Механизм действия и патогенез интоксикации СО.

Оксид углерода с вдыхаемым воздухом попадает в лёгкие, а затем в кровь. Оксид углерода, проникший в кровь, вступает во взаимодействие с гемоглобином (Hb) эритроцитов, образуя карбоксигемоглобин (HbCO), не способный к транспорту кислорода. Развивается гемический тип гипоксии. Оксид углерода способен взаимодействовать как с восстановленной (Hb), так и с окисленной (HbO) формой гемоглобина, поскольку в обеих формах железо двухвалентно.

Эта реакция резко сдвинута вправо и носит обратимый характер. Сдвиг реакции вправо обусловлен более высоким "сродством" оксида углерода к гемоглобину, по сравнению с кислородом.

Доказано, что повышение сродства гемоглобина к оксиду углерода не означает увеличение скорости присоединения яда к гемоглобину. Экспериментально установлено, что скорость присоединения яда к гемоглобину в 10 раз меньше скорости связывания кислорода с гемоглобином. В тоже время скорость диссоциации карбоксигемоглобина, примерно в 3600 раз меньше скорости диссоциации оксигемоглобина. Поэтому сродство оксида углерода к гемоглобину крови человека превосходит сродство кислорода в 290-360 раз.

Карбоксигемоглобин не способен транспортировать кислород. Развивается гемический тип гипоксии.

Различия в степени сродства оксида углерода к гемоглобину зависят от структуры белковой части гемоглобина. В результате этих особенностей взаимодействия яда с гемоглобином создаются условия, при которых оксид углерода даже в незначительных количествах, содержащихся во вдыхаемом воздухе, вызывает отравления. В состоянии равновесия СО, в концентрации 1 объёмная часть на 1000 объёмных частей воздуха, превращает 50% гемоглобина крови человека в карбоксигемоглобин, в результате развивается тяжёлая форма кислородной недостаточности, которая обусловлена выключением значительной части гемоглобина из транспортной функции – переноса кислорода.

Как правило, в реальных условиях, концентрация 0,1% СО во вдыхаемом воздухе обусловливает образование около 10% карбоксигемоглобина в крови.

Степень развития кислородной недостаточности зависит не только от количественного выключения какой-то части гемоглобина, связанного с оксидом углерода, но и от того влияния, которое оказывает образовавшийся карбоксигемоглобин на процессы окисления и восстановления гемов под влиянием кислорода.

Дополнительным механизмом токсического действия СО на гемоглобин является механизм нарушения кооперативно­го взаимодействия. Молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц. Присоединение кислорода к одной единице об­легчает присоединение к трём остальным.

Как было показано Дж. Холденом в его классических опытах по физиологии дыхания, угарный газ нарушает так называемое гем-гем-взаимодействие. Присоединение СО хотя бы к одной субъ­единице гема резко повышает сродство кислорода к железу гема. В результате процесс диссоциации НЬО в тканях резко затрудня­ется, т. е. остальные три субъединицы гема «не работают». Данный эффект ещё более усиливается по мере развития интоксикации и понижения парциального давления СО₂ в крови и тканях, что опи­сывается как эффект Бора.

Угарный газ взаимодействует не только с гемоглобином, но так­же с цитохромами цепи дыхательных ферментов (цитохромом-а, цитохромом-с), угнетая тем самым биоэнергетические процессы в тканях. Цитохромы становятся уязвимыми в состоянии Fe⁺², в котором они находятся в условиях гипоксии. Так замыкается «порочный круг»: инактивация гемоглобина приводит к гипо­ксии, которая усугубляется ингибированием цепи дыхательных ферментов.

Угарный газ активно взаимодействует с миоглобином. Миоглобин – мышечный аналог гемоглобина, состоящий из одной моле­кулы глобина, связанной с гемом, в поперечно-полосатой мускула­туре выполняет функцию депо кислорода. Взаимодействие оксида углерода с миоглобином приводит к образованию карбоксимиоглобина. Нарушается обеспечение работающих мышц кислородом. Этим объясняют развитие у отравленных такого типичного для отравлений угарным газом симптома, как резко выраженная мышечная слабость. Образованием карбоксимиоглобина объясня­ют другой типичный симптом: розовое окрашивание кожных по­кровов. Однако следует иметь в виду, что этот симптом выражен, как правило, при ингаляции «чистого» угарного газа, например при нарушении правил пользования печами (раннее закрытие печной трубы). При поражении продуктами горения на пожаре розовое окрашивание кожных покровов встречается не часто, посколь­ку пострадавшие доставляются со следами сажи и копоти на покровах.

Механизм остановки дыхания при молниеносной форме рефлекторный. Сверхбольшая концентрация СО вызывает пере­возбуждение хеморецепторов каротидного гломуса. Избыточная афферентация из каротидного гломуса вызывает запредельное тор­можение в стволовых центрах – дыхательном и сосудодвигатель­ном.