TOKSYKOLOGIA LEKÓW

Zatrucia lekami stanowią ok. 50-60% ogólnej liczby zatruć. Każdy lek ma działanie niepożądane, które odróżniamy od działania toksycznego.

Działanie niepożądane-dodatkowe skutki poza zasadniczym działaniem leczniczym.

Działanie toksyczne-objawia się po przedawkowaniu leku.

Wyróżnia się trzy rodzaje przedawkowań —jednorazowe przekroczenie dawki; długotrwale podawanie leku; przy dużej częstotliwości podawania leku.

Zatrucie lekiem występuje na skutek:

- przedawkowanie bezwzględne

- przedawkowanie względne — dawka lecznicza zostaje zachowana lecz jest zbyt duża dla danego pacjenta np. przy uszkodzeniu wątroby, niewydolności nerek, interakcje leków, wrażliwość osobnicza.

Inne przyczyny zatruć:

- spożycie leku przeterminowanego zawierającego toksyczne produkty rozpadu,

- leki niewłaściwie wykonane,

- błędne wydanie leku w aptece, pomyłki w szpitalach,

- próby samobójcze.

REAKCJE ALERGICZNE NA LEK

Cząsteczki leków lub ich metabolity po połączeniu z endogennym białkiem działają jak antygen, wywołują wytwarzanie przeciwciał, może wystąpić uczulenie na lek przebiegające:

- łagodnie — objawy skórne — swędzący rumień, wyprysk, lek trzeba odstawić, gdyż może wywołać uszkodzenie układu krwiotwórczego, prowadzące do niedokrwistości, granulocytopenii, trombocytopenii, agranulocytozy,

- najcięższa postać polekowego uczulenia — wstrząs anafilaktyczny, stanowiący zagrożenie dla życia,

- objawy obrzęku naczyniowego lub dychawicy oskrzelowej,

- szczególny przypadek uczulenia — reakcje fotoalergiczne, niektóre leki absorbują fotony światła (suironamidy, tetracykliny, leki przeciwgrzybicze) pod wpływem światła dochodzi do wtórnych zmian skórnych.

Zatrucia lekami często są skutkiem równoczesnego stosowania kilku leków, zwiększa się ryzyko interakcji; działanie wypadkowe jest większe od sumy działających składników, może się zmienić kierunek działania farmakologicznego.

Niebezpieczeństwo politerapii —jeden lek może wypierać drugi lek z połączeń z receptorami, np. pochodne kwasu salicylowego wypierają sulfonamidy przeciwcukrzycowe — następstwem jest nadmierne obniżenie stężenia sacharydów we krwi co w konsekwencji prowadzi do silnej hipoglikemii.

Choroby jatrogenne, polekowe: wstrząs hipoglikemiczny, zapaść, przełomy nadciśnieniowe, niemiarowość pracy serca, choroba wrzodowa, skazy krwotoczne, uszkodzenie wątroby i szpiku kostnego.

INTERAKCJE- wzajemne oddziaływanie związków chemicznych wewnątrz dowolnego układu biologicznego.

Działanie synergistyczne — współdziałanie dwóch lub więcej związków prowadzące do jednokierunkowego zwiększenia działalności biologicznej. W zależności od stopnia zwiększenia:

a) synergizm addycyjny — sumowanie działań (morfina i skopolamina na OUN)

b) synergizm hiperaddycyjny- potęgujące działanie — gdy siła działania jest większa niż po zsumowaniu działań (izopropanol + CCI4 — hepatotoksyczne działanie CCl4

Działanie antagonistyczne — przeciwstawne działanie prowadzące do osłabienia lub zniesienia efektu:

a) funkcjonalny, czynnościowy — gdy dwa związki działają przeciwnie na ta samą czynność bez względu na mechanizm działania i punkt uchwytu (amfetamina + fenobarbital),

b) chemiczny — gdy związki reagują ze sobą i wzajemnie się unieczynniają np. Ca+² tetracykliny,

c) dyspozycyjny — gdy związki wzajemnie modyfikują wchłanianie, penetrację i wydalanie,

np. jeden lek może zmieniać pH moczu tak, że przyspieszy to wydalanie drugiego leku, podawanie węgla leczniczego i innych środków leczniczych adsorbujących się na węglu, przez co uniemożliwione jest ich wchłanianie,

d) receptorowy —dwa związki agonista i antagonista konkurująo ten sam receptor, mając zdolność wzajemnego wypierania się z receptora; konkurencyjny — gdy chodzi o to samo miejsce aktywne w receptorze (atropina + acetylocholina); niekonkurencyjny — różne miejsca w tym samym receptorze (papaweryna + prostygmina).

