карбоксигемоглобин что это такое

Карбоксигемоглобин что это такое

Реальным подтверждением кислородного голодания за счет карбоксигемоглобинемии при тяжелой острой интоксикации СО является снижение содержания кислорода в артериальной крови до 13,4—12,4 об.% сравнительно с 18-20 об.% в норме. Одновременно падает артериально-венозная разница в содержании О2 с 6-7 об.% до 3,0-2,2 об.%, снижается утилизация кислорода тканями, исходя из величины соответствующего коэффициента, уменьшается содержание CO2 в крови до 35 об.% в сравнении с нормой Образование НbСО под влиянием СО не является единственным нарушением порфиринового обмена. Так, при остром СО-отравлении при вдыхании СО в концентрациях 40—600 мг/м3 растет содержание прото- и уропорфирина в эритроцитах, а также развивается копро- и уропорфиринурия. Причем рост копропорфиринов в моче обусловлен образованием продуктов синтеза СО с железопорфиринами тканей, которые, поступая в кровь, выделяются затем с мочой. В особо тяжелых случаях прослежено увеличение содержания порфобилиногена. Возможно возрастание уровня метгемоглобина и появление сульфгемоглобина в крови. И наконец под влиянием СО возрастает содержание ключевого продукта синтеза гемоглобина дельтааминолевулиновой кислоты в плазме и эритроцитах, что по-видимому, свидетельствует об угнетении синтеза гемоглобина под влиянием СО.

Долгое время считали, что механизм токсического действия СО определяется исключительно нарушением дыхательной функции крови за счет образования НbСО. Однако со временем эта концепция была пересмотрена. Убедительно доказано, что СО действует на многие биологически активные системы организма, содержащие железо, а именно: миоглобин, цитохромсодержащие дыхательные ферменты, такие как цитохром Р-450, цитохромоксидаза (цитохром a3), цитохром с, пероксидаза, каталаза.

При взаимодействии СО с миоглобином образуется карбоксимиоглобин, хотя сродство СО к миоглобину меньше, чем к гемоглобину. В то же время сродство миоглобина к СО, по разным данным, в 25—50 раз больше, чем к кислороду.

Таким образом, при отравлении СО наряду с образованием НbСО происходит также образование карбоксимиоглобина. При этом его нарастание в мышцах протекает параллельно росту этого деривата гемоглобина в крови. Не исключено, что появление карбоксимиоглобина в мышцах играет определенную роль в патогенезе СО-интоксикации, во всяком случае поражение мышц при этом однозначно связывают с воздействием на миоглобин. Есть данные, что соотношение карбоксимиоглобина и НbСО независимо от уровня воздействия СО составляет 0,52. При тяжелых отравлениях более 25 % миоглобина может быть связано с СО.

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют в пользу того, что в патогенезе СО-интоксикации далеко не последнюю роль играет взаимодействие СО с системой цитохромов — железосодержащих дыхательных ферментов, что приводит к угнетению тканевого дыхания. Как выяснилось, тяжесть нарушений в организме именно за счет этого механизма существенно превосходит таковые, вызванные банальной кислородной недостаточностью, связанной с дефицитом 02 во вдыхаемом воздухе.

Основное внимание при оценке токсического воздействия СО на организм до определенного времени уделялось острым отравлениям, возникающим под влиянием этого газа. Несмотря на то что пусковым механизмом развития острой интоксикации СО служит его взаимодействие с гемоглобином и другими железосодержащими биохимическими структурами, в клинической картине интоксикации преобладают прежде всего симптомы расстройств со стороны ЦНС, выраженность которых, как правило, зависит от содержания НbСО в крови.

Учитывая, что патогенез острого отравления СО изначально определяется повреждающим действием на кровь, уместно охарактеризовать, как при этом изменяется морфологический и биохимический состав крови. На высоте интоксикации увеличивается количество эритроцитов до 5,5—6,5*10 12 что обусловлено, с одной стороны, сокращением селезенки за счет рефлексов с каротидных синусов и поступлением в кровь депонированных эритроцитов, а с другой стороны, причиной эритроцитоза может быть непосредственная стимуляция СО образования эритропоэтина. И наконец, нельзя исключить гипоксию как еще один причинный фактор возрастания числа эритроцитов. Эритроцитоз — чаще всего явление временное, однако иногда развивается истинная полицитемия либо сразу вслед за острой интоксикацией, либо как последействие спустя месяцы и даже годы. При повторных отравлениях СО на фоне лимфоцитоза в крови появляются ноомобласты при повышенном содержании ретикулоцитов. Примечательно, что изменения содержания гемоглобина при СО-интоксикации мало характерны.
В ряде случаев исходом поражения красной крови при отравлении СО является развитие анемии типа Бирмера в сочетании с нейтропенией.

