第一節氮氧化物急性中毒
氮氧化物，是氮和氧化物的總稱，俗稱硝煙。它包括氧化亞氮笑氣一氧化氮、二氧化氮三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等。氮氧化物除二氧化氮外，其餘氮氧化物均不穩定。一氧化氮在常溫下接觸空氣立即氧化為二氧化氮；三氧化二氮遇水則分解為二氧化氮和一氧化氮；五氧化二氮為晶狀固體，遇光分解為三氧化二氮，後者遇水又分解為二氧化氮和一氧化氮；四氧化二氮為淡黃色氣體，係二氧化氮的聚合物，二者呈可逆反應，溫度在140攝氏度時即變成。二氧化氮在低溫時呈淡黃色，20%以上即變為紅棕色，溫度再高即呈深紅色，不易溶於水。含二氧化氮的硝酸稱發煙硝酸，二氧化氮含量超過14%，發出紅棕色煙霧，稱紅色發煙硝酸，含96%時，發出白色煙霧，稱白色發煙硝酸。
（接觸機會）
氮氧化物用途很廣，航天工業用作導彈和火箭液體推進劑的氧化劑組元成份；也是硝基炸藥爆炸時產生的主要氣體成份。工業生產中製造硝銨肥料、硝酸、苦味酸及乙二酸；硝酸用於製造硝化纖維、賽璐珞和照相膠片；在用於洗滌金屬及消化有機物質過程均可產生氮氧化物。電焊、氣割及電弧發光的高溫條件下，可使空氣中的氧和氮結合生成氮氧化物。苯胺染料的重氮化生產過程也有氮氧化物的產生。此外，含氮物質燃燒和存放在穀倉中的青飼料或穀物，經缺氧發酵可分解出氮氧化物，發動機的廢氣和自然界中放電時均有氮氧化物存在。因此，在從事以上有關作業的人員，均有接觸氮氧化物的機會。
（病理生理）
氮氧化物中毒主要是二氧化氮的危害，二氧化氮的毒作用其靶器官在肺，損害終末氣道、肺泡管和肺泡，最敏感的細胞是支氣管上皮細胞的纖毛細胞和肺泡上皮細胞的I型和II型細胞。肺泡巨噬細胞增多，結構和功能也發生改變，肺功能減退。二氧化氮的吸收與肺表麵黏液德間的反應情況有關。由於黏液的生理狀況個體間有不同差別，對二氧化氮吸入劑量和反應之間的關係比較複雜，因而個體吸收情況可有差異，病理生理變化也會有輕重不同程度的表現。急性氮氧化物中毒可出現以下病理生理改變。
1.支氣管及支氣管纖毛上皮細胞損害主要為刺激性毒作用損害，纖毛上皮細胞活動受限，且易脫落，並可化生為扁平細胞或杯狀細胞，黏膜下黏液腺肥大，分泌亢進，黏液通過導管排於上皮表麵，過多分泌物和有害物滯留於氣道，造成支氣管阻塞，並加重氣管、支氣管樹的病理過程；同時可使氣道感受器興奮，傳人衝動，引起咳嗽反射和刺激反射。細支氣管周圍化學性炎症可出現機化，則可使大量細支氣管發生纖維化致管腔閉塞。
2.肺泡上皮細胞損害肺泡上皮細胞由於氮氧化物的刺激和腐蝕作用引起肺泡表麵活性物質的過氧化和隨後的肺泡細胞損害。肺泡表麵有兩種細胞，即I型細胞（單層扁平上皮細胞）和II型細胞（顆粒分泌細胞），前者為肺氣血屏的主要組成部分，後者為分泌細胞，產生肺表麵活性物質，以穩定肺泡表麵氣血接觸麵的表麵張力，使肺泡保持開張狀態。I型細胞受損時，II型細胞可化生為I型細胞以保持呼吸膜的完整。表麵活性物質的表麵附有為數不等的遊離的依氧性細胞肺泡巨噬細胞，可吞噬、清除異物，是避免肺組織損傷的主要防禦機製。當氮氧化物進入肺泡，肺泡表麵活性物質中卵磷脂發生過氧化反應，脂蛋白被溶解、破壞，甚至消失，隨後侵害肺泡細胞，出現肺泡擴大，上皮細胞更新停止，細胞漿分泌泡沫減少。肺泡上皮細胞損害，導致肺氣-血屏障結構破損，影響氣體彌散致肺泡塌陷。
3.肺毛細血管內皮細胞損害肺毛細血管內皮細胞發生變性和腫脹，隨病程進展，內皮細胞發生變質壞死，大範圍的毛細血管阻塞或塌陷，使肺內血管床麵積於短期內明顯減少，降低了有效循環量。血管壁通透性增高和破壞，大量血漿和有形成分滲人間質和肺泡腔，減少了有效換氣麵積，導致嚴重缺氧，同時肺泡上皮細胞發生局部營養障礙。病程後期肺泡隔中毛細血管纖維化致血管閉塞，成為肺循環和氣體交換功能障礙的重要原因，局部缺血影響組織的修複，嚴重纖維化區域毛細血管很少見。由於毛細血管靜水壓高，肺間質靜水壓低，而且肺泡毛細血管膜通透性增高，血漿蛋白外滲，血管內膠體壓降低，肺間質膠體滲壓增高，由於毛細血管膜受損，缺乏對大分子的阻擋作用，致使血漿蛋白進一步外滲，肺間質膠體滲壓更加增高。同時，由於肺泡表麵活性物質生成障礙，肺泡表麵張力降低致肺泡廣泛，肺容量、功能殘氣量減少，小氣道閉陷。肺順應性降低，通氣血流比例失調，肺內分流量增加，可出現嚴重低氧血症，呼吸功能增加，呼吸運動氧耗量增加12-20倍。