Teratogenność — toksyczne działanie na płód w pierwszych trzech miesiącach ciąży (organogeneza), działanie toksyczne w pozostałych sześciu miesiącach ciąży — embriotoksyczność.

- Leki o potencjalnym działaniu teratogennym — leki przeciwnowotworowe, antybiotyki aminoglikozydowe, tetracykliny, hormony steroidowe, płciowe, związki hamujące czynność OUN.

Niektóre leki przechodzą do mleka matki i mogą wywoływać toksyczne objawy u noworodków i niemowląt, np.: penicyliny, cefalosporyny, mniej tetracykliny. Niektóre chemioterapeutyki przechodzą do mleka w wyższym stężeniu niż do krwi — metronidazol, erytromycyna. Sulfonamidy przechodzą w małych ilościach, ale stosowane są duże dawki, dlatego może wystąpić żółtaczka u noworodków, gdyż wypierają bilirubinę z połączeń z białkami.

W związku z małą aktywnością układu mikrosomalnego u dzieci i noworodków niektóre leki mogą wywoływać skutki toksyczne, nawet małe dawki. Podobnie ze starszymi osobami, występuje obniżona aktywność enzymów metabolizujących leki, jak i dodatkowo obniżona czynność wydalnicza nerek.

Toksyczne działanie leku częściej występuje u kobiet niż u mężczyzn, kobiety szczególnie silniej reagują na leki pobudzające OUN i pobudzające układ adrenergiczny, leki uspokajające i nasenne.

Na toksyczne działanie leków ma również podłoże genetyczne — u osobników z niedomogami genetycznymi może dojść do wystąpienia objawów toksycznych po dawkach terapeutycznych.

TOKSYCZNOŚĆ ANTYBIOTYKÓW: zależy od mechanizmu ich działania:

- najbardziej toksyczne — antybiotyki hamujące biosyntezę kwasów nukleinowych (p/nowotworowe, polipeptydowe)

- o umiarkowanej toksyczności — hamujące biosyntezę białka (tetracykliny, makrolidy, antybiotyki glikozydowe),

- o minimalnej toksyczności — hamujące biosyntezę ściany komórkowej (penicyliny, cefalosporyny).

Penicyliny — silne właściwości uczulające, przed podaniem wykonuje się test na antygen

penicylinowy. Mogą wywołać wstrząs polekowy — bladość skóry, sinica skóry, zimny pot, zamroczenie, obniżenie ciśnienia, wzrost tętna. Duże dawki penicyliny mogą prowadzić do uszkodzenia kłębuszków nerkowych, w konsekwencji do ostrej niewydolności nerek, również mogą hamować agregację płytek krwi przedłużając czas krwawienia.

Może również wystąpić niebezpieczeństwo przy niewłaściwym wstrzyknięciu — gdy kryształek dostaje się do tętnicy powodując mikrozator (penicylina prokainowa).

Cefalosporyny — ich toksyczność jest niewielka (głównie 111 generacji), mogą być nefrotoksyczne

(martwica kanalików nerkowych), czasem hepatotoksyczne, mogą uszkadzać układ krwiotwórczy.

- reakcja uczuleniowa — odczyn skórny, gorączka, rzadko wstrząs anafilaktyczny,

- dożylnie mogą wywołać zakrzepowe zapalenie żył,

- doustnie działanie dyspeptyczne — wymioty, nudności.

Aminoglikozydy —streptomycyna neomycyna I generacji, gentamycyna II generacji.

- nefrotoksyczne działanie — uszkadzają nabłonek kanalików nerkowych,

- ototoksyczne działanie — uszkodzenie nerwu przedsionkowego i słuchowego, wystąpienie zaburzeń równowagi oraz upośledzenie słuchu, a nawet głuchota.