По мнению А.М.Рашевской и Л.А.Зориной, изменения со стороны белой крови встречаются чаще, чем таковые со стороны красной. Это проявляется нейтрофильным лейкоцитозом иногда до 20—25*10 9 /л со сдвигом влево на фоне лимфо- и эозинопении при снижении фагоцитарной активности. Считается, что механизм лейкоцитоза связан со стрессом, а угнетение фагоцитоза — с угнетением активности цитохромоксидазы в ней-трофилах. У людей при отравлении СО зафиксировано повышение активности щелочной фосфатазы нейтрофилов.

Что касается костного мозга, то клетки его претерпевают дегенеративные изменения при явлениях раздражения, о чем свидетельствует увеличение ядросодержащих элементов со сдвигом формулы влево с вершиной в области миелоцитов и метамиелоцитов.

Источник

Клиническое значение и современные методологические аспекты определения уровня карбокси- и метгемоглобина в крови

1 Башкирский государственный медицинский университет, 450000, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3

2 НПП «Техномедика», 127081, г. Москва, п/я 1

Фаткуллин Ким Вилевич — аспирант кафедры лабораторной диагностики ИПО, тел. +7-965-922-19-92, e-mail: kimf@mail.ru 1

Гильманов Александр Жанович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой лабораторной диагностики ИПО, тел. +7-927-237-55-82, e-mail: alex_gilm@mail.ru 1

Костюков Дмитрий Владимирович — инженер, ведущий специалист, тел. (495) 966-08-81, e-mail: tm@technomedica.com 2

В статье описаны механизмы образования карбокси- и метгемоглобина в организме в норме, основные причины повышения их концентрации в крови при патологических состояниях (отравлениях), патогенез, особенности клинической картины и диагностики развивающейся интоксикации. Приведена сравнительная характеристика традиционных и современных лабораторных методов определения концентрации указанных дериватов гемоглобина в крови: показаны их принципы, особенности, преимущества и недостатки.

Ключевые слова: карбоксигемоглобин, метгемоглобин, интоксикация, лабораторные методы.

1 Bashkir State Medical University, 3 Lenina St., Ufa, Russian Federation 450000

2 Research and Production Enterprise TEKHNOMEDICA, P.O. Box 1, Moscow, Russian Federation 127081

Clinical importance and modern methodological aspects of determining the level of carboxy-and methaemoglobin in blood

Phatkullin K.V. — postgraduate student of the Department of laboratory diagnostics of Institute of Postgraduate Education, tel. +7-965-922-19-92, e-mail: kimf@mail.ru 1

Gilmanov A.Zh. — D. Med. Sc., Professor, Head of the Department of laboratory diagnostics of Institute of Postgraduate Education, tel. +7-927-237-55-82, e-mail: alex_gilm@mail.ru 1

Kostyukov D.V. — engineer, top specialist, tel. (495) 966-08-81, e-mail: tm@technomedica.com 2

The article describes mechanisms of formation of carboxy-and methaemoglobin in the body, main reasons of the increased concentration in blood under pathological conditions (intoxication), pathogenesis, peculiarities of clinical presentation and diagnosis of a developing intoxication. Comparative characteristics of traditional and modern laboratory methods for determining the concentration of said derivatives of hemoglobin in the blood is given: principles, features, advantages and disadvantages are described.

Key words: carboxyhaemoglobin, methemoglobin, intoxication, laboratory methods.

Дыхание — один из основных физиологических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма человека. Важнейшей составной частью дыхания в организме служит транспорт кислорода в крови, поэтому мониторинг параметров, определяющих этот процесс, является необходимой клинической процедурой, методологические аспекты которой активно совершенствуются до сих пор.

Транспорт кислорода в крови осуществляется главным ее белком — гемоглобином; определение его концентрации в крови давно стало неотъемлемой частью общеклинического обследования в лечебных учреждениях. Референсным методом определения концентрации гемоглобина является гемиглобинцианидный (по Драбкину), основанный на переводе всех форм гемоглобина в цианметгемоглобин (HiCN). Но из-за использования опасных соединений (цианид калия, ацетонциангидрин) в последние годы он все больше замещается гемихромным методом, обладающим всеми достоинствами гемоглобинцианидного (коэффициент корреляции 0,99) и не требующим применения вредных веществ [1]. Таким образом, определение концентрации общего гемоглобина в крови — это рутинное исследование, не представляющее затруднений.

