Механізм токсичної дії оксиду вуглецю (II) - Отруєння оксидом вуглецю
Проникаючи з атмосферним повітрям у легені, окис вуглецю швидко долає альвеолярно-капілярну мембрану, розчиняється в плазмі крові, дифундує в еритроцити і вступає у оборотну хімічну взаємодію як з окисленим, так і відновленим гемоглобіном за схемою:
Hb2 + CO HbCO + O2
або Hb + СО HbСО.
Патологічний комплекс, що утворюється, карбоксигемоглобін (НbСО) не здатний приєднувати до себе кисень. При цьому в молекулі гемоглобіну СО з'єднується з атомами заліза (карбоніл), витісняючи кисень. Зрозуміло, що одна молекула гемоглобіну (точніше, 4 її геми) може приєднати до 4 молекул СО.
Кров дуже інтенсивно поглинає окис вуглецю через високу її хімічну спорідненість до гемоглобіну. Виявилося, що окис вуглецю приблизно в 250 разів активніше зв'язується з гемоглобіном, ніж кисень. Іншими словами, у конкуренції за гемоглобін окис вуглецю має виражену перевагу перед киснем. Розрахунок показує, що при вмісті в повітрі 0,07% СО і 21% О2 кількість НbO2, що утворюється в крові, стає рівним кількості НbСО. Така рівновага може встановитися, якщо у повітрі, що вдихається людиною, концентрація окису вуглецю, близька до 0,07% буде підтримуватися протягом багатьох годин (за деякими даними, декількох діб). Ось чому невеликі кількості окису вуглецю, у тому числі ендогенного, можуть виявитися небезпечними при тривалому впливі на організм у замкнутих просторах. Треба ще мати на увазі, що дисоціація карбоксигемоглобіну відбувається дуже повільно (у 3500 разів повільніше, ніж дисоціація оксигемоглобіну), і це також сприяє його накопиченню в крові.
Ця величина, яка отримала також назву коефіцієнта отруєння,показує, що кількість карбоксигемоглобіну, що утворюється, прямо пропорційно парціальному тиску окису вуглецю і назад пропорційно парціальному тиску кисню. З іншого боку, що більше в повітрі, що вдихається (і, отже, у кровоносному руслі) кисню, тим менше утворюється НbСО і тим швидше він дисоціює.
де рСО - парціальний тиск окису вуглецю в мм рт. ст.; t - час дії в хвилинах; v - хвилинний обсяг дихання, т. е. добуток глибини вдиху в літрах на кількість вдихів за 1 хв.
Отже, механізм дії окису вуглецю визначається блокуванням дихальної функції гемоглобіну та розвитком внаслідок цього гемічного або кров'яного типу кисневої недостатності. Але ступінь інтоксикації окисом вуглецю зростає у зв'язку з тим, що НbСО, що утворився, гальмує кисневу функцію нормального гемоглобіну: у присутності НbСО реакція дисоціації оксигемоглобіну (НbO2 Hb+O2) уповільнюється і тому ще більше знижується надходження кисню. Ось чому НbСО, зменшуючи поглинання кров'ю кисню в легенях, водночас ускладнює розвантаження HbO2 у тканинах. Очевидно, у цьому слід шукати пояснення випадків розвитку важких інтоксикацій за порівняно невеликій кількості НbСО у крові (до 30%).
Оскільки хімічна спорідненість з двовалентним залізом є основною причиною взаємодії окису вуглецю з гемоглобіном, можна вважати, що й інші хромопротеїди, що містять у своїх молекулах іони Fe2+, повинні реагувати з цією отрутою. Тепер уже не викликає сумнівів, що такі реакції можуть значною мірою впливати на протягом інтоксикацій. Є багато експериментальних даних, що показують, що гострі тяжкі отруєння окисом вуглецю супроводжуються порушенням процесів споживаннякисню клітинами. В основі цих порушень лежить передусім блокування отрутою залізовмісних ферментів – цитохромів та цитохромоксидази. Отже, при дії СО до гіпоксії кров'яного типу приєднується тканинна гіпоксія, що ще більшою мірою обтяжує перебіг інтоксикації чадним газом. У отруєного відзначаються ознаки наростаючого ураження центральної нервової системи: головний біль, запаморочення, порушення координації рухів та рефлекторної сфери, а також ряд зрушень психічної діяльності, що нагадують алкогольне сп'яніння (ейфорія, втрата самоконтролю, недоцільні вчинки тощо). Характерно почервоніння шкіри уражених. Коли кількість НbСО у крові перевищує 50-60%, розвиваються судоми, втрачається свідомість і, якщо не вжити екстрених заходів, людина може загинути внаслідок зупинки дихання та роботи серця.
Протягом отруєння оксидом вуглецю (II) впливають такі фактори:
Етиловий спирт стримує насичення крові оксидом вуглецю(II), і чим більше спирту в крові, тим менший відсоток утворення НbСО.
Синільна кислота здатна посилити токсичну дію оксиду вуглецю (ІІ). Синільна кислота виділяється при згорянні вовни, полімерів, синтетичних матеріалів (на пожежах).
Оксиди азоту(II та IV) посилюють токсичну дію оксиду вуглецю(II).
При отруєнні найбільші кількості оксиду вуглецю (II) виявляються у синусах мозкових оболонок, судинах стегна та плеча. Оксид вуглецю (II) виводиться з організму через дихальні шляхи за 1 годину на 60-70%, за 4 години - на 90-96%.