Chloramfenikol —jest to antybiotyk o szerokim zakresie działania przeciwbakteryjnego. Mechanizm jego działania polega na hamowaniu biosyntezy białek i lipidów w komórce bakteryjnej. Toksyczność chloramfenikolu jest bardzo duża. Głównym niebezpieczeństwem jego działania jest uszkodzenie szpiku kostnego. Po podaniu dużych dawek leku dochodzi do wystąpienia niedokrwistości oraz leukopenii. Uszkodzenia te są odwracalne po przerwaniu podawaniu leku. Innym typem uszkodzenia szpiku jest niedokrwistość aplastyczna prawdopodobnie uwarunkowana genetyczne. Może ona wystąpić nawet po jednej dawce leku, a może tez pojawić się wiele tygodni po zakończeniu leczenia. Jest to uszkodzenie nieodwracalne i kończy się śmiercią chorego. Ponadto mogą występować zaburzenia czynności przewodu pokarmowego, jak: nudności, wymioty, biegunka, zapalenie żołądka i jelit.

U niemowląt lek ten może spowodować wystąpienie tzw. zespołu szarości (Gray syndrom) charakteryzującego się sinica, obniżeniem temperatury ciała, dusznością i zapaścią. Wystąpienie tego zespołu jest spowodowane niezdolnością układu enzymatycznego wątroby niemowląt do sprzęgania tego leku z kwasem glukuronowym oraz upośledzeniem wydalania nerkowego.

Tetracykliny — wywołują liczne działania niepożądane.

- zaburzenia ze strony przewodu pokarmowego, wywołane drażniącym działaniem leków na błonę śluzową- nudności, wymioty, bóle brzucha,

- większe dawki podawane przez dłuższy czas (zwłaszcza dożylnie) mogą doprowadzić do toksycznego uszkodzenia wątroby,

- zastosowanie preparatów tetracyklin po upływie terminu ważności może doprowadzić do zespołu Fanconiego — całkowita niewydolność bliższego(proksymalnego) kanalika nerkowego i związanych z tym objawów,

- u dzieci powodują odkładanie się kompleksu tetracyklinowo-wapniowo-fosforanowego w kościach, zębinie i szkliwie, powodując między innymi trwałe szarawobrunatne przebarwienie zębów oraz zwiększają ich podatność na rozwój próchnicy.

TOKSYCZNOŚĆ OPIOIDOWYCH LEKÓW PRZECIWBÓLOWYCH

Do grupy tej należą alkaloidy opium i ich pochodne oraz syntetyczne narkotyczne leki przeciwbólowe.

Morfina — narkotyczny lek przeciwbólowy. Zatrucia ostre (najczęściej są spowodowane próbami samobójczymi) — utrata przytomności, zwolnienie spłycenie oddechu, szpilkowate źrenice, sinica, skurcz błony mięśniowej przewodu pokarmowego i dróg żółciowych oraz spadek ciśnienia tętniczego krwi. Zgon, z powodu niewydolności oddechowej może wystąpić w 2-4 h po zatruciu. Dawka śmiertelna morfiny wynosi ok. 200 mg, ale obserwowano zgony po dawce 130 mg podanej podskórnie.

- zatrucia przewlekłe — występują nudności, wymioty, zaparcie, trudności w oddawaniu moczu, zawroty głowy i zmiany nastroju. Zatrucia te są wynikiem uzależnienia (narkomanii).Podstawowym, bowiem niebezpieczeństwem podawania morfiny jest rozwój uzależnienia z występującym po podaniu leku stanem euforii. Po dłuższym stosowaniu morfiny dochodzi do rozwoju tolerancji i chory przyjmuje coraz większe dawki, dochodzące nawet do kilku gramów dziennie. U osób uzależnionych dochodzi do uszkodzenia i zwyrodnienia narządów miąższowych. Występuje przewlekły nieżyt błony śluzowej przewodu pokarmowego i związane z tym utrudnione wchłanianie pokarmów, prowadzące do niedożywienia chorego. Wskutek zmniejszenia wydzielania gruczołów dochodzi do wysuszenia skóry i zaniku błony śluzowej dróg oddechowych. Rozwija się tez bezpłodność u kobiet i impotencja u mężczyzn. Występują tez zmiany psychofizyczne i charakteropatie.