Понятие «общий гемоглобин» объединяет все его дериваты. Существуют десятки производных гемоглобина, классифицируемых по лиганду, связанному с атомом железа гема; часть из них приведена в таблице. В наибольшем количестве (>1%) в крови человека обнаруживаются четыре основных производных: оксигемоглобин (O₂Hb), восстановленный гемоглобин, илидезоксигемоглобин (Hb), карбоксигемоглобин (COНb) и метгемоглобин, или гемиглобин (Hi) [2].

Карбоксигемоглобин образуется при связывании угарного газа (СО) с атомом Fe 2+ в составе гемоглобина. Он неспособен присоединять кислород и участвовать в его транспорте, поскольку соответствующая валентность железа оказывается занятой.

Угарный газ может иметь как эндогенное, так и экзогенное происхождение. В организме он образуется при распаде гемоглобина в клетках РЭС за счет окисления метинильной группы, находящейся между пиррольными кольцами гема. В ходе катаболизма гема эритроцитов (включая разрушение части клеток во время эритропоэза в костном мозге) образуется около 79% эндогенного угарного газа; остальная его часть (до 21%) формируется в результате расщепления миоглобина, цитохромов, металлосодержащих ферментов (каталаза, пероксидаза, триптофанпирролаза, гуанилатциклаза, NO-синтаза и др.), перекисного окисления липидов, а также действия ксенобиотиков и некоторых бактерий 3. Эндогенная продукция СО возрастает при гемолизе [6]. Основными экзогенными источниками угарного газа являются выхлопные газы машин, печи и камины, а также краски и растворители, содержащие метиленхлорид (его пары абсорбируются легкими, попадают в кровоток и при окислении в печени могут образовать СО), а также курение табака.

Физиологический уровень эндогенного карбоксигемоглобина в крови составляет, по данным разных авторов, от 1 до 3,4%. У жителей городов с сильно загрязненным воздушным бассейном показатель COHb в крови намного выше — в среднем 8,8%, у жителей Москвы — до 12% [7].

После прекращения воздействия (вдыхания CO) до 70% угарного газа выделяется из организма в течение первого часа, до 96% — за 4-8 часов. Выведение монооксида углерода осуществляется в основном через дыхательные пути, незначительная часть выходит через кожу и ЖКТ, а также с мочой в виде комплексного соединения с железом.

Токсическое действие монооксида углерода на организм обусловлено суммарным эффектом гипоксической гипоксии (в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе); гемической гипоксии (в результате образования COНb); циркуляторной гипоксии (вследствие гемодинамических нарушений) и тканевой гипоксии (из-за инактивации ферментов тканевого дыхания).

Скорость образования COНb прямо пропорциональна концентрации монооксида углерода в воздухе. Сродство гемоглобина к СО в 200-300 раз больше, чем к О₂ 9, хотя присоединение СО к Hb происходит в 10 раз медленнее[6]. При связывании угарного газа с одним из четырех атомов железа гемоглобина увеличивается сродство к кислороду остальных трех участков его связывания, в результате чего кислород труднее отдается тканям.

Скорость диссоциации COHb зависит исключительно от парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (эффект «вытеснения»). Период полураспада (Т_1/2) карбоксигемоглобина при нормальном дыхании составляет около 5,3 часа, при вдыхании 100% кислорода под давлением 1 атм. он сокращается до 1,3 часа, при 3 атм. — до 0,4 часа, а при дополнительном введении CO₂ — до 12 минут за счет дополнительной стимуляции дыхательного центра [3].

Нарушения, обусловленные взаимодействием монооксида углерода с железосодержащими веществами в тканях (цитохромоксидазой, цитохромом Р-450, цитохромом С, каталазой, пероксидазой, миоглобином и др.) и образованием медленно диссоциирующих соединений (Т_1/2 от 48 до 72 часов), приводят к тканевой гипоксии. Сродство миоглобина (Mb) к угарному газу в 40 раз выше, чем к кислороду, сердечного Mb — втрое выше по сравнению со скелетным. Поэтому «отсроченные» симптомы отравления угарным газом могут быть обусловлены его постепенным высвобождением из карбоксимиоглобина (COMb) и последующим образованием COНb [3].

Особенно чувствительны к гипоксии при воздействии угарного газа ткани с интенсивным энергообменом — нервная и миокардиальная, а также эмбриональные ткани. Образование COMb отрицательно влияет на функциональное состояние миокарда и скелетной мускулатуры; так, для острых отравлений угарным газом были характерны очень высокие концентрации КФК-MB в крови пациентов [11].

В последние годы немалая роль в механизме токсического действия угарного газа отводится обусловленному гипоксией развитию оксидативного стресса с образованием свободнорадикальных форм кислорода. В условиях гипоксии ускоряется распад гликогена, нарушается утилизация глюкозы и возрастает уровень лактата, страдают другие виды метаболизма. Наиболее тяжело переносят отравление угарным газом лица с анемиями, гематологическими расстройствами и хроническими сердечно-легочными заболеваниями, особенно в пожилом возрасте.

