Bezbarwny, bezwonny...
i zabija
SYNONIMY: Carbon monoxide; Carbon oxide; Czad
SKŁADNIKI: tlenek węgla
POSTAĆ: gaz
BARWA: bezbarwny
ZASTOSOWANIE: składnik gazu świetlnego; w syntezie organicznej
Drogi wchłaniania i wydalania.
Wchłania się wyłącznie przez układ oddechowy i tą samą drogą jest wydalany.
Okres półtrwania.
W temperaturze pokojowej zależnie od wentylacji minutowej 3 - 4 godz.
Dawki (stężenia) śmiertelne i toksyczne.
Trudno o jednoznaczną ocenę. Efekty toksycznego działania zależą od stężenia i czasu ekspozycji. Oddychanie powietrzem z domieszką CO 0,2% prowadzi do ostrego zatrucia. Objawy kliniczne występują po osobniczo różnym czasie i nie zawsze korelują ze stężeniem karboksyhemoglobiny (COHb) we krwi. W Polsce NDS wynosi 30 mg/m3 .
Mechanizm zatrucia.
Tlenek węgla jest gazem duszącym chemicznie. Oddychanie mieszaniną gazów zawierającą CO prowadzi do niedotlenienia anemiczno-cytoksyczno-zastoinowego. Ulegają zwolnieniu oksydacyjne procesy metaboliczne, w komórkach gromadzą się kwaśne metabolity, zmniejsza się napięcie ścian naczyń mózgowych z następowym rozszerzeniem tętnic. W fazie rozszerzenia przepływ krwi przewyższa potrzeby komórek nerwowych, prowadząc w efekcie do przekrwienia mózgu.
Tlenek węgla blokuje transport tlenu poprzez konkurencyjne wiązanie z atomem żelaza w cząsteczce hemu. Powinowactwo CO do hemoglobiny (Hb), ferrytyny i mioglobiny jest 200 - 300 razy większe aniżeli powinowactwo tlenu. Jednocześnie CO przesuwa krzywą desocjacji oksyhemoglobiny w lewo, co utrudnia odłączanie tlenu w tkankach. Z tego powodu mimo (relatywnie do potrzeb) dostatecznej ilości oksyhemoglobiny rozwija się ciężka hipoksja tkankowa i kwasica mleczanowa.
Tlenek węgla wiąze się także z oxydazą cytochromową in vitro. In vivo blokowanie to jest nieco słabsze, ale także prowadzi do znacznego zahamowania oddychania tkankowego. Ten mechanizm według niektórych autorów tłumaczy złą korelacją między obrazem zatrucia a stężeniem COHb we krwi. Jest to dodatkowa przyczyna uszkodzeń narządów szczególnie wrażliwych na niedotlenienie (serce, mózg).
Objawy zatrucia
W początkowym okresie występują bóle, zawroty głowy, uczucie tętnienia w skroniach, osłabienie słuchu, szum w uszach, postępujące zobojętnienie, które uniemożliwia pacjentowi trzeźwą ocenę sytuacji i próby samoratowania się. Następnie pojawiają się nudności, wymioty, zaburzenia świadomości aż do śpiączki, z bezwiednim oddawaniem moczu i stolca. W miarę upływu czasu narastają objawy obrzęku mózgu: wzmożone napięcie i drżenie mięśniowe, drgawki, prężenie odmóżdżeniowe, wygórowane odruchy fizjologiczne. Odruchy patologiczne Babińskiego i Oppenheima, objaw pływających gałek ocznych i anizokoria są o zmiennym nasileniu i lateralizacji. Oddech pogłębia się i przyspiesza. Może być "maszynowy" lub typu Cheyn'a-Stokesa. Pojawia się szczękościsk, zaleganie wydzieliny w jamie ustnej i drogach oddechowych.
Uszkodzenie przez tlenek węgla okolic śródmózgowia powoduje zaburzenia metabolizmu węglowodanów. W centralnym układzie nerwowym osób zmarłych z powodu zatrucia CO stwierdza się zmiany anatomiczne pod postacią obrzęku mózgu, ognisk martwicy krwotocznej, rozszerzenia naczyń i licznych wybroczyn. Charakterystyczna jest obustronna martwica gałki bladej. Zmiany tego typu występują również w substancji szarej hipokampa, kory móżdżku i mózgu.
Serce - jest kolejnym - po mózgu - narządem szczególnie zagrożonym i wrażliwym na niedotlenienie, spowodowane zatruciem CO. Objawy manifestują się tachykardią, hipotensją. A w ciężkich przypadkach i u osób z istniejącą uprzednio chorobą serca może dojść do niewydolności, wstrząsu i zatrzymania krążenia. Rzadko występuje arytmia u osób nie obciążonych chorobami serca (Lasater, 1986). W zapisie ekg występują cechy niedotlenienia.