- nagłe odstawienie- objawy żołądkowo-jelitowe, wymioty, biegunka, gorączka, dreszcze, łzawienie, pocenie, rozszerzenie źrenic, wystąpić może zapaść naczyniowo-sercowa.

Nalokson — mechanizm antagonistyczny — konkuruje o receptory opiaitowe — odtrutka.

TOKSYCZNOŚĆ ŚRODKÓW HALUCYNOGENNYCH

Lizergid LSD - zaburzenia psychiczne. pobudzenie, euforia, depresje lub uczucie lęku, halucynacje wzrokowe, słuchowe, smakowe, pozbawienie osobowości, działanie po 20-25 .tg, DL 1 -2rng.

Preparaty konopi indyjskich: haszysz — żywica, marihuana - liście i szczyty rośliny Cannabis

- faza euforii — śmiech, zadowolenie, gadulstwo,

- faza halucynacji — wizje optyczne kończące się snem.

Występuje przekrwienie oczu, suchość w ustach, zawroty głowy. Nałóg — obniżenie intelektu i zanik uczuć wyższych.

TOKSYCZNOŚĆ LEKÓW DZIAŁAJĄCYCH DEPRESYJNIE NA OUN

Pochodne kwasu barbiturowego barbital (Veronal), fenobarbital (Luminal), allobarbital (Dial), leki uspokajające, nasenne, środki stosowane do znieczulenia ogólnego i przeciwdrgawkowe. Mają zdolność przenikania przez barierę łożyskową oraz do mleka matki. Niezwykle niebezpieczne jest interakcja barbituranów z etanolem, w jej wyniku dochodzi do zaburzenia czynności OUN.

Kilkakrotne przekroczenie dawki nasennej może prowadzić do silnego zatrucia. Dawka I O-krotna może być dawką śmiertelną. DL 1-2 g.

Zatrucia ostre: zamierzone (samobójcze) lub wynikające z przedawkowania przy nadużywaniu; zaburzenia świadomości od oszołomienia do ciężkiej śpiączki, zaburzenia czynności oddechowej, układu sercowo-naczyniowego, pokarmowego oraz termoregulacji, obniżenie ciśnienia krwi: zapaść i niedotlenienie mózgu. Śmierć następuje w wyniku porażenia ośrodka oddechowego i naczynioruchowego z objawami obrzęku płuc.

Leczenie objawowe — podtrzymywanie podstawowych czynności życiowych; usuwanie trucizny: alkalizacja moczu, forsowna diureza oraz zabiegi dializy otrzewnowej.

Pochodne benzodiazepiny — diazepam (Relanium, Valium), oksazepam. Leki anksjolityczne, znoszą niepokój, napięcie emocjonalne i uczucie lęku. Działają także uspokajająco i nasennie, przeciwdrgawkowo, zwiotczają mięśnie szkieletowe. Pochodne benzodiazepiny są lekami o małej toksyczności. Często zdarzają się zatrucia o różnym stopniu ciężkości, rzadko jednak kończą się śmiercią. DL 50-500 mg/kg m. c.

Zatrucie ostre: senność, osłabienie, oczopląs, zaburzenia koordynacji ruchowej, znużenie, śpiączka, możliwa sinica i zaburzenia oddychania. Możliwym powikłaniem jest żółtaczka mechaniczna, uszkodzenie wątroby, leukopenia, agranulocytoza.

Zatrucia przewlekłe: senność, depresja, niepokój, bóle głowy, dolegliwości żołądkowe.

TOKSYCZNOŚĆ NIESTEROIDOWYCH LEKÓW PRZECIWZAPALNYCH.

Pochodne kwasu salicylowego —salicylany leki p/bólowe, p/gorączkowe, p/zapalne (Polopiryna, Aspirin).

Mało toksyczne leki, DL dla pochodnej kwasu salicylowego 25-3 5 g, paracetamol DL 1 5g. Zatrucia dość często występują u dzieci (zatrucia śmiertelne po 10 g).

Działanie toksyczne: - pobudzenie ośrodka oddechowego — oddech głębszy i przyspieszony — utrata CO — zasadowica oddechowa.