Угарный газ легко диффундирует через плаценту и может связываться с фетальным гемоглобином плода, причем уровень образующегося карбоксигемоглобина может быть на 10-15% выше, чем у матери. Эта разница обусловлена более медленной скоростью диссоциации COHb у плода — в 5 раз медленнее, чем в организме матери [12]. Острое отравление, относительно благополучно протекающее у матери, может привести к внутриутробной гибели плода вследствие аноксической энцефалопатии, в том числе «отсроченной». В начальные сроки беременности гипоксия плода может вести к выкидышу или порокам развития; в поздние сроки возможны преждевременные роды или рождение живого ребенка с выраженной энцефалопатией. Эти изменения зафиксированы при уровне COНb у плода свыше 15% [6].

Клиника хронического отравления СО развивается при длительном действии малых (меньше 0,1 мг/л) концентраций СО, не снижающих содержания HbО₂ в крови. Со стороны сердечно-сосудистой системы наблюдаются более тяжелые нарушения, чем при остром отравлении, причем они могут выявляться спустя 1-1,5 года после прекращения контакта с СО. Гипоксия, ассоциированная с хронической интоксикацией СО, может сопровождаться развитием психоневрологических расстройств и нарушениями функции других систем организма [6].

Одной из наиболее распространенных причин хронической интоксикации угарным газом является курение. У курящих отмечается увеличение уровня HbCO в крови до 15-22% [13]. У «пассивных» курильщиков, находящихся под воздействием табачного дыма, уровень HbCO в крови может быть увеличенным до 2-3% [3].

Накопления метгемоглобина в организме обычно не происходит, поскольку способность эритроцитов восстанавливать окисленный гем во много раз превышает скорость его спонтанного окисления. Восстановление Hi в Hb осуществляется с помощью специальных систем, главным компонентом которых является цитохром b5-редуктаза (НАД×Н-метгемоглобинредуктаза) — на ее долю приходится около 70% восстановленного гемоглобина, а также аскорбиновая кислота (12-16%) и глутатион (9-12%). Еще один путь восстановления Hi связан с ферментом НАДФ×Н-метгемоглобинредуктазой, которая активируется экзогенными акцепторами электронов, например, рибофлавином и метиленовым синим. На долю НАДФ×Н-метгемоглобинредуктазы приходится 5-6% восстановленного гемоглобина [14].

При абсолютной или относительной недостаточности восстанавливающих систем в эритроцитах развиваются метгемоглобинемии — обусловленные различными факторами заболевания, при которых содержание Hi в крови превышает физиологическую норму (1-2% от общего количества Hb). Выделяют первичные (наследственные) метгемоглобинемии, связанные с недостатком ферментов восстановления Hi либо с присутствием аномальных гемоглобинов, а также вторичные (приобретенные, токсические) метгемоглобинемии экзогенного и эндогенного происхождения. Увеличение уровня Hi в крови при этих состояниях приводит к нарушению оксигенации крови и тканей с развитием гипоксии и, как правило, цианоза.

Степень выраженности клинических проявлений зависит от количества Hi, скорости развития метгемоглобинемии и компенсаторных возможностей организма. Повышение Hi до 10% чаще всего не дает клинически выраженных проявлений. При уровне Hi в пределах 10-20% появляется цианоз слизистых и кожных покровов, возникают общая слабость, недомогание, ослабление памяти, раздражительность, головные боли. При содержании Hi 30-50% к вышеперечисленным симптомам присоединяются боли в сердце различного характера, одышка, головокружение, резко выраженный цианоз. Возможно появление неврологической симптоматики, связанной с нарушением процессов десатурации и элонгации ненасыщенных жирных кислот в нейронах.

При врожденных метгемоглобинемиях венозная кровь у пациентов имеет шоколадно-коричневый оттенок и не алеет при соприкосновении с воздухом; общий и биохимический анализы крови — без больших отклонений от нормы. Цианоз кожи и видимых слизистых оболочек проявляется от рождения; окраска кожных покровов варьирует от сероземлистой до темно-фиолетовой. Однако в легких случаях продолжительность жизни пациентов не страдает; в основном пациенты, скорее, «синие», чем «больные» [15]. В тяжелых случаях заболевание проявляется разлитым цианозом, задержкой психомоторного развития, микроцефалией и приводит к смерти больных в первые годы жизни.

