Acute poisoning with carbon monoxide.

Full Text

Токсикологическая характеристика моноксида углерода. Химическая структура моноксида углерода (СО, угарный газ) была впервые установлена У.Крушнэйком в 1800 г. Он показал, что в состав молекулы этого газа входят углерод и кислород. Большую роль в изучении его токсического действия сыграл Дж.Холдейн, который провел серию экспериментов, в т. ч. и на себе, и описал симптоматику отравления в зависимости от парциального давления этого газа во вдыхаемом воздухе и экспозиции [17]. Летальность от отравления моноксидом углерода среди ингаляционных интоксикаций занимает ведущее место в мире [3, 14]. В Российской Федерации смертность от воздействия СО в структуре острых отравлений находится на втором месте после интоксикации этанолом и его суррогатами. Так, в 2006 г. в России летальные исходы при отравлении моноксидом углерода составляли 21% от общего количества острых отравлений, а в 2016 г. - 22,2% [10]. Отравление угарным газом наиболее часто происходит в результате воздействия химического фактора на пожаре. Помимо этого, острая интоксикация СО может произойти вследствие нарушения правил безопасности эксплуатации отопительных систем, воздействия вредных факторов производства, совершения суицидальных попыток и др. [3, 14]. В Вооруженных Силах РФ моноксид углерода также является одним из важнейших причинных факторов острых отравлений. В условиях мирного времени острая интоксикация СО может произойти на объектах вследствие аварийных ситуаций, сопровождающихся пожарами, при воздействии взрывных и пороховых газов на различных учениях, эксплуатации техники в плохо вентилируемых помещениях, привлечении военнослужащих для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. В ходе боевых действий личный состав может попадать в зоны пожаров, сформировавшихся после применения обычных видов оружия или оружия массового поражения, действовать в сложной ситуации, вызванной применением боевых дымов и дымовых завес, подвергаться воздействию огнеcмесей [5-7]. Серьезная опасность отравления моноксидом углерода связана с тем, что этот газ, не имея цвета и запаха, не обнаруживается органами чувств, и по этой причине человек не может вовремя определить наличие СО и, следовательно, адекватно оценить сложившуюся токсикологическую ситуацию [24]. Токсический эффект развивается при вдыхании воздуха с концентрацией СО, равной 0,1-0,12 об.% (1000-1200 ppm). Нахождение в атмосфере с содержанием СО в концентрации более 1 об.% (10000 ppm) в течение 1-3 мин ведет к летальному исходу [6]. Токсикокинетика моноксида углерода достаточно хорошо изучена. Его поступление в организм происходит ингаляционным путем. Динамика этого процесса зависит от парциального давления моноксида углерода и кислорода во вдыхаемом воздухе. Легко преодолевая аэрогематический барьер, молекулы СО попадают в эритроциты, где связываются с атомами железа (Fe2+) гемоглобина, образуя карбоксигемоглобин (HbCO), который распространяется с током крови по организму. На скорость диссоциации карбоксигемоглобина влияют различные факторы. Так, она возрастает при уменьшении концентрации СО и увеличении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, увеличении давления вдыхаемой смеси. Экскретируется моноксид углерод в основном через дыхательные пути с выдыхаемым воздухом, в небольшом количестве выделяется через кожу (0,007 мл/ч), несколько больше - через желудочно-кишечный тракт и почки. После прекращения вдыхания СО 60-70% яда выделяется из организма в течение первого часа. За 4 ч удаляется 96% адсорбированного организмом количества этого газа. Независимо от тяжести отравления находящийся в крови СО полностью выводится в течение 12 ч после прекращения контакта с ядом [3]. Основной механизм острого действия моноксида углерода обусловлен образованием HbCO, не способного транспортировать кислород. Помимо этого, при взаимодействии СО и гемоглобина происходят конформационные изменения молекулы последнего, что приводит к затруднению диссоциации оксигемоглобина и уменьшению отдачи кислорода тканям (эффект Холдена) [23]. Поступая в мышечную ткань, моноксид углерода взаимодействует с миоглобином с образованием карбоксимиоглобина, тем самым нарушая функцию снабжения мышц кислородом. При достижении концентрации карбоксимиоглобина свыше 20-25% происходит значительное снижение интенсивности окислительного фосфорилирования в миоцитах [24]. Клинически это проявляется в развитии мышечной слабости, пострадавший не может самостоятельно выбраться из очага поражения. Вышеописанные механизмы острого действия СО приводят к развитию гипоксии, которая может стать причиной гибели пострадавших. Помимо острого действия, отравление СО приводит к развитию отдаленных