-, Ale główne objawy to kwasica metaboliczna. W lekkich zatruciach następuje mobilizacja kwasów organicznych prowadząca do pewnej rekompensacji. Organizm, w celu zachowania równowagi wydala dodatkowe ilości jonów sodowych i potasowych z moczem. Utrata jonów zasadowych, gromadzenie się kwasów organicznych, powodują wystąpienie kwasicy metabolicznej, szczególnie szybko u dzieci.

- Uszkodzenie wątroby szczególnie syntezy protrombiny; działanie przeciwagregacyjne, obniża krzepliwość krwi.

Zatrucia lekkie: piekące bóle gardła i brzucha, nie wolno podawać osobom z chorobą wrzodową, pobudzenie oddechu, zawroty głowy, obniżenie ciśnienia krwi.

Zatrucia średnio ciężkie — pobudzenie oddechu, wybroczyny skórne, gorączka, objawy psychiczne — niepokój.

Zatrucia ciężkie — niewydolność oddechowa i nerek, drgawki, śpiączka.

Przewlekłe zatrucia: krwawienia z żołądka (krew utajona w kale), wysypki skórne, objawy choroby wrzodowej, szum w uszach, objawy psychiczne — pesymizm.

Efekt alergizujący — niekiedy 500-1000 mg może wywołać reakcje alergiczne z zapaścią i wstrząsem anafilaktycznym (salicylany mają zdolność acylowania lizyny w albuminie, po acylacji albumina staje się białkiem obcym, antygenowym).

Pochodne aniliny fenacetyna, paracetamol

Fenacetyna- składnik tabletek od bólu głowy; paracetarnol — metabolit fenacetyny.

Nie są bardzo toksyczne, składniki wielu mieszanek p/bólowych, p/zapalnych, dlatego zdarzają się zatrucia.

Fenacetyna — głównie objawy nefrotoksyczne, podrażnienie żołądka, szum w uszach, zaburzenia rytmu serca, sinica — methemoglobinemia ( metHg —hemoglobina z żelazem trójwartościowym), niewydolność oddechowa —+ zgon. Może również wystąpić zapalenie wątroby, zmiany zwyrodnieniowe, lekozależność.

Paracetamol — działanie hepatotoksyczne, mogą wystąpić wymioty, nudności, żółtaczka. Zatrucia przewlekłe bóle brzucha, głowy, osłabienie, zawroty głowy, obn. ciśnienie krwi, wysypki skórne, sinica, ciężkie uszkodzenie nerek (ostra niewydolność kanalikowa).

Alkaloidy- np. atropina, hamuje układ przywspółczulny, alkaloid z roślin takich jak bieluń dziędzierzawa, pokrzyk wilcza jagoda ( Atropa belladonna), lulek czarny. Objawy zatrucia: rozszerzenie źrenic, przyspieszenie tętna, gorączka, suchość (hamuje wydzielanie potu), zaczerwienienie skóry. Stosowana jako spazmolityk przy skurczach przewodu pokarmowego, pęcherza moczowego, oskrzeli, bywa też stosowana w chorobie Parkinsona( działa antagonistycznie w stosunku do acetylocholiny, obecnej w nadmiarze w porówr z dopaminą).

Glikozydy naparstnicy —substancje o działaniu nasercowym z różnych gatunków naparstnicy (Digitalis), digoksyna, digitoksyna. Działanie- zwiększenie siły mięśnia sercowego bez wzrostu zapotrzebowania na tlen, zmniejszenie częstości skurczów serca i zwolnienie przewodnictwa.

Zatrucie — migotaiiie komór, niemiarowe tętno, zaburzenia widzenia barw, utrata ostrości wzroku, pobudzenie OIJN.

ZATRUCIA TLENKIEM WĘGLA

Tlenek węgla, (CO) jest bezbarwnym i bezwonnym gazem. W powietrzu w stężeniach 12-75 % objętości tworzy mieszaniny wybuchowe. Słabo rozpuszcza się w wodzie, lepiej w alkoholu.

Tlenek węgla powstaje jako produkt niepełnego spalania węgla i różnych substancji pochodzenia organicznego zawierających węgiel, jest również produktem działalności wielu gałęzi przemysłu. Głównym źródłem tlenku węgla w środowisku są gazy spalinowe, gaz świetlny, gaz wodny (gaz powstający wyniku działania pary wodnej na rozżarzony węgiel) oraz gazy wybuchowe.