К токсическим метгемоглобинемиям эндогенного происхождения относится так называемый энтерогенный цианоз — редкая патология, связанная с поражением кишечника и высасыванием избыточно образующихся в нем веществ — метгемоглобинобразователей. Встречается он преимущественно у детей и имеет многофакторное происхождение: возможно, играет роль излишняя колонизация кишечника бактериями, вырабатывающими нитраты и другие вещества-окислители, а также ускоренное аутоокисление гемоглобина в условиях ацидоза и гиперхлоремии [15].

Токсические метгемоглобинемии экзогенного происхождения развиваются при воздействии химических и некоторых лекарственных средств. Основными метгемоглобинобразователями являются нитросоединения (нитриты и нитраты, в том числе нитроглицерин, нитрофенолы, нитроанилин и др.); аминосоединения (анилин и его производные в составе красителей, чернил, красок, аминофенолы, p-аминобензойная кислота и др.); окислители (хлораты, перманганаты, галогениды, хиноны и др.); некоторые красители (метиленовая синь); лекарственные вещества (основной субнитрат висмута, фурадонин, новокаин, сульфаниламиды, ПАСК, аспирин, фенотиазин и др.) [2]. Попав в организм, эти соединения непосредственно окисляют Fe 2+ в составе гемоглобина либо метаболизируются с образованием продуктов, которые обладают этим свойством.

В основе токсического влияния метгемоглобинобразователей лежат резкое снижение кислородной емкости крови (артериальная гипоксемия), уменьшение артериовенозной разницы по кислороду вследствие ухудшения диссоциации оксигемоглобина, гипокапния и респираторный алкалоз.

При токсической метгемоглобинемии оксигенотерапия не приводит к устранению цианоза. Более того, назначение кислорода может сопровождаться повышением уровня метгемоглобина в крови.

Таблица.
Основные дериваты гемоглобина (по Кушаковскому М.С., 1968)

Название

Степень окисления атома железа в геме

Восстановленный гемоглобин, дезоксигемоглобин

Источник

Карбоксигемоглобин

Прием биоматериала по данному исследованию может быть отменен за 2-3 дня до официальных государственных праздников, в связи с технологической особенностью производства! Информацию уточняйте в контакт-центре.

Добавить в корзину

Вдыхаемые с воздухом вещества могут серьезно вредить человеку. Если в легкие поступает большое количество угарного газа, то он присоединяется к гемоглобину и необратимо блокирует его. Такой белок в отличие от нормального не способен выполнять свою функцию.

Карбоксигемоглобин не переносит кислород от легких к органам и тканям. В результате развивается гипоксия организма. Это проявляется головокружением, тошнотой и рвотой. Если содержание патологического глобулина в крови небольшое, он самостоятельно распадается и не вредит пациенту. Когда нормы вещества превышены в несколько раз, то его можно вывести только медицинским путем.

Отравления угарным газом происходят не только при пожарах и других чрезвычайных ситуациях. Его количество во вдыхаемом воздухе превосходит все возможные нормы у курильщиков с большим стажем. При этом симптомы интоксикации могут быть неправильно интерпретированы, они имеют неспецифический характер, напоминают респираторное заболевание.

В этих условиях очень важным становится анализ на содержание карбоксигемоглобина в теле. Для этого исследуют венозную кровь человека.

Интерпретация результатов

При анализе проверяют процентное соотношение патологической фракции относительно всего гемоглобина у пациента. Расшифровкой занимается врач, поскольку он может оценить симптомы у больного и сопоставить их с полученными данными.

С возрастом уровень белка возрастает, поэтому возможны ложноположительные анализы у пожилых людей.

Показания к проведению анализа на карбоксигемоглобин

Приглашаем вас сдать венозную кровь на анализ по доступной цене в одном из медицинских центров сети «МобилМед». Оформите предварительно заказ на удобное для вас время. Обращайтесь!

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПОДГОТОВКИ К АНАЛИЗАМ КРОВИ

Кровь берется из вены. Необходимо соблюдать общие рекомендации:

Источник

Карбоксигемоглобин что это такое

Поиск

Клиническое значение и современные методологические аспекты определения уровня карбокси- и метгемоглобина в крови

1 Башкирский государственный медицинский университет, 450000, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3

2 НПП «Техномедика», 127081, г. Москва, п/я 1

Фаткуллин Ким Вилевич — аспирант кафедры лабораторной диагностики ИПО, тел. +7-965-922-19-92, e-mail: [email protected] 1

Гильманов Александр Жанович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой лабораторной диагностики ИПО, тел. +7-927-237-55-82, e-mail: [email protected] 1

Костюков Дмитрий Владимирович — инженер, ведущий специалист, тел. (495) 966-08-81, e-mail: [email protected] 2

В статье описаны механизмы образования карбокси- и метгемоглобина в организме в норме, основные причины повышения их концентрации в крови при патологических состояниях (отравлениях), патогенез, особенности клинической картины и диагностики развивающейся интоксикации. Приведена сравнительная характеристика традиционных и современных лабораторных методов определения концентрации указанных дериватов гемоглобина в крови: показаны их принципы, особенности, преимущества и недостатки.