U pacjentów nieprzytomnych, zatrutych CO wcześnie powstają odleżyny. Związane jest to prawdopodobnie ze zwiększoną przepuszczalnością uszkodzonych wskutek niedotlenienia ścian naczyń krwionośnych. Szybko postępuje rabdomioliza, nawet w przypadku, gdy nie ma odleżyn (Florkowski, 1992). Nastepstwem zatrucia mogą być obwodowe neuropatie.
Ciężkość zatrucia i stan kliniczny pacjenta uzależniony jest od:
1) stężenia CO w powietrzu wdychanym,
2) czasu trwania narażenia,
3) aktywności ruchowej i związanej z nią wentylacji minutowej.
Podostre zatrucia CO objawiające się bólami i zawrotami głowy, nudnościami, wymiotami, podniesioną ciepłotą ciała, zaburzeniami koncentracji mogą być mylone z objawami nieżytu żołądkowo-jelitowego (zwłaszcza u dzieci).
Objawy toksycznego działania pojawiają się zwykle przy stężeniu COHb we krwi powyżej 20%.
Stężenie CIHb w % Objawy (wg 1)
5 - 10 lekkie, mało uchwytne, ograniczona zdolność widzenia
10-20 lekki ból głowy, zmęczenie, złe samo poczucie, duszność, wysiłkowe koła- tanie serca
20-30 zawroty głowy, zaburzenia świadomo- ści, wiotkość kończyn, niedowłady
30-40 zanik świadomości, różowe zabarwie- nie skóry, spłycony i przyspieszony oddech, objawy wstrząsu
40-60 głęboka utrata świadomości, poraże- nie oddechu, oddech Cheyne'a-Stoke- sa, obniżenie temperatury ciała
60-70 następuje zgon w czasie kilku-kilku- nastu minut.
Pomoc przedlekarska
Osobę zatrutą należy usunąć ze skażonej atmosfery (w przypadku awarii przemysłowej osoba ratująca powinna być zabezpieczona w maskę z aparatem tlenowym lub powietrznym). Po ułożeniu pacjenta w pozycji bocznej ustalonej należy natychmiast podać tlen do oddychania, zapewnić całkowity spokój i komfort cieplny oraz wezwać natychmiast lekarza.
Pomoc lekarska
Tlenoterapia 100% tlenem powinna być prowadzona przez 1 -4 godz. W ciężkich zatruciach podawać należy mieszaninę tlenu 50% przez 6 godzin, potem z przerwami mieszaninę tlenu 30% przez 24 godzin.
Obrzęk mózgu leczy się stosując 20% mannitol i sterydy, a drgawki podając dożylnie diazepam lub fenytoinę. W pierwszej fazie należy energicznie przeciwdziałać zaburzeniom równowagi kwasowo-zasadowej.
Osoby uratowane z pożaru mogą być dodatkowo narażone na obrzęk płuc spowodowany działaniem gazów drażniących oraz mogą mieć oparzenia dróg oddechowych.
Okres półtrwania COHb przy oddychaniu tlenem zawartym w powietrzu wynosi 5 -6 godz., 100% - 40 - 90 min., a w wyniku zastosowania heperbarii poniżej 30 min. Wskazania do stosowania hiperbarii są następujące (wg Myers):
1. Stan nieprzytomności.
2. Wzmożone napięcie mięśniowe (drgawki) i inne patologiczne objawy neurologiczne.
3. Cechy niedokrwienia w zapisie ekg.
4. Stężenie COHb powyżej 25%.
Inni autorzy (Hamilton, 1990) rozszerzyli wskazania postulując, aby hiperbarią leczyć kobiety ciężarne, u których COHb jest wyższe od 20%. Spowodowane jest to faktem, że płód eliminuje pięciokrotnie wolniej.
Zastosowanie leczenia w komorze hiperbarycznej skraca czas trwania śpiączki, zmniejsza częstość występowania ciężkich zespołów neurologicznych po zatruciu i powoduje szybkie ustępowanie zaburzeń czynności bioelektrycznej mózgu. Powikłaniami hiperbarii mogą być: barotrauma (pęknięcie błony bębenkowej) i zatrucie tlenem - drgawki, obrzęk płuc, zaburzenia oddechu, ogniska niedodmy, wymioty w czasie dekompresji. Objawy niepożądane występują u około 6% pacjentów.