Przyczyną dużej liczby zatruć przypadkowych są kominy o wadliwej konstrukcji i niewłaściwa obsługa pieców domowych i przemysłowych, co doprowadza do tworzenia się węgla wskutek niedostatecznego dopływu tlenu do palenisk.

Węgiel podczas prawidłowego spalania tworzy gazy spalinowe o zawartości ok. 1% tlenku węgla, a podczas niewłaściwych warunków spalania może powstać aż 30% tlenku węgla. Niedostateczny dopływ powietrza ma także miejsce również podczas niekorzystnej pogody. Nie ma wówczas tzw. ciągu kominowego, co powoduje cofanie się gazów spalinowych do pomieszczenia, w którym znajduje się piec. Złe, tj. niepełne spalanie występuje również w przypadku zbyt wczesnego zamknięcia zasuwy pieca, co zwalnia szybkość spalania, sprzyjając równocześnie powstawaniu tego groźnego związku.

Innym znaczącym źródłem zatruć jest gaz świetlny, zawierający 4-10 % tlenku węgla. Czasami jest on wzbogacony gazem wodnym, zawierającym 30-40% tego związku, co znacznie zwiększa jego ogólną zawartość w gazie świetlnym.

Zatrucia gazem świetlnym są przeważnie spowodowane nieszczelnością lub uszkodzeniem przewodów gazowych, wadliwym działaniem palników, niewyłączenie gazu po zagaśnięciu płomienia,, np. wskutek zalania podczas gotowania. W ostatnich latach zastępuje się gaz świetlny, produkowany w gazowniach, gazem ziemnym o dużej zawartości metanu, propanu lub butanu. Są to gazy wysokoenergetyczne, wymagające do spalania dużej ilości tlenu. W przypadku niedostatecznej jego ilości powstają znaczne ilości tlenku węgla. Gaz świetlny ma charakterystyczną woń, natomiast gaz ziemny jest prawie bezwonny, dlatego dodaje się do niego substancji zapachowych, np. merkaptanów, spełniających funkcję ostrzegawczą. Istnieją jednak tragiczne w skutkach wypadki spowodowane uszkodzeniem gazowych rur ulicznych, z których ulatniał się bezwonny gaz. Okazało się, że po wydostaniu się z rur gaz przechodził przez warstwy gleby, absorbujące substancje zapachowe, w wyniku, czego gaz przenikający do pomieszczeń był niewyczuwalny.

Znane są również wypadki zatruć podczas stosowania gazu świetlnego do ogrzewania pomieszczeń. Było to spowodowane brakiem wentylacji, przy równoczesnym szybkim zużyciu tlenu koniecznego do spalania gazu. Stwierdzono, że przy dostatecznym dopływie powietrza gaz spalający się niebieskim płomieniem wytwarza mniej tlenku węgla, niż ma to miejsce w czasie spalania płomieniem żółtym. Mała odległość między płomieniem palnika a powierzchnią ogrzewaną również sprzyja powstawaniu tlenku węgla. Piecyk gazowy bez przewodu kominowego może w ciągu I min. wytworzyć, 29 dm³ tlenku węgla, powodując śmiertelne zatrucie np. w małych łazienkach.

Spaliny powstające przy niecałkowitym spalaniu paliwa w silnikach mogą zawierać 5-9% tlenku węgla. Spaliny są szczególnie niebezpieczne w czasie regulacji silników i w czasie pracy silnika na biegu „jałowym” w pomieszczeniach źle wentylowanych. Stwierdzono, że samochód emituje 324 g tlenku węgla z 1 dm³ paliwa, przeciętnie 5Og/km przebytej drogi, przy spalaniu 5 dm³ na 100 km.

W powietrzu atmosferycznym przeciętne stężenie tlenku węgla waha się w granicach 0,06-0,14 mg/m natomiast w dużych miastach średnie stężenia, Co w powietrzu osiągają 20 mg/m³.

Dym tytoniowy tez zawiera tlenek węgla i to w znacznej ilości, bo ok. 4%.