Ключевые слова: карбоксигемоглобин, метгемоглобин, интоксикация, лабораторные методы.

1 Bashkir State Medical University, 3 Lenina St., Ufa, Russian Federation 450000

2 Research and Production Enterprise TEKHNOMEDICA, P.O. Box 1, Moscow, Russian Federation 127081

Clinical importance and modern methodological aspects of determining the level of carboxy-and methaemoglobin in blood

Phatkullin K.V. — postgraduate student of the Department of laboratory diagnostics of Institute of Postgraduate Education, tel. +7-965-922-19-92, e-mail: [email protected] 1

Gilmanov A.Zh. — D. Med. Sc., Professor, Head of the Department of laboratory diagnostics of Institute of Postgraduate Education, tel. +7-927-237-55-82, e-mail: [email protected] 1

Kostyukov D.V. — engineer, top specialist, tel. (495) 966-08-81, e-mail: [email protected] 2

The article describes mechanisms of formation of carboxy-and methaemoglobin in the body, main reasons of the increased concentration in blood under pathological conditions (intoxication), pathogenesis, peculiarities of clinical presentation and diagnosis of a developing intoxication. Comparative characteristics of traditional and modern laboratory methods for determining the concentration of said derivatives of hemoglobin in the blood is given: principles, features, advantages and disadvantages are described.

Key words: carboxyhaemoglobin, methemoglobin, intoxication, laboratory methods.

Дыхание — один из основных физиологических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма человека. Важнейшей составной частью дыхания в организме служит транспорт кислорода в крови, поэтому мониторинг параметров, определяющих этот процесс, является необходимой клинической процедурой, методологические аспекты которой активно совершенствуются до сих пор.

Транспорт кислорода в крови осуществляется главным ее белком — гемоглобином; определение его концентрации в крови давно стало неотъемлемой частью общеклинического обследования в лечебных учреждениях. Референсным методом определения концентрации гемоглобина является гемиглобинцианидный (по Драбкину), основанный на переводе всех форм гемоглобина в цианметгемоглобин (HiCN). Но из-за использования опасных соединений (цианид калия, ацетонциангидрин) в последние годы он все больше замещается гемихромным методом, обладающим всеми достоинствами гемоглобинцианидного (коэффициент корреляции 0,99) и не требующим применения вредных веществ [1]. Таким образом, определение концентрации общего гемоглобина в крови — это рутинное исследование, не представляющее затруднений.

Понятие «общий гемоглобин» объединяет все его дериваты. Существуют десятки производных гемоглобина, классифицируемых по лиганду, связанному с атомом железа гема; часть из них приведена в таблице. В наибольшем количестве (>1%) в крови человека обнаруживаются четыре основных производных: оксигемоглобин (O₂Hb), восстановленный гемоглобин, илидезоксигемоглобин (Hb), карбоксигемоглобин (COНb) и метгемоглобин, или гемиглобин (Hi) [2].

Карбоксигемоглобин образуется при связывании угарного газа (СО) с атомом Fe 2+ в составе гемоглобина. Он неспособен присоединять кислород и участвовать в его транспорте, поскольку соответствующая валентность железа оказывается занятой.

Угарный газ может иметь как эндогенное, так и экзогенное происхождение. В организме он образуется при распаде гемоглобина в клетках РЭС за счет окисления метинильной группы, находящейся между пиррольными кольцами гема. В ходе катаболизма гема эритроцитов (включая разрушение части клеток во время эритропоэза в костном мозге) образуется около 79% эндогенного угарного газа; остальная его часть (до 21%) формируется в результате расщепления миоглобина, цитохромов, металлосодержащих ферментов (каталаза, пероксидаза, триптофанпирролаза, гуанилатциклаза, NO-синтаза и др.), перекисного окисления липидов, а также действия ксенобиотиков и некоторых бактерий 5. Эндогенная продукция СО возрастает при гемолизе [6]. Основными экзогенными источниками угарного газа являются выхлопные газы машин, печи и камины, а также краски и растворители, содержащие метиленхлорид (его пары абсорбируются легкими, попадают в кровоток и при окислении в печени могут образовать СО), а также курение табака.

Физиологический уровень эндогенного карбоксигемоглобина в крови составляет, по данным разных авторов, от 1 до 3,4%. У жителей городов с сильно загрязненным воздушным бассейном показатель COHb в крови намного выше — в среднем 8,8%, у жителей Москвы — до 12% [7].