W leczeniu zwykle nie przekracza się 3 ATM przez okres 30 min, a następnie utrzymuje się ciśnienie 2 ATM przez 60 min lub do czasu, gdy poziom COHb obniży się do 60%. Według niektórych autorów skuteczną metodą leczenia jest leczenie tzw. karbogenem, czyli mieszaniną tlenu z dodatkiem 5-7% CO2 . Dodatek CO2 do tlenu powoduje pobudzenie ośrodka oddechowego objawiające się hiperwentylacją, która przyspiesza eliminację CO i nie powoduje alkalozy oddechowej (Moeschlin,1986).
Metoda budzi wiele kontrowersji, a przez niektórych toksykologów uznana jest nawet za szkodliwą. Podkreśla się fakt, że mieszanina O2 i CO2 nie przyspiesza obniżenia poziomu mleczanów, nie normalizujem a nawet obniża pH krwi (Killick i wsp. 1965). Usprawnieniem tej metody może być zastosowanie respiratora z dodatnim ciśnieniem w fazie wydechu (PEEP).
Niektórzy autorzy postulują stosowanie kontrolowanej hipotermii u chorych ciężko zatrutych CO, będących w stanie śpiączki z objawami uszkodzenia CUN, zwłaszcza z towarzyszacą hipertermią (Moeschlin, 1986). U tych chorych na skutek obrzęku dochodzi do upośledzenia mikrokrążenia w mózgu. Leczenie hipotermią stosuje się u chorych, którzy mimo wyprowadzenia z kwasicy metabolicznej i całkowitego wyeliminowania CO z krwi (leczniczego lub samoistnego) nadal są nieprzytomni i prezentują kliniczne objawy rozsianego uszkodzenia mózgu, a szczególnie tzw. górnego pnia ("burza wegetatywna", prężenia o charakterze odmóżdżeniowym). Zastosowanie hipotermii obniża przemianę materii w ośrodkowym układzie nerwowym o około 6% przy obniżeniu ciepłoty ciała o 1o C. Prowadzi to do zmniejszenia zapotrzebowania tkanki mózgowej na tlen, zwalnia metabolizm i obniża ciśnienie wewnątrzczaszkowe, co prawdopodobnie hamuje progresję zmian wstecznych (Wiese i wsp. 1987).
Po wykonaniu intrubacji dotchawicznej chorego należy oziębić metodami farmokologicznymi i fizycznymi. W tym celu stosuje się nedopolaryzacyjne środki zwiotczające - Pavulon (4-8 mg/h), środki przeciwbólowe Fentanyl (0,5-1 mh/h) i Relanium (5-10 mh/h). Dawki inicjujące wymienionych leków mogą być wyższe. Istotne jest, aby zostały zniesione odruchy obronne na oziębienie (np. drżenie włókienkowe mięśni).
Można także stosować mieszaninę lityczną: Dolargan (100 mg), Diphergan (50 mg), Fanactil (25 mg). Leki należy rozcieńczyć w 20 ml 0,9 % roztworze soli fizjologicznej, a następnie podawać 2 - 3 ml co 3-4 godz. Dozylnie. Oziębianie farmakologiczne według powyższych zasad stosuje się oceniając jednocześnie aktualny stan chorego. Pojawienie się odruchów obronnych na zimno jest wskazówką do modeyfikacji dawek stosowanych leków.
W celu przyspieszenia procesu oziębienia stosuje się metody fizyczne. Okrywa się pacjenta prześcieradłem zwilżonym wodnym roztworem spirytusu, a następnie chłodzi wentylatorem. Czynne oziębianie fizyczne prowadzi się do chwili osiągnięcia temperatury ciała w zakresie 33 - 32oC. Należy oczekiwać, że po osiągnięciu wymienionego zakresu temperatur może wystąpić dalszy samoistny spadek do około 30oC.
Zamierzony poziom hipotermii powinno osiągnąć się po 3 -5 godz. Chory w stanie hipotermii powinien pozostawać przez 3 - 4 doby. Po wyprowadzeniu pacjenta należy ocenić stan neurologiczny, a w przypadku braku poprawy trzeba rozważyć ponownie przeprowadzenie zabiegu według podanych powyżej zasad.
Uważa się, że hiperbaria tlenowa w tych przypadkach nie jest skuteczna, natomiast kontrolowana hipotermia może spowodować korzystny efekt leczniczy. Wprowadzenie z hipotermii polega na stopniowym odstawianiu leków tłumiących i dodatkowym zabezpieczeniu przed utratą ciepła tak, aby następował wzrost temperatury ciała o 1oC/godz. Zabronione jest przetaczanie ogrzewanych płynów infuzyjnych.
Powikłania i odległe następstwa zatrucia.