нарушений. Имеется значительное количество научных работ, доказывающих, что, кроме развития гемической гипоксии, моноксид углерода, попадая в организм, запускает другие патологические каскады. Экспериментально установлено, что воздействие СО может инициировать опосредованное поражение структур центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы в отдаленный период интоксикации вследствие торможения биоэнергетических процессов в митохондриях, активации процессов программируемой клеточной гибели, угнетения антирадикальной защиты клетки и запуска моноксидативного стресса, воздействия на систему вторичной клеточной сигнализации и др. Данные механизмы действия могут объяснить вариабельность клинических симптомов, которые развиваются у отравленных моноксидом углерода [3, 15, 26]. Клиника отравления моноксидом углерода. В клинике интоксикации моноксидом углерода выделяют типичную, синкопальную и эйфорическую формы. Наиболее часто встречается типичная форма, которая может быть охарактеризована по степени тяжести отравления (легкая, средняя и тяжелая) в зависимости от содержания карбоксигемоглобина в крови и клинических проявлений интоксикации [6]. Первыми на воздействие моноксида углерода реагируют органы с высоким потреблением кислорода, такие как головной мозг и сердце, что обуславливает клиническую картину острой интоксикации [27]. Начало контакта с моноксидом углерода протекает бессимптомно. Затем у пострадавшего развивается головная боль (преимущественно в височной области), головокружение, тошнота и рвота. Отмечается выраженный миоз, плавающие движения глазных яблок, анизокория. Резкое возбуждение сменяется оглушением, сонливостью, возможны зрительно-слуховые галлюцинации. По мере увеличения концентрации яда в организме происходит угнетение сознания вплоть до комы. Коматозное состояние сопровождается мышечным гипертонусом, появлением патологических рефлексов, иногда наблюдаются тонические судороги. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются в виде гипертензионного синдрома с выраженной тахикардией, со стороны дыхательной системы - увеличения частоты дыхательных движений и одышки, сменяющимися урежением дыхания [3, 12, 27]. Летальный исход у таких пострадавших обусловлен выраженной гипоксией головного мозга, угнетением дыхательного и сосудисто-двигательного центров, отеком головного мозга [15]. При снижении концентрации моноксида углерода во вдыхаемом воздухе и своевременном проведении лечебных мероприятий пострадавший выходит из коматозного состояния. После прекращения контакта с ядом исчезают проявления острого отравления [3]. Тем не менее после этого могут развиться отдаленные нарушения функций организма [11]. У пациентов, перенесших тяжелое отравление СО с потерей сознания и увеличением концентрации карбоксигемоглобина в крови свыше 25%, после асимптоматического периода развиваются отдаленные нарушения функций центральной нервной [11, 19, 20] и сердечно-сосудистой систем [2]. Со стороны центральной нервной системы они проявляются в виде корковых нарушений зрения, нарушения процессов обучения, кратковременной и долговременной памяти [21], моторных функций [18]. Основными проявлениями токсического поражения миокарда являются тахикардия, нарушение реполяризации, стойкая желудочковая экстрасистолия, признаки электрической нестабильности миокарда [2, 3]. Диагностика острого отравления моноксидом углерода основывается на анамнезе, клинической картине и показателях содержания HbCO в крови и тканях пострадавших [12]. Качественное определение содержания карбоксигемоглобина в крови пострадавшего можно выполнить экспресс-методом при помощи различных проб: с разведением водой, с кипячением, со щелочью, с формалином и др. [6]. Имеется прямая взаимосвязь между содержанием HbCO в крови и парциальным давлением СО во вдыхаемом воздухе, однако в клинической практике тяжесть состояния больного не всегда соответствует содержанию деривата гемоглобина в крови [17]. К тому же портативными газоанализаторами, позволяющими оценить содержание HbCО в крови пострадавших, по табелю мирного времени оснащены только военные госпитали емкостью от 600 коек и более. Таким образом, для определения степени тяжести отравления в первую очередь необходимо ориентироваться на анамнез и клиническую картину интоксикации [12]. Порядок оказания помощи при отравлении моноксидом углерода в Вооруженных Силах РФ. Общие требования к оказанию помощи пострадавшим, подвергшимся интоксикации СО, в Российской Федерации определены «Порядком оказания медицинской помощи больным с острыми химическими отравлениями» [9]. При оказании первой и медицинской помощи определяющее значение имеет своевременная диагностика, быстрота оказания помощи, правильное