После прекращения воздействия (вдыхания CO) до 70% угарного газа выделяется из организма в течение первого часа, до 96% — за 4-8 часов. Выведение монооксида углерода осуществляется в основном через дыхательные пути, незначительная часть выходит через кожу и ЖКТ, а также с мочой в виде комплексного соединения с железом.

Токсическое действие монооксида углерода на организм обусловлено суммарным эффектом гипоксической гипоксии (в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе); гемической гипоксии (в результате образования COНb); циркуляторной гипоксии (вследствие гемодинамических нарушений) и тканевой гипоксии (из-за инактивации ферментов тканевого дыхания).

Скорость образования COНb прямо пропорциональна концентрации монооксида углерода в воздухе. Сродство гемоглобина к СО в 200-300 раз больше, чем к О₂ 10, хотя присоединение СО к Hb происходит в 10 раз медленнее[6]. При связывании угарного газа с одним из четырех атомов железа гемоглобина увеличивается сродство к кислороду остальных трех участков его связывания, в результате чего кислород труднее отдается тканям.

Скорость диссоциации COHb зависит исключительно от парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (эффект «вытеснения»). Период полураспада (Т_1/2) карбоксигемоглобина при нормальном дыхании составляет около 5,3 часа, при вдыхании 100% кислорода под давлением 1 атм. он сокращается до 1,3 часа, при 3 атм. — до 0,4 часа, а при дополнительном введении CO₂ — до 12 минут за счет дополнительной стимуляции дыхательного центра [3].

Нарушения, обусловленные взаимодействием монооксида углерода с железосодержащими веществами в тканях (цитохромоксидазой, цитохромом Р-450, цитохромом С, каталазой, пероксидазой, миоглобином и др.) и образованием медленно диссоциирующих соединений (Т_1/2 от 48 до 72 часов), приводят к тканевой гипоксии. Сродство миоглобина (Mb) к угарному газу в 40 раз выше, чем к кислороду, сердечного Mb — втрое выше по сравнению со скелетным. Поэтому «отсроченные» симптомы отравления угарным газом могут быть обусловлены его постепенным высвобождением из карбоксимиоглобина (COMb) и последующим образованием COНb [3].

Особенно чувствительны к гипоксии при воздействии угарного газа ткани с интенсивным энергообменом — нервная и миокардиальная, а также эмбриональные ткани. Образование COMb отрицательно влияет на функциональное состояние миокарда и скелетной мускулатуры; так, для острых отравлений угарным газом были характерны очень высокие концентрации КФК-MB в крови пациентов [11].

В последние годы немалая роль в механизме токсического действия угарного газа отводится обусловленному гипоксией развитию оксидативного стресса с образованием свободнорадикальных форм кислорода. В условиях гипоксии ускоряется распад гликогена, нарушается утилизация глюкозы и возрастает уровень лактата, страдают другие виды метаболизма. Наиболее тяжело переносят отравление угарным газом лица с анемиями, гематологическими расстройствами и хроническими сердечно-легочными заболеваниями, особенно в пожилом возрасте.

Угарный газ легко диффундирует через плаценту и может связываться с фетальным гемоглобином плода, причем уровень образующегося карбоксигемоглобина может быть на 10-15% выше, чем у матери. Эта разница обусловлена более медленной скоростью диссоциации COHb у плода — в 5 раз медленнее, чем в организме матери [12]. Острое отравление, относительно благополучно протекающее у матери, может привести к внутриутробной гибели плода вследствие аноксической энцефалопатии, в том числе «отсроченной». В начальные сроки беременности гипоксия плода может вести к выкидышу или порокам развития; в поздние сроки возможны преждевременные роды или рождение живого ребенка с выраженной энцефалопатией. Эти изменения зафиксированы при уровне COНb у плода свыше 15% [6].

Клиника хронического отравления СО развивается при длительном действии малых (меньше 0,1 мг/л) концентраций СО, не снижающих содержания HbО₂ в крови. Со стороны сердечно-сосудистой системы наблюдаются более тяжелые нарушения, чем при остром отравлении, причем они могут выявляться спустя 1-1,5 года после прекращения контакта с СО. Гипоксия, ассоциированная с хронической интоксикацией СО, может сопровождаться развитием психоневрологических расстройств и нарушениями функции других систем организма [6].

Одной из наиболее распространенных причин хронической интоксикации угарным газом является курение. У курящих отмечается увеличение уровня HbCO в крови до 15-22% [13]. У «пассивных» курильщиков, находящихся под воздействием табачного дыма, уровень HbCO в крови может быть увеличенным до 2-3% [3].

