >2 А — асистолия.

Заключение

Современные представления о патофизиологических аспектах поражения электрическим током сформировались в первой половине XX века. Выявлены основные патогенетические механизмы электротравмы и параметры электрического тока, приводящие к различным ответным реакциям, состояниям и повреждениям организма человека.

Однако можно констатировать, что указанные данные могут быть применимы в случаях поражения пострадавшего постоянным либо переменным током. В то же время сведения о действии импульсного тока на организм человека немногочисленны и зачастую противоречивы, что предполагает продолжение исследований указанных аспектов электропатологии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.