Интоксикация монооксидом углерода

Подострые отравления окисью углерода развиваются в быту при неисправности обогревательных или водонагревательных приборов, а также в профессиональной среде в результате каких-либо нештатных ситуаций в производственном процессе.

Хронические интоксикации возможны на производствах, предусматривающих образование или использование в технологическом про-цессе окиси углерода.  
 

3. Патогенез.

Карбоксигемоглобин (Carbomonoxyhemoglobin, Carbonmonoxy-hemoglobin, Carbonylhemoglobin, Carboxyhemoglobin A, Carboxyhemo-globin C).

Окись углерода является, в первую очередь, кровяным ядом и относится к группе веществ, вызывающих изменения пигмента крови - гемоглобина. Токсическое действие монооксида углерода на организм основано на взаимодействии ее с гемоглобином и образовании карбоксигемоглобина (НbСО), неспособного переносить кислород, развитии гемической (транспортной) гипоксии. В физиологических условиях эндогенная продукция СО в результате распада гема (гемоглобина, миоглобина и цитохромов) приводит к образованию HbCO (< 1%). Мембрана эритроцитов препятствует проникновению СО в клетку и образованию HbCO. Образование НbСО начинается уже в легочных капиллярах с периферии эритроцитов при минимальной концентрации СО в воздухе. По мере увеличения содержания окиси углерода во вдыхаемом воздухе, НbСО образуется не только в периферических, но и в центральных отделах эритроцита. Скорость образования НbСО прямо пропорциональна величине концентрации СО во вдыхаемом воздухе, максимальный уровень его в крови определяется временем контакта с СО. Гемоглобин обладает одинаковой способностью связывать О2 и СО. При этом сродство гемоглобина к СО в 250-300 раз больше, чем к О2. Валентность железа в НbСО остается неизменной, а изменяются связи Fe2+. Все непарные электроны участвуют в образовании карбоксигемоглобина. Ассоциация СО с гемоглобином происходит в 10 раз медленнее, чем таковая с О2. Гемолиз и талассемия увеличивают уровень карбоксигемоглобина. У некурящих уровень HbCO составляет 1-2%. В крови курильщиков содержание HbCO равно 5-10% при этом, среднесуточная концентрация колеблется от 1,5 % до 15 %.

Диссоциация карбоксигемоглобина протекает  в 3600 раз медленнее, чем диссоциация  оксигемоглобина. По этой причине НbСО очень быст-ро накапливается в  крови, даже при сравнительно небольшом  содержа-нии СО во вдыхаемом воздухе. Образование НbСО нарушает транспорт кислорода к тканям, а также сдвигает константу диссоциации оксигемоглобина (НbО2) влево, затрудняя отщепление О2 от НbО2, что увеличивает кислородное голодание организма (рис. 1). Реакция диссоциации карбоксигемоглобина зависит исключительно от парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (период полураспада НbСО при вдыхании обычного воздуха - 320 мин, чистого кислорода под давлением 1 атм. - 80 мин, под давлением 3 атм. - 23 мин). Блокада дыхательной цепи митохондрий. Значительная часть окиси углерода (от 15 до 50%) взаимодействует, кроме гемоглобина, и с другими железосодержащими биологически активными системами организма (гемопротеинами): цитохромоксидазой – цитохромом а3, цитохромом Р-450, цитохромом с, каталазой, пероксидазой, миоглобином и др. Диссоциация образующихся соединений очень медленная (от 48 до 72 часов), в результате блокируется тканевое дыхание, нарушаются окислительные процессы в митохондриях, развивается тканевая гипоксия, вследствие нарушения утилизации кислорода клеткой.

Карбоксимиоглобин. При взаимодействии СО с миоглобином (железосодержащим белком скелетных мышц и мышцы сердца) образуется карбоксимиоглобин. Сродство миоглобина к СО в 25-50 раз больше, чем к О2. При тяжелых отравлениях более 25% миоглобина может быть свя-зано с окисью углерода. Образование карбоксимиоглобина отрицательно сказывается на функциональном состоянии миокарда и скелетной мускулатуры.

Гипоксия. Развитие гипоксического состояния  при отравлении угарным газом обусловлено суммарным эффектов нескольких видов гипоксий, возникающих практически одномоментно: гипоксической гипоксии (в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, а также вследствие нарушения проходимости дыхательных путей, развития некардиогенного отека легких и центральных нарушений дыхания); гемической гипоксии в результате инактивации гемоглобина (образование карбоксигемоглобина) возможно и анемического типа (при предшествующем дефиците гемоглобина); циркуляторной гипоксии вследствие гемодинамических нарушений; тканевой гипоксии (инактивация ферментов тканевого дыхания).