Накопления метгемоглобина в организме обычно не происходит, поскольку способность эритроцитов восстанавливать окисленный гем во много раз превышает скорость его спонтанного окисления. Восстановление Hi в Hb осуществляется с помощью специальных систем, главным компонентом которых является цитохром b5-редуктаза (НАД×Н-метгемоглобинредуктаза) — на ее долю приходится около 70% восстановленного гемоглобина, а также аскорбиновая кислота (12-16%) и глутатион (9-12%). Еще один путь восстановления Hi связан с ферментом НАДФ×Н-метгемоглобинредуктазой, которая активируется экзогенными акцепторами электронов, например, рибофлавином и метиленовым синим. На долю НАДФ×Н-метгемоглобинредуктазы приходится 5-6% восстановленного гемоглобина [14].

При абсолютной или относительной недостаточности восстанавливающих систем в эритроцитах развиваются метгемоглобинемии — обусловленные различными факторами заболевания, при которых содержание Hi в крови превышает физиологическую норму (1-2% от общего количества Hb). Выделяют первичные (наследственные) метгемоглобинемии, связанные с недостатком ферментов восстановления Hi либо с присутствием аномальных гемоглобинов, а также вторичные (приобретенные, токсические) метгемоглобинемии экзогенного и эндогенного происхождения. Увеличение уровня Hi в крови при этих состояниях приводит к нарушению оксигенации крови и тканей с развитием гипоксии и, как правило, цианоза.

Степень выраженности клинических проявлений зависит от количества Hi, скорости развития метгемоглобинемии и компенсаторных возможностей организма. Повышение Hi до 10% чаще всего не дает клинически выраженных проявлений. При уровне Hi в пределах 10-20% появляется цианоз слизистых и кожных покровов, возникают общая слабость, недомогание, ослабление памяти, раздражительность, головные боли. При содержании Hi 30-50% к вышеперечисленным симптомам присоединяются боли в сердце различного характера, одышка, головокружение, резко выраженный цианоз. Возможно появление неврологической симптоматики, связанной с нарушением процессов десатурации и элонгации ненасыщенных жирных кислот в нейронах.

При врожденных метгемоглобинемиях венозная кровь у пациентов имеет шоколадно-коричневый оттенок и не алеет при соприкосновении с воздухом; общий и биохимический анализы крови — без больших отклонений от нормы. Цианоз кожи и видимых слизистых оболочек проявляется от рождения; окраска кожных покровов варьирует от сероземлистой до темно-фиолетовой. Однако в легких случаях продолжительность жизни пациентов не страдает; в основном пациенты, скорее, «синие», чем «больные» [15]. В тяжелых случаях заболевание проявляется разлитым цианозом, задержкой психомоторного развития, микроцефалией и приводит к смерти больных в первые годы жизни.

К токсическим метгемоглобинемиям эндогенного происхождения относится так называемый энтерогенный цианоз — редкая патология, связанная с поражением кишечника и высасыванием избыточно образующихся в нем веществ — метгемоглобинобразователей. Встречается он преимущественно у детей и имеет многофакторное происхождение: возможно, играет роль излишняя колонизация кишечника бактериями, вырабатывающими нитраты и другие вещества-окислители, а также ускоренное аутоокисление гемоглобина в условиях ацидоза и гиперхлоремии [15].

Токсические метгемоглобинемии экзогенного происхождения развиваются при воздействии химических и некоторых лекарственных средств. Основными метгемоглобинобразователями являются нитросоединения (нитриты и нитраты, в том числе нитроглицерин, нитрофенолы, нитроанилин и др.); аминосоединения (анилин и его производные в составе красителей, чернил, красок, аминофенолы, p-аминобензойная кислота и др.); окислители (хлораты, перманганаты, галогениды, хиноны и др.); некоторые красители (метиленовая синь); лекарственные вещества (основной субнитрат висмута, фурадонин, новокаин, сульфаниламиды, ПАСК, аспирин, фенотиазин и др.) [2]. Попав в организм, эти соединения непосредственно окисляют Fe 2+ в составе гемоглобина либо метаболизируются с образованием продуктов, которые обладают этим свойством.

В основе токсического влияния метгемоглобинобразователей лежат резкое снижение кислородной емкости крови (артериальная гипоксемия), уменьшение артериовенозной разницы по кислороду вследствие ухудшения диссоциации оксигемоглобина, гипокапния и респираторный алкалоз.

При токсической метгемоглобинемии оксигенотерапия не приводит к устранению цианоза. Более того, назначение кислорода может сопровождаться повышением уровня метгемоглобина в крови.

Таблица.
Основные дериваты гемоглобина (по Кушаковскому М.С., 1968)

Название

Степень окисления атома железа в геме

Восстановленный гемоглобин, дезоксигемоглобин

Источник