Механизм токсического действия

Окись углерода, поступающая в легкие с атмосферным воздухом, легко диффундирует в кровь, где вступает в соединение с гемоглобином, образуя прочный комплекс карбоксигемоглобина. Lilienthal с соавторами (1946) приводит простейшую формулу интенсивности поглощения кровью окиси углерода, согласно которой % СОН = (рСО * т * МОД) * 0,05, где:
рСО — парциальное давление СО в мм рт. ст.,
т — время экспозиции в минутах
МОД — минутный объем дыхания (в литрах) в условиях окружающей температуры, влажности воздуха и постоянном давлении 760 мм рт. ст.

При выведении зависимости авторы использовали различные газовые смеси при условии вдыхания окиси углерода в сроки от 20 до 66 минут. Парциальное давление окиси углерода изучалось в диапазоне от 0,37 до 2,30 мм рт. ст. При исследованиях на уровне моря зависимость носила линейный характер.

Исследования, выполненные Lilienthal с сотрудниками (1946) в условиях различного парциального давления кислорода в воздухе и при различном барометрической давлении, позволили авторам придти к заключению, что скорость поглощения окиси углерода обратно пропорциональна парциальному давлению кислорода. Общая величина барометрического давления не играет в изученных условиях какой-либо существенной роли.

Как известно, 1 г гемоглобина может связать 1,33-1,34 мл кислорода или окиси углерода, при этом сродство гемоглобина к окиси углерода в 250-300 раз больше, чем к кислороду. Если для полного насыщения гемоглобина кислородом необходимо парциальное давление порядка 90-100 мм рт. ст. то для окиси углерода всего 0,45 мм рт. ст. Все это приводит к тому, что в конкуренции за гемоглобин окись углерода имеет преимущества перед кислородом. Скорость образования карбоксигемоглобина прямо зависит от парциального давления окиси углерода во вдыхаемом воздухе. Однако ввиду большого сродства гемоглобина к окиси углерода даже при сравнительно небольшом ее содержании в воздухе образование карбоксигемоглобина отличается высокой интенсивностью. Быстрому накоплению карбоксигемоглобина в крови способствует также то, что его диссоциация происходит в 3600 раз медленнее, чем диссоциация оксигемоглобина.

Присоединение к железу гемоглобина окиси углерода не сопровождает ся изменением его валентности, но при этом происходит перестройка молекулы гемоглобина, причем изменяется характер связи железа с глобином и порфирином. Предполагается, что связь из ионной переходит в ковалентную, т.е. становится более прочной. В результате, несмотря на то, что железо карбоксигемоглобина, как и гемоглобина, является двухвалентным, карбоксигемогло бин полностью выключается из процесса транспорта кислорода. Возникает кислородное голодание, текущее по типу гемической гипоксии, которое осложняется тем, что в присутствии карбоксигемоглобина диссоциация оксигемоглобина затрудняется. Таким образом, при отравлении окисью углерода не только выключается определенная часть гемоглобина из его нормальной физиологической функции, но и одновременно тормозится отдача кислорода еще достаточно полноценным гемоглобином или его отдельными гемами.

Эта сторона токсического действия окиси углерода (эффект Холдена) была подвергнута широкому экспериментальному изучению. Ряд авторов (Драбрин и др. 1943) высказывают предположение, что в процессе интоксикации в крови образуется комплекс гемоглобина, в котором 3 из 4 атомов железа соединены с окисью углерода и только один — с кислородом. В таком соединении Нb4(СО)3(O) 2 кислород прочно удерживается, что усугубляет состояние кислородного голодания. Л.А. Тиунов и В.В. Кустов (1969) считают более правильной оценку эффекта Холдена с позиций «гем-гем» – взаимодействия.

Согласно этому представлению, сродство каждого из 4 гемов гемоглобина к кислороду одинаково, но уже после присоединения первой молекулы кислорода сродство остальных гемов возрастает. Этот процесс находит отражение в образной кривой диссоциации оксигемоглобина. В условиях интоксикации присоединение СО вызывает конформационные изменения молекулы гемоглоби на, что приводит к нарушению этого важного физиологического механизма. Эффект Холдена имеет большое клиническое значение и не может не учитываться при оказании помощи лицам, отравленным окисью углерода.

Стабильность комплекса карбоксигемоглобина определяется целым рядом факторов, из которых наибольшее значение имеет концентрация окиси углерода и кислорода во вдыхаемом воздухе, а также величина парциального давления кислорода и углекислоты крови. Соответственно этому содержание

карбоксигемоглобина в крови может быть рассчитано по следующей формуле (цит. по Ф.Н. Мельниковой, 1964):

где Х — содержание карбоксигемоглобина в крови; О2 — содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, в %; СО — содержание в последнем окиси углерода в %.

Исходя из конкурентных отношений между окисью углерода и кислородом, некоторые