肺泡上皮細胞和肺毛細血管內皮細胞受損，肺泡及毛細血管膜通透性增高，是導致肺水腫的主要病理生理改變，病變進一步發展，則發生急性呼吸窘迫綜合征。
4.肺組織損傷的修複與間質纖維增生肺組織有一定的再生修複能力，內皮細胞可由它本身未受損害的部分分裂增殖致損傷細胞得到修複，I型細胞無分泌和分裂增殖功能，主要靠]I型細胞的增生補充，II型細胞是肺泡細胞更新和修複的來源。中毒後期肺泡間隔中央部分可有纖維細胞、膠原纖維、彈力纖維的增生，毛細血管少，肺間質中也有成纖維細胞的增多，以致發生肺間質纖維化。
5.二氧化氮能增加實驗動物對細菌和病毒致呼吸道感染的易感性有報道實驗動物接觸濃度可致眼角膜上皮破壞、晶體混濁，認為是二氧化氮溶於淚水變成酸性溶液破壞角膜所致。
（病理）
肺水腫的大體標本可見肺體積明顯增大、水腫、實變，表麵呈深紅色，捏之有撚發音，胸膜及胸膜下散在斑塊狀出血。刺激性氣體中毒所致肺水腫的實驗研究，病理學檢查可見多數動物切斷氣管時有大量粉紅色泡沫分泌物自氣管內滲出。鏡檢可見肺終末細支氣管、呼吸性細支氣管膠原纖維變粗，橫切麵呈星芒狀，細支氣管柱狀上皮細胞下的基底膜顯著增厚，以呼吸性細支氣管遠端和肺泡管近端為甚，肺泡間隔的內皮及上皮細胞所共有的基底膜也增厚，在基底膜中還可見異常的顆粒狀物質。
出現支氣管及肺的炎性改變，肺不張，蛋白漏人肺泡，細支氣管和I型肺泡上皮細胞受到破壞，並分別為無纖毛細胞和II型肺泡上皮細胞所取代，基底膜腫脹，小氣道直徑縮小。呼吸道黏膜和肺泡內壁呈彌漫性變性壞死，肺間質充血、出血、肺泡水腫，水腫液含蛋白、壞死脫落細胞、滲出的纖維蛋白原及多量的纖維素。24小時後肺泡內壁有典型的透明膜形成，多發性灶性肺不張與微血管血栓形成，出現彌漫性間質炎症。48小時後存活的動物，可見損傷的肺組織出現增生修複反應，II型肺泡上皮細胞不規則增生；肺間質中間質細胞增生，可見核分裂相；肺泡呈腺管狀，肺泡腔中有多量巨噬細胞，並見大量炎症細胞浸潤，肺泡毛細血管膜顯著增厚，晚期可見結締組織增生。
肺大體標本含水量可達正常的3~4倍，肺無氣，可見出血，外觀呈“肝樣”。其病理組織形態可呈三期：
滲出期：特點是肺間質和肺泡內水腫、毛細血管充血，間質內紅細胞、白細胞浸潤。I型肺泡上皮細胞呈不同程度退行性變，甚至壞死脫落，裸露出基底膜。上皮細胞損傷嚴重處，特別是在呼吸性細支氣管和肺泡管處可見透明膜形成。血管內皮細胞變化相對較輕，微血管中常見由白細胞、血小板、纖維蛋白形成的微血栓，病變嚴重處呈現出血壞死區。
增生期：II型肺泡上皮細胞增生，覆蓋肺泡表麵，肺間質因白細胞、成纖維細胞浸潤和纖維組織增生而變厚，毛細血管減少，肺泡塌陷。
纖維化期：特點為肺泡間隔和透明膜纖維組織沉積及纖維化，並漸發展至全肺。
（發病機製）
氮氧化物中二氧化氮的生物活性大，其毒性為一氧化氮的4~5倍，這類化合物在水中溶解度低，對上呼吸道和眼結膜作用小，到達深呼吸道後緩慢溶於肺泡表麵的液體及含水蒸氣的肺泡中，逐漸與水作用，形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產生劇烈的刺激和腐蝕作用。由於毛細血管和肺泡通透性增高，血漿內蛋白質液體外滲，積聚於肺泡毛細血管膜的間隙中，然後流向肺泡管以上疏鬆的肺間質間隙，包括小血管、小氣道周圍及肺小葉間隙，形成間質性肺水腫。若間質液積聚過多，可將毛細血管內皮和肺泡上皮從基底膜剝離，液體進入肺泡內成為肺泡性水腫。
肺損害的生物學機製尚不太了解，研究表明二氧化氮進入肺泡使肺泡表麵活性物質發生脂質過氧化反應和過氧化物的形成，二氧化氮的遊離根很容易和多種不飽和的脂肪酸起反應，產生多烯脂肪酸，脂蛋白被溶解、破壞、甚至消失，隨後損害肺泡細胞，肺泡上皮細胞停止更新，細胞漿分泌減少，纖毛減少或消失，肺泡上皮細胞的病變，成為損害正常氣―血屏障結構、影響氣體彌散和肺泡塌陷的主要因素。脂質過氧化反應也能激活磷脂酶的活性，其結果使磷脂組成發生改變。二氧化氮尚可增加糖酵解的活性。