Losy w organizmie. Tlenek węgla wchłania się do organizmu z dróg oddechowych w ilości zależnej od jego stężenia w powietrzu, czasu narażenia i wentylacji płuc. Związek ten wydalany jest również przez płuca, głównie w postaci niezmienionej. Tylko minimalne jego ilości mogą być wydalane w postaci dwutlenku węgla.

Mechanizm działania toksycznego. W skutek wiązania się tlenku węgla z hemoglobiną dochodzi do niedotlenienia organizmu. Powstaje karboksyhemoglobina (hemoglobina tlenkowęglowa, HbCO), połączenie niezdolne do przenoszenia tlenu, co prowadzi do głodu tlenowego. Tlenek węgla wykazuje 210 razy większe powinowactwo do hemoglobiny niż tlen.

HbO2 + CO ←→ HbCO + O2

W pierwszej fazie szybkość reakcji jest bardzo duża, w miarę upływu czasu maleje, aż do ustalenia się stanu równowagi, Reakcja jest odwracalna, lecz dysocjacja karboksyhemoglobiny przebiega 10 razy wolniej niż oksyhemoglobiny. Szkodliwość tlenku węgla polega nie tylko na tym, że wykazuje duże powinowactwo do hemoglobiny, zmieniając niekorzystnie jej właściwości, ale również i na tym, że pogłębia niedobór tlenu wskutek zwiększenia stabilności połączenia hemoglobiny z tlenem. Z tego powodu tlenek węgla zmniejsza ilość tlenu dostępną dla tkanek w dwojaki sposób.

Uszkodzeniu przez tlenek węgla ulegają pierwszej kolejności narządy i tkanki najbardziej wrażliwe na niedotlenienie i kwasicę metaboliczna, tj. układ sercowo-naczyniowy i ośrodkowy układ nerwowy. W zatruciach tlenkiem węgla wykazano również zaburzenia w przemianie węglowodanowej. Skutki tego działania można stwierdzić we krwi, gdzie występują zmiany w zawartości metabolitów (pirogronian, mleczan).

Dawniej uważano, że dopiero powyżej 20% karboksyhemoglobiny we krwi powoduje objawy szkodliwego działania. Obecnie wiadomo, że już przy zawartości 4% HbCO pogorszeniu ulega zdolność rozróżniania wzrokiem niewielkich różnic oświetlenia, następuje pogorszenie wyników niektórych testów psychologicznych, np. wybór właściwych liter, właściwych kolorów lub uzupełnienia liter. Stężenie 8-10% karboksyhemoglobiny wywołuje znacznie wyraźniejsze błędy w badaniach testowych, m.in. błędy arytmetyczne, w odnajdywaniu wyrazów w liczbie mnogiej itp.

Wypalenie 1 papierosa zmniejsza ilość tlenu dla tkanek, o 8%, co odpowiada przebywaniu na wysokości ok. 1200 m. U wielu palaczy stwierdza się do 10% karboksychemogobiny we krwi, a więc osoby te kwalifikują się do grupy osób będących w stanie lekkiego zatrucia. Tlenek węgla w dymie papierosowym jest przyczyną małej masy ciała dzieci matek palących papierosy.

Małe stężenie karboksyhemoglobiny, w granicach 1%, uważane jest za stężenie fizjologiczne, zwłaszcza u ludzi zamieszkujących regiony miejskie. Pewne zaburzenia w reakcji organizmu obserwuje się już w stężeniach 4-10%. W miarę zwiększenia stężenia karboksyhemoglobiny we krwi narastają objawy zatrucia. Bardzo niebezpieczne są wzmagające się objawy porażenia i osłabienia mięśni kończyn, co zazwyczaj występuje wówczas, gdy stężenie karboksyhemoglobiny osiąga 50%. Stan ten dlatego jest niebezpieczny, ponieważ uniemożliwia ratowanie się ucieczką z miejsca zagrożenia i tylko pomoc z zewnątrz może uratować osobę zagrożoną.

Jako stężenie krytyczne uważa się zawartość karboksyhemoglobiny w granicach 60%. Podane wartości mogą być modyfikowane dodatkowymi czynnikami. Stwierdzona na przykład, że w pomieszczeniach źle wentylowanych, przy dużym stężeniu tlenku węgla w powietrzu, już po kilku głębokich oddechach może pojawić się tak duże stężenie karboksyhernoglobiny we krwi, że powstaje stan zagrożenia życia.