решение вопросов этапного лечения и скорейшая эвакуация пострадавших на этап специализированной медицинской помощи. В воинских частях при обнаружении пострадавшего первая помощь ему оказывается на месте сослуживцами по подразделению, санитарами, санитарными инструкторами. Для скорейшего прекращения поступления яда в организм используются средства защиты органов дыхания, осуществляется эвакуация пострадавшего из зараженной зоны [7]. В условиях пожара используются индивидуальные средства защиты органов дыхания - изолирующие и фильтрующие противогазы. Фильтрующий противогаз должен быть оснащен дополнительным комплектом, в состав которого входит патрон ДП-2, содержащий осушитель, гопкалит и катализатор. Следует помнить, что при содержании моноксида углерода свыше 1 об.% и при парциальном давлении кислорода в воздухе менее 17% указанный комплект малоэффективен. В этих случаях необходимо пользоваться изолирующими противогазами. При бессознательном состоянии пострадавшего проводится оценка витальных функций и в случае необходимости - мероприятия первичного реанимационного комплекса [4]. Одновременно с этим необходимо вызвать медицинских работников воинской части или бригады гражданской скорой медицинской помощи [9]. Первичная медико-санитарная помощь пострадавшим на догоспитальном этапе включает оказание первичной доврачебной и первичной врачебной помощи [8]. Первичная доврачебная медико-санитарная помощь оказывается фельдшерами или другими медицинскими работниками со средним медицинским образованием. Она включает мероприятия по восстановлению проходимости дыхательных путей, проведение этиотропной терапии. Согласно Федеральным клиническим рекомендациям «Токсическое действие окиси углерода», в качестве средств этиотропной терапии используются кислород и ацизол [12]. Кислородотерапия проводится в виде оксигенации - нормобарической и гипербарической (ГБО). Лечебное действие нормобарической оксигенации заключается в более быстрой диссоциации HbCO и скорейшей элиминации моноксида углерода из организма. Механизм действия ГБО при интоксикации моноксидом углерода может быть связан с увеличением насыщения тканей кислородом и более быстрой элиминацией СО из организма, увеличением продукции аденозинтрифосфата. Режим кислородотерапии влияет на скорость диссоциации карбоксигемоглобина. Так, период полураспада HbCO при дыхании атмосферным воздухом составляет около 320 мин, при ингаляции 100% кислорода снижается до 71 мин, а при проведении ГБО (30% - кислород, избыточное давление 1,5 ати) - до 21 мин [15]. Другим табельным антидотом моноксида углерода, используемым в ВС РФ, является ацизол. Ацизол - комплексное цинкорганическое соединение, используется в форме раствора для инъекций (амп. 6% - 1 мл). Препарат вводится внутримышечно в дозе 60 мг (1 мл) в возможно более ранние сроки после воздействия угарного газа. В случае тяжелого отравления его вводят трехкратно в течение 2 ч, далее по 60 мг (1 мл) 2 раза в сутки [7]. С целью профилактики отравлений моноксидом углерода ацизол вводится внутримышечно в дозе 60 мг (1 мл) за 30 мин до вхождения в зону загазованности. Механизм антидотного действия ацизола основан на его способности снижать сродство гемоглобина к моноксиду углерода, улучшать кислородосвязывающую и газотранспортную функции крови [1]. Первичная врачебная медико-санитарная помощь оказывается врачами медицинского пункта, медицинской роты, отдельного медицинского батальона (отряда), имеющими профессиональную подготовку по клинической медицине. Этот вид помощи включает непрерывную ингаляцию кислорода с его содержанием в дыхательной смеси 80-100%. Продолжительность мероприятия определяется степенью тяжести интоксикации и общим состоянием пострадавшего. При наличии показаний проводится искусственная вентиляция легких мешком Амбу, при возбуждении и судорогах - внутримышечное введение диазепама. При возможности вызывается бригада скорой медицинской помощи гражданской системы здравоохранения и осуществляется скорейшая эвакуация пострадавшего в сопровождении врача (фельдшера) в медицинскую организацию, оказывающую специализированную медицинскую помощь (в т. ч. проведение гипербарической оксигенации) [8]. В госпитальных условиях оказание медицинской помощи подвергшимся воздействию СО осуществляется в отделении реанимации и интенсивной терапии (в госпиталях до 599 коек) или в центре анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии (в госпитале от 600 коек). За оказание медицинской помощи отвечает нештатный токсиколог, назначенный начальником госпиталя или медицинской службы гарнизона из числа врачей анестезиологов-реаниматологов, прошедших профессиональную переподготовку по специальности «токсикология». Пострадавшие с острым