Карбоксигемоглобин

Карбоксигемоглобин (COHb) — это соединение гемоглобина с угарным газом (монооксидом углерода, CO), образующееся в эритроцитах крови при вдыхании воздуха, содержащего CO. В отличие от оксигемоглобина (HbO₂), карбоксигемоглобин не способен переносить кислород, что приводит к гипоксии тканей. Сродство гемоглобина к CO примерно в 200—250 раз выше, чем к кислороду, что делает угарный газ крайне токсичным даже в малых концентрациях.

Физико-химические свойства

Образование карбоксигемоглобина происходит по обратимой реакции: Hb + CO ⇌ HbCO

Связь Fe²⁺-CO в карбоксигемоглобине менее прочна, чем связь Fe²⁺-O₂ в оксигемоглобине, однако кинетика диссоциации CO значительно медленнее. Время полураспада COHb при дыхании чистым воздухом составляет около 4—6 часов; при дыхании 100% кислородом через маску или в гипербарической камере это время сокращается до 1—1,5 часов и 20—30 минут соответственно.

Спектрофотометрически карбоксигемоглобин имеет характерный пик поглощения в области 540—570 нм, что используется для его количественного определения в пробах крови. Он придаёт крови ярко-алый оттенок, который, при высоком уровне COHb, может наблюдаться у трупов (так называемая «вишнёвая» окраска кожи и слизистых оболочек).

Образование в организме

Эндогенный карбоксигемоглобин

Небольшие количества COHb образуются в организме в норме. Эндогенный угарный газ продуцируется при распаде гема ферментом гемоксигеназой в процессе деградации гемоглобина и других гемсодержащих белков. У здорового некурящего человека уровень COHb в крови составляет 0,5—1,5% от общего гемоглобина. У новорождённых этот показатель может быть несколько выше (до 2—3%) из-за физиологического гемолиза.

Экзогенные источники CO

Основной путь поступления CO в организм — ингаляционный. Основные источники угарного газа:

• Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно автомобилей на бензине);
• Дым от пожаров, в том числе лесных;
• Продукты неполного сгорания органического топлива в закрытых помещениях (уголь, дрова, газовые плиты, камины, обогреватели);
• Табачный дым активного и пассивного курения;
• Промышленные выбросы (металлургия, химическое производство).

У курильщиков средний уровень COHb — 3—8%, у заядлых может достигать 10—15%. При пассивном курении уровень COHb может повышаться на 2—5%.

Механизм токсического действия

Токсичность угарного газа обусловлена тремя основными механизмами:

1. Связывание с гемоглобином — основная причина гипоксии. Вытесняя кислород из соединения с гемоглобином, CO снижает кислородную ёмкость крови. Кроме того, присутствие CO на одной субъединице гемоглобина сдвигает кривую диссоциации оксигемоглобина влево (эффект Холдейна), что уменьшает отдачу кислорода тканям даже при нормальном парциальном давлении O₂.

1. Связывание с миоглобином — CO примерно в 30—50 раз сильнее связывается с миоглобином, чем кислород. Это нарушает транспорт кислорода в мышечных клетках, что особенно критично для миокарда.

1. Прямое цитотоксическое действие — CO ингибирует ферменты дыхательной цепи митохондрий (цитохром-с-оксидазу), усугубляя тканевую гипоксию на клеточном уровне.

Клиническая картина отравления

Симптомы отравления угарным газом зависят от концентрации COHb и длительности экспозиции.

Лёгкая степень (COHb 10—20%)

— Головная боль (часто пульсирующая, височная); — Головокружение, шум в ушах; — Тошнота, слабость; — Снижение остроты зрения.

Средняя степень (COHb 20—40%)

— Выраженная головная боль, спутанность сознания; — Учащённое сердцебиение (тахикардия); — Одышка при физической нагрузке; — Дезориентация, сонливость.

Тяжёлая степень (COHb 40—60%)

— Потеря сознания, кома; — Судороги; — Нарушения сердечного ритма, гипотония; — Респираторный дистресс-синдром.

Смертельная концентрация (COHb >60%)

— Глубокое угнетение ЦНС и дыхательного центра; — Остановка сердца при тяжёлой ишемии миокарда.

Особенностью отравления CO является отсутствие цианоза — кожа может оставаться розовой или вишнёво-красной за счёт яркого цвета карбоксигемоглобина, что иногда бывает диагностически обманчиво.

Диагностика

Основной метод лабораторной диагностики — спектрофотометрическое определение COHb в образце венозной или артериальной крови с помощью CO-оксиметра. Пульсоксиметрия стандартными приборами даёт ложные показатели сатурации (обычно выше реальных на 10—15%), поскольку гемоглобин, связанный с CO, поглощает свет в близком инфракрасном диапазоне как оксигемоглобин. Специализированный пульсоксиметр с анализом длин волн может выявлять CO.

Анамнестически важны указания на возможное вдыхание CO: работа в гаражах, проживание в домах с печным отоплением, пожары, курение.

Лечение

1. Прекращение поступления CO — немедленное удаление пострадавшего из зоны действия газа.
2. Кислородотерапия — вдыхание 100% кислорода через плотно прилегающую маску. Вытесняет CO из соединения с гемоглобином по закону действующих масс.
3. Гипербарическая оксигенация (ГБО) — при COHb >25% (или >15% у беременных, детей, пожилых, при наличии сердечно-сосудистых заболеваний), при потере сознания, коме, судорогах. Ускоряет диссоциацию карбоксигемоглобина и уменьшает риск отдалённых поражений мозга.
4. Симптоматическая терапия — коррекция метаболического ацидоза, противосудорожные средства при показаниях, инфузионная поддержка.

Профилактика

Профилактика отравлений CO включает:

• Регулярную проверку систем отопления, дымоходов и вентиляции;
• Установку датчиков угарного газа в жилых помещениях и гаражах;
• Запрет на работу двигателя автомобиля в закрытом помещении;
• Соблюдение техники безопасности при использовании генераторов, каминов и печей.

Интересные факты

• Угарный газ является одним из трёх основных газообразных нейромедиаторов (наряду с оксидом азота NO и сероводородом H₂S). Эндогенный CO регулирует тонус сосудов и участвует в воспалительных реакциях.
• Летальный исход при отравлении CO возможен уже при 0,1% объёмной доли CO во вдыхаемом воздухе (1000 ppm) в течение 1—2 часов.
• В крови плода CO держится дольше, чем в крови матери, поэтому отравление CO у беременных требует особенно длительного лечения.
• До развития лабораторного анализа на COHb диагноз отравления угарным газом иногда ставили на основании цвета крови — вишнёвый оттенок визуально сопоставлялся с тяжестью симптомов.

Источники

1. Green R., Smollin C. (2006). «Carbon monoxide poisoning». Emergency Medicine Clinics of North America.
2. Hampson N. B., Hoppe K. (Ward-Humphrey report) (2012). «Practice recommendations in the diagnosis, management, and prevention of carbon monoxide poisoning». American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine.
3. Weaver L. K. (2009). «Clinical practice. Carbon monoxide poisoning». The New England Journal of Medicine.
4. Raub J. A., Mathieu-Nolf M., Hampson N. B., Thom S. R. (2000). «Carbon monoxide poisoning — a public health perspective». Toxicology.
5. Справочник по клинической токсикологии / под ред. М. В. Кузнецова, Л. К. Лужникова. — М., 2005.