Następstwa zatrucia tlenkiem węgla mogą być trudne do usunięcia. Zależy to głównie od stężenia karboksyhemoglobiny i czasu. V osób uratowanych mogą powstawać w wyniku niedotlenienia zmiany i zaburzenia trwałe lub przemijające, które mogą ustąpić dopiero po długim czasie, nawet po kilku latach. Znane są wypadki osłabienia lub utraty pamięci, a także psychozy w postaci stanów pobudzenia lub depresji. Mogą pojawić się silne bóle, mające związek ze stanem zapalnym nerwu kulszowego, piszczelowego lub strzałkowego. Rejestrowano również inne następstwa zatruć, jak: zaburzenia mowy, utratę całkowitą lub częściową mowy, a także wzroku, słuchu, smaku, powonienia. Inne obserwowane zmiany to dokuczliwe zawroty i bóle głowy. U ludzi stwierdzono stosunkowo duże różnice wrażliwości, np. młodzi są bardziej wrażliwi niż starsi.. Bardzo podatne na zatrucia są osoby ze zmianami chorobowymi dróg oddechowych, serca, i układu krążenia, a także alkoholicy. Wrażliwość na działanie tlenku węgla zwiększa się w podwyższonej temperaturze i wilgotności powietrza.

W zatruciach tlenkiem węgla stwierdza się różowe zabarwienie skóry, co jest spowodowane obecnością karboksyhemoglobiny, która ma barwę karminową.

Zależność objawów zatrucia od stężenia karboksyhemoglobiny we krwi

HbCO we krwi W %	Objawy zatrucia
< 4	Brak objawów
4-8	Pierwsze objawy szkodliwego działania (błędy w badaniach testowych)
8-10	Wyraźniejsze błędy w badaniach testowych
10-20	Uczucie ucisku i lekkiego bólu głowy, rozszerzenie naczyń skórnych
20-30	Ból głowy i tętnienie w skroniach
30-40	Silny ból głowy, osłabienie, oszołomienie, wrażenie ciemności, nudności, wymioty, zapaść
40-50	Jak powyżej, przy czym zwiększona możliwość zapaści, zaburzenia czynności serca, przyspieszenie tętna i oddychania.
50-60	Zaburzenia czynności serca, przyspieszenie tętna i oddychania, śpiączka przerywana drgawkami, oddech typu Cheyne-Stockesa
60-70	Śpiączka przerywana drgawkami, upośledzenie czynności serca i oddychania, możliwość śmierci
70-80	Tętno nikłe, oddychanie zwolnione, porażenie oddychania i zgon

Zatrucia przewlekle. Pomimo braku materialnej kumulacji stałe narażenie na małe nawet stężenia tlenku węgla powoduje kumulację mikrouszkodzeń, prowadzących do powstawania trwałych zmian. Powtarzające się niedotlenienia powodują narastające uszkodzenie tkanki mózgowej, utratę czucia w palcach, osłabienie pamięci oraz upośledzenie psychiczne. U osób stale narażonych na małe stężenie tlenku węgla w powietrzu po pewnym czasie występują bóle i zawroty głowy, uczucie zmęczenia, utrata łaknienia, nudności, senność w ciągu dnia i bezsenność w nocy. Długotrwałe narażenie na małe stężenia tlenku węgla powoduje również zmiany we krwi. Objawami pewnej adaptacji jest zwiększenie liczby krwinek czerwonych i hemoglobiny. W innych przypadkach obserwowano zjawiska przeciwne, tj. niedokrwistość, jako wyraz niedomagania narządów krwiotwórczych. Nie bez znaczenia są również zaburzenia układu krążenia, charakteryzujące się kołataniem serca, niemiarowością tętna, zaburzeniami ciśnienia krwi. Objawy bardzo łatwe do zauważenia to: skóra barwy szaroziemistej, drżenie kończyn, przyspieszone tętno, utrata powonienia, zwiększenie odruchów, maskowaty wyraz twarzy, wszystkie objawy typowego parkinsonizmu. Obserwowano również u osób narażonych „chód pingwini”. tzn. ostrożne poruszanie się z szeroko rozstawionymi nogami i ramionami lekko ugiętymi w wymuszonej pozycji.

---