отравлением СО, переведенные из отделения реанимации и интенсивной терапии в результате улучшения их состояния, продолжают лечение в терапевтическом отделении [8]. При наличии осложнений со стороны центральной нервной системы дальнейшее лечение пострадавших проводится в отделении неврологии. Практически у всех больных, перенесших острую интоксикацию с тяжелыми психоневрологическими расстройствами (кома, интоксикационный психоз), в период восстановления отмечается выраженное астеническое состояние, астеновегетативный, астеноневротический, астеноорганический синдромы, возможно формирование синдрома экстрапирамидных нарушений и мозжечково-вестибулярного синдрома. Реабилитация пострадавших от отравления угарным газом по завершении стационарного лечения осуществляется в военных санаториях для больных заболеваниями нервной системы. Военнослужащие, перенесшие отравление СО, по завершении лечения подлежат медицинскому освидетельствованию по статье 84 «Положения о военно-врачебной экспертизе», утвержденного постановлением Правительства РФ от 4 июля 2013 г. № 565. При наличии отдаленных последствий отравления (неврологические расстройства, нарушения функций сердечно-сосудистой системы и др.) медицинское освидетельствование осуществляется по соответствующим статьям Расписания болезней. Перспективные направления лечения отравлений моноксидом углерода. В процессе поиска новых антидотов СО экспериментально была установлена эффективность применения гидроксикобаламина в восстановленной форме (В12r). Предполагается, что гидроксикобаламин за счет наличия в его структуре кобальта способствует окислению СО в крови, что может способствовать более быстрому выведению моноксида углерода из организма в форме СО2. [25]. Так как гидроксикобаламин малотоксичен и обладает большой терапевтической широтой, он может рассматриваться как перспективный антидот СО. Еще одним направлением к антидотной терапии отравления СО является применение соединений, связывающих моноксид углерода. Одним из таких соединений является модифицированный нейроглобин. Было установлено, что замена в нейроглобине дистального гистидина на глутамин (H64Q) и присоединение 3 молекул цистеина приводит к образованию гемопротеина, имеющего пять координационных связей (Ngh-H64Q-CCC). В экспериментальных исследованиях было продемонстрировано, что данная молекула обладает высоким аффинитетом к СО и связывает его в 500 раз сильнее, чем гемоглобин. Механизм действия модифицированного нейроглобина заключается в способности поглощать СО и выводить его из организма через почки в виде нетоксичного комплекса [13]. Таким образом, применение этого соединения может быть еще одним потенциальным направлением этиотропной терапии интоксикации СО. Применение средств этиотропной терапии недостаточно для полного восстановления перенесших интоксикацию моноксидом углерода [15]. Для предотвращения развития отдаленных нарушений функций организма целесообразно проводить патогенетическую терапию. Ее основными направлениями являются: ограничение моноксидативного стресса [22], предотвращение развития провоспалительного каскада [23], устранение патологической активации апоптоза [24], нормализация функционирования ионных каналов и др. Таким образом, комбинированная терапия, направленная на устранение гемической гипоксии и опосредованных патологических механизмов действия СО, может значительно улучшить исход интоксикации. Заключение Острое отравление моноксидом углерода - достаточно распространенная патология в России и во всем мире. Знание клиники интоксикации, доступных экспресс-методов определения содержания карбоксигемоглобина в крови является необходимым условием для установления факта отравления, определения степени тяжести и своевременного начала этиотропной терапии. Для совершенствования системы оказания помощи военнослужащим, подвергшимся интоксикации угарным газом, представляется необходимым: - оснащение санитаров и санитарных инструкторов изолирующими противогазами для использования при эвакуации пострадавших из зоны поражения; - оснащение этапов медицинской эвакуации портативными приборами для определения содержания карбоксигемоглобина в крови с целью своевременного установления факта и степени тяжести интоксикации; - поиск новых средств этиотропной терапии ввиду сложности проведения оксигенобаротерапии в условиях массового поступления пораженных; - в комплекс лечебных мероприятий для предотвращения отдаленных нарушений функций организма включать патогенетическую терапию, направленную на снижение оксидативного стресса, патологической активации апоптоза и др.

About the authors

V. A Basharin

Yu. Sh Khalimov

P. G Tolkach

Email: pgtolkach@gmail.com

V. G Kuzmich

References

Supplementary files