Токсикология оксида углерода

8.3.1. Возможные причины острых отравлений

Оксид углерода (угарный газ) является продуктом неполного сгорания углерода. Он образуется в качестве примеси везде, где происходит горение углеродсодержащих веществ (топка печей, эксплуатация двигателей внут­реннего сгорания, горение древесины, горение полимерных материалов и проч.).

Групповые (массовые) поражение угарным газом возможны в резуль­тате следующих причин:

1- Пожары. В 30-35% случаях смерть на пожарах обусловлена не тер­мической травой (ожоги), а изолированным токсическим действием продук­тов горения. Основной компонент продуктов горения - угарный газ. В РФ в ^г- на пожарах погибло почти 14000 человек.

2. Нарушение правил эксплуатации отопительных устройств (печей, каминов, калориферов и др.). Основным нарушением правил эксплуатации отопительных устройств является преждевременное прекращение доступа кислорода: закрытие вьюшки в печи, шибера в камине и проч. В результате в условиях дефицита кислорода углеводородное сырье (дрова, уголь и проч.) выделяет не углекислый газ, оксид углерода - угарный газ. В результате не­правильной эксплуатации отопительных устройств, работающих на экзотер­мическом выделении тепла при сгорании дров, угля или углеводородного сырья происходит заполнение помещения угарным газом, что и является причиной острого отравления лиц, находящихся в помещении.

3. Работа двигателей внутреннего сгорания в замкнутом пространстве (в ангарах, гаражах и проч.). При работе двигателей в замкнутом плохо вен­тилируемом пространстве довольно быстро нарастает содержание угарного газа, как одного из продуктов выхлопных газов. У людей, находящихся в данном помещении, возникает острое отравление угарным газом.

4. Взрывные и пороховые газы - содержат угарный газ, что может при­вести к острым отравлениям.

5. Движение автоколонны в условиях лесистой местности или в ущель­ях и «низинах». Движение автоколонн осуществляется с малой скоростью (20-40 км/ч). Лесистый или «низинный» рельеф местности не позволяет про­ходить смене воздушных масс. В результате в приземном слое воздушных ьмасс накапливаются выхлопные газы с большим содержанием оксида угле­рода. Экипаж машин, замыкающих колонну, подвергается риску получить отравление угарным газом.

8.3.2. Физико-химические свойства

Угарный газ (СО) - бесцветный газ, не имеющий запаха. Плотность по воздуху 0,97. Поскольку газ легче воздуха зоны нестойкого химического за­ражения на открытом пространстве могут формироваться лишь в очагах об­ширных пожаров.

В воде и плазме крови растворяется мало (около 2% по объему), лучше в спирте.

Плохо сорбируется активированным углем и другими пористыми мате­риалами, что не позволяет использовать для защиты обычный фильтрующий противогаз (!)

На воздухе горит синим пламенем с образованием диоксида углерода. При нормальной температуре превращение СО в СО, идет при участии ката­лизаторов, например гопкалита: смеси двуокиси марганца (60%) и окиси ме­ди (40%).

8.3.3. Токсикокинетика

Токсичность. Отчетливая клиника острого поражения развивается при содержании угарного газа в воздухе более 0,1 об.%. Пребывание в атмосфере, содержащей 0,01 об.% угарного газа (0,2 мг/л) при физической нагрузке до­пустимо не долее 1 часа.

Токсикокинетика. Единственный способ поступления газа в орга­низм - ингаляционный. Оксид углерода при вдыхании зараженного воздуха легко преодолевает аэро-гематический барьер и проникает в кровь. Скорость насыщения крови оксидом углерода увеличивается при физической нагрузке. Выделение оксида углерода из организма происходит в неизмененном со­стоянии также через легкие. Период полувыведения составляет 2-4 часа.

8.3.4. Механизмы токсического действия

«Структурой-мишенью» для оксида углерода являются хромопротеи- ды, содержащие двухвалентное железо. Оксид углерода активно взаимодей­ствует с многочисленными гем-содержащими протеидами: гемоглобином, миоглобином, цитохромами дыхательной цепи и др (рис. 14). С трехвалент­ным железом вещество не взаимодействует.

Рисунок 14. Механизмы токсического действия оксида углерода (схема).

В первую очередь оксид углерода, проникший в кровь, вступает во взаимодействие с двухвалентным железом гемоглобина (НЬ) эритроцитов, образуя карбоксигемоглобин (НЬСО). Относительное сродство гемоглобина ^к оксиду углерода (СО) примерно в 300-350 раз выше, чем к кислороду.

Карбокисгемоглобин не способен транспортировать кислород. Раз­вивается гемический тип гипоксии.

Дополнительным механизмом токсического действия СО на гемогло- '" является механизм нарушения кооперативного взаимодействия. По су­ществующим последние 100 лет представлениям они состоят в следующем. ^ак бвдо показано Дж. Холдейном в его классических опытах по физиоло­гии дыхания, угарный газ нарушает так называемое «гем-гем» взаимодейст­вие. Молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц. Присоединение кислорода к одной единице облегчает присоединение к трем остальным. Этот феномен описывается как кооперативное взаимодействие гемоглобина, кото­рое объясняет «S-образный» характер «кривой Холдена», описывающей на­сыщения кислородом гемоглобина (рис. 15). В диапазоне концентраций ки­слорода 20-30 мм рт.ст. происходит не линейное, а лавинообразное насыще­ние гемоглобина кислородом.

Рисунок 15. Зависимость концентрации оксигемоглобина от концентрации кислорода («кривая Холдена»).

Угарный газ нарушает кооперативное взаимодействие. Присоединение СО хотя бы к одной субъединице гемма резко повышает сродство кислорода к железу гемма. В результате процесс диссоциации НЬО в тканях резко за­трудняется, т.е. остальные три субъединицы гемма «не работают». Данный эффект еще более усиливается по мере развития интоксикации и понижения парциального давления С0₂ в крови и тканях, что описывается как эффект Бора.

Во-вторых, угарный газ взаимодействует не только с гемоглобином, но также с цитохромами цепи дыхательных ферментов (цитохромом-а, цито- хромом-с), угнетая тем самым биоэнергетические процессы в тканях. Цито- хромы 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.

Наконец, в-гретьих, угарный газ активно взаимодействует с миоглоби- ном (сродство в 14-50 раз выше, чем к кислороду). Миоглобин - мышечный аналог гемоглобина, состоящий из одной молекулы глобина, связанной с ге- мом, в поперечно-полосатой мускулатуре функцию депо кислорода. Взаимо­действие оксида углерода с миоглобином приводит к образованию карбокси- миоглобина. Нарушается обеспечение работающих мышц кислородом. Этим объясняют развитие у отравленных такого типичного для отравлений угар­ным газом симптома, как брутально выраженной мышечной слабости. Обра­зованием карбоксиМИО-глобина 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 пользование 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.

Дата добавления: 2014-11-06; просмотров: 618; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!