Тканевая  чувствительность. Наиболее чувствительными  к гипоксии являются нервная (геморрагический  некроз в ядрах основания мозга  и пластинчатый некроз в сером веществе коры головного мозга, мозжечка, серых ядер, бледного ядра, отек, мультифокальные некрозы, демиелинизация белого вещества), миокардиальная (субэндокардиальные и субэпикардиальные очаги распада, множественные микрогеморрагии, дегенерация миофибрилл) и эмбриональная ткани.

Оксидативный  стресс. Другими предполагаемыми  механизмами клеточной токсичности  окиси углерода являются: оксидативный стресс с образованием свободнорадикальных  форм кислорода, активация свободнорадикального окисления липидов нервных клеток. Повреждающие эффекты кислорода при постгипоксической реоксигенации.

Прямое  токсическое действие на мембраны. Окись углерода обладает и прямым повреждающим действием на клеточные мембраны и митохондрии, нарушает обмен катехоламинов и аминокислот, стимулирует апоптоз.

Участие в биорегуляции. Монооксид углерода (СО) обладает сходными с монооксидом  азота (NO) физиологическими свойствами и действием на гуанилатциклазу, образуя лабильное комплексное  соединение с гемовой простетической группой фермента, что меняет конформацию активного центра и приводит к включению синтеза циклического гуано-зинмонофосфата.

Окись углерода, так же как и NO: индуцирует расслабление гладких мышц сосудов  и их расширение (вазодилатацию), предотвращает  агрегацию тромбоцитов и адгезию нейтрофилов к эндотелию, участвует в различных процессах в нервной, репродуктивной и иммунной системах. Однако эти эффекты СО в несколько раз слабее действия NO. Кроме того, NO токсична, обладает цитотоксическими и цитостатическими свойствами.

Изменения периферической крови. На высоте интоксикации СО компенсаторно увеличивается количество эритроцитов до 5,5-6,5х1012/л за счет поступления их в кровь из депо в селезенке, а также, возможно, за счет прямого стимулирующего воздействия СО на выработку эритропоэтина. Эритроцитоз, как правило, явление временное. При этом истин-ная полицитемия иногда развивается сразу после отравления, либо как последствие, спустя месяцы и годы. При повторных отравлениях СО на фоне лимфоцитоза в крови появляются нормобласты, и повышается со-держание ретикулоцитов. В ряде случаев исходом поражения красной крови является развитие анемии типа Аддисона-Бирмера в сочетании с нейтропенией.

Со стороны  белой крови наблюдается нейтрофильный  лейкоцитоз иногда до 2—25х109/л со сдвигом влево на фоне лимфо- и эозинопении.

Клетки  костного мозга претерпевают дегенеративные изменения при явлениях раздражения. Характерно увеличение негемоглобинового  железа крови (может достигать 50%). При  повторных острых отравлениях параллельно  происходит падение железа в тканях, за счет соединения с СО, что расценивается как механизм детоксикации.

Влияние монооксида углерода на метаболизм. СО влияет на углеводный обмен, повышая  уровень сахара в крови, в ликворе, головном мозге, приводит к появлению сахара в моче. Увеличение уровня сахара в крови начинается с первых минут интоксикации и нарастает параллельно гипоксемии. Установлено, что эти изменения обусловлены нарушениями под воздействием СО центральной регуляции, что приводит к увеличению распада гликогена или к нарушению утилизации глюкозы. Увеличивается уровень лактата, нарушается липидный, фосфорный, азотистый, белковый обмены, равновесие содержания в тканях кальция и магния, особенно калия и натрия.

Сведения  о влиянии алкоголя на тяжесть  отравления окисью углерода неоднозначны. Выявлено, что смертельные концентрации угарного газа были выше в присутствии этанола. Предполагается, что употребление алкоголя до отравления угарным газом может обеспечить некоторую защиту. В то же время имеются сведения о возможном повышении токсичности угарного газа при сопутствующем приеме барбитуратов, наркотиков или злоупотреблении алкоголем.  

Отсроченный характер неврологических нарушений  может обуcлавливаться изменениями кровоснабжения головного мозга, особенно на уровне белого вещества. Установлено, что угарный газ повреждает белок миелин, входящий в состав оболочек нервных клеток. Повреждение миелина связано с активацией перекисного окисления липидов. В ответ на повреждение миелина продуцируются специализированные лимфоциты, что приводит к запуску аутоиммунной реакции. Итогом может стать прогрессирующая демиелинизирующая невропатия.  

4. Клиническая картина.

Острое  отравление: Клинические проявления интоксикации зависят от дозы (концентрации) и продолжительности воздействия СО (табл. 1 и 2). Имеет значение и скорость нарастания концентрации СО во вдыхаемом воздухе (градиент концентрации). Высокий градиент концентрации СО в возду-хе ускоряет развитие клинических проявлений отравления.

Таблица 1

Токсические концентрации и симптомы при отравлении людей СО