Długotrwały stan nieprzytomności sprzyja powstaniu bakteryjnych powikłań płucnych. Czynnikiem sprzyjającym rozwojowi stanu septycznego są ulegające zakażeniu odleżyny.
Rzadkim powikłaniem jest toksyczne uszkodzenie nerek wskutek bezpośredniego działania CO na nabłonek kanalików lub zaczopowanie przez mioglobinę w przypadku nasilonej rabdomiolizy (Florkański, 1992).
Niedotlenienie powoduje niewielkiego stopnia, odwracalne uszkodzenie wątroby, manifestujące się wzrostem aktywności transaminaz i wydłużeniem czasu protrombinowego.
Prawie we wszystkich przypadkach ciężkich zatruć CO, przebiegających z długotrwałą utrata przytomności, ciężką kwasicą metaboliczną i powikłaniami septycznymi, występuje zespół wykrzepiania i fibrynolizy wewnątrznaczyniowej.
U osób, które przeżyły zatrucia mogą wystąpić późne objawy pod postacią uszkodzenia jąder podstawy pnia mózgu manifestujące się klinicznie sztywnością postawy, drżeniem zamiarowym, niezbornością, chwiejnym chodem, zespole, Parkinsona. Do tego obrazu dołączyć się może niepamięć wsteczna, lękliwość, zmiany w sferze emocjonalnej i intelektualnej, nadwrażliwość, niepokój i ostre stany psychotyczne.
Czasem występują objawy o charakterze encefalomilopatii z porażeniem kończyn, izolowanym zapaleniem nerwów obwodowych, zaburzeniami słuchu, węchu lub wzroku. Opisane objawy mogą wystąpić bezpośrednio po zatruciu, a czasem po upływie kilku lat, głównie pod postacią zespołu pozapiramidowego.
Poważnym powikłaniem ze strony układu krążenia może być zawał mięśnia sercowego. Powikłanie to występuje zwykle w okresie do 10 doby od zatrucia. Z tego powodu wszystkie przypadki zatruć CO, w których przebiegu wystąpiła utrata przytomności należy hospitalizować nie krócej niż przez 7 - 10 dni.
Zalecane badania diagnostyczne.
Obraz kliniczny często nie koreluje z poziomem karboksyhemoglobiny we krwi. Stężenie COHb we krwi zależy od czasu, jaki upłynął od przerwania narażenia, podjętych przed przybyciem do szpitala czynności odtruwających (tlenoterapia) oraz długości ekspozycji.
Niezwykle istotne jest wielokrotne badanie równowagi kwasowo-zasadowej oraz właściwe jej korygowanie. Leukocytoza jest podwyższona, ale jej wartość nie ma istotnego znaczenia diagnostycznego i rokowniczego, podobnie jak poziom glukozy we krwi. Oznaczanie aktywności kinazy fosfokreatynowej we krwi pozwala oszacować intensywność procesu rabdomiolizy (Florkański, 1992).
Kwasica metaboliczna powoduje przemieszczanie potasu z krwinek do surowicy. Z tego powodu niezbędne jest kontrolowanie elektrolitów kilka razy na dobę.
W ciężkich zatruciach przebiegających z długotrwałą utratą przytomności badanie tomograficzne mózgu lub za pomocą rezonansu magnetycznego - pozwala ocenić rozległość uszkodzeń tego narządu. Wyniki tych badań w dużym procencie korelują z ciężkimi zatruciami, co może mieć znaczenie prognostyczne (La Gasse 1991).
Ze względu na to, że CO działa bezpośrednio na mięsień sercowy, łącząc się z mioglobiną lub z enzymami regulującymi przepuszczalność błon komórkowych i biorących udział w wytwarzaniu energii, niezbędne jest stałe monitorowanie czynności tego narządu. We wczesnym okresie zatrucia pojawić się może tachykardia zatokowa oraz (rzadziej) przedwczesne pobudzenie nadkomorowe lub komorowe. Często obserwuje się zaburzenia przewodnictwa i repolaryzacji komór. Ujemne T, obecne we wszystkich odprowadzeniach, sugeruje podejrzenie zawału mięśnia sercowego.
Głównym narządem krytycznym w zatruciu CO jest mózg, który w następstwie niedotlenienia może ulec uszkodzeniu w różnym stopniu. Ostatnio kwestionuje się przydatność prognostyczną elektroencefalografii. Nie udowodniono jednoznacznej, ścisłej korelacji między zaburzeniami ujawnionymi przez to badanie, a czasem trwania śpiączki, jej głębokością i poziomem COHb. Ocena jest trudna, a pacjenci nawet ze znacznymi zaburzeniami mogą całkowicie wyzdrowieć.