Оксид углерода II токсикология и химикотоксикологический анализ Оценка

Оксид углерода (II) токсикология и химикотоксикологический анализ. Оценка результатов исследования

ОКСИД УГЛЕРОДА (II) § газ без цвета и запаха; § образуется при неполном сгорании веществ, содержащих углерод (в т. ч. - дерева, каменного угля и др. горючих материалов) - в больших количествах образуется при пожарах, взрывах и т. д. § содержится в выхлопных газах автомобилей

§ Путь поступления – только ингаляционный § Отравления: - бытовые (в плохо вентилируемых жилых помещениях с печным отоплением, в гаражах при работе автомобильного двигателя, на пожарах, при взрывах, при накоплении в помещении выхлопных газов. и т. д. ) - профессиональные отравления - при военных действиях – при разложении пироксилина, что имеет место при взрыве артиллерийских снарядов, мин, образуются газы, содержащие до 30% окиси углерода, что может повлечь массовые отравления.

При тяжелых отравлениях § отмечаются быстрая потеря сознания, расширение зрачков, приступы судорог, повышение мышечного тонуса. § Тахипноэ (учащенное дыхание) сменяется уменьшением числа дыхательных движений. § Характерно изменение слизистых оболочек: в помещении с высоким содержанием угарного газа слизистые имеют розовую или карминно-красную окраску, но при перемещении больного на свежий воздух становятся синюшными и бледными.

Неотложная помощь § немедленный вынос пострадавшего на свежий воздух; § непрерывная кислородная терапия в течение 2 -3 ч.

§ Отравление у женщин протекает легче, чем у мужчин. § Лица, подвергшиеся хроническому воздействию СО, тяжелее переносят острое отравление. § Острое отравление тяжелее протекает у лиц, страдающих заболеваниями легких, сердца, нарушениями кровообращения, неврастенией, ожирением, анемией, перенесших ЧМТ, во время инфекционных заболеваний. § Тяжесть острого отравления СО усиливается при низком барометрическом давлении, повышенной влажности, высокой или низкой температуре воздуха, усиленной мышечной работе.

Токсическое действие § основано на развитии гипоксии за счет образования карбоксигемоглобина, а также вследствие присоединения тканевой гипоксии. § гемоглобин вступает с СО в обратимое, но очень стойкое соединение, получившее название карбоксигемоглобина (СОНb). СО так же, как и кислород, связывается с Fe 2+ (сродство CO к гемоглобину в 300 раз больше). § Карбоксигемоглобин не способен переносить кислород, что приводит к гипоксии.

В крови лиц, отравленных СО: § гемоглобин, не связанный с кислородом и СО - дезоксигемоглобин (Hb), § оксигемоглобин (OHb) — гемоглобин, связанный с кислородом, § карбоксигемоглобин (COHb) — гемоглобин, связанный с СО. § Кроме того, в крови может содержаться некоторое количество метгемоглобина (Mt. Hb). При отравлениях Mt. Hb не связывается с СО.

В тканях мышц лиц, отравленных СО: § дезоксимиоглобин (Mb), § оксимиоглобин (ОMb), § карбоксимиоглобин (COMb).

Выведение СО § преимущественно через ДП в течении нескольких часов; § незначительное количество – через кожу, ЖКТ и почки. § При интоксикации средней степени в течение первого часа выделяется около половины поступившего в организм СО; полностью – через 1012 часов, но может затянутся и на 24 часа.

§ В крови лиц, отравленных СО, не весь Hb превращается в COHb - смерть наступает значительно раньше. § COHb имеет ярко выраженный красный цвет, поэтому трупные пятна всегда красного цвета. При внутреннем исследовании наблюдается ярко-красная жидкая кровь в полостях сердца и крупных сосудах; все органы полнокровны, ярко розового цвета. По наружной поверхности легких обнаруживаются кровоизлияния темнокрасного цвета.

Объекты исследования § кровь § Если кровь взять невозможно, то исследуют скелетные мышцы. § воздух, содержащий окись углерода. § Биоматериал может хранится не более 10 суток.

Доказательство отравления СО § Обнаружение COHb в крови пострадавшего.

Обнаружение и определение карбоксигемоглобина § Обнаружение: - спектроскопический, - спектрофотометрический, - фотоколориметрический, - газохроматографический, - химический и другие методы; § - Количественное определение: спектрофотометрический газохроматографический методы.

Спектроскопический метод обнаружения COHb в крови § В основу метода положено свойство Hb и его производных поглощать свет определенной длины волны. При прохождении луча света через растворы, содержащие Hb и его производные , в спектре появляются темные полосы поглощения, расположенные в определенной части спектра для каждого производного. § Используется спектроскоп - прибор для визуального спектрального определения ряда веществ. § При рассматривании крови в спектроскоп наблюдаются линии и полосы, позволяющие сделать вывод о наличии или отсутствии COHb.

1 этап § Подлежащую исследованию кровь разбавляют водой до тех пор, пока не будет получен раствор, имеющий светло-розовую окраску. § В спектроскопе - полосы в желтой и зеленой частях спектра (спектр OHb - две полосы поглощения при длинах волн 589— 577 и 556— 536 нм). § Спектр COHb имеет две полосы поглощения при длинах волн 579— 564 и 536— 523 нм (т. е. при совместном присутствии полосы OHb и COHb сливаются).

2 этап § Прибавляют один объем свежеприготовленного раствора восстановителя (сульфида аммония, дитионита натрия и др. ) к четырем объемам водного раствора исследуемой крови - OHb превращается в дезоксигемоглобин (Hb), в спектре которого имеется одна широкая полоса поглощения при 596— 543 нм (т. е две полосы OHb превращаются в одну) § СОНb не восстанавливается, поэтому после прибавления восстановителей полосы поглощения карбоксигемоглобина не исчезают.

§ После прибавления восстановителя к крови, содержащей OHb и COHb, сохраняются две полосы поглощения COHb, но исчезают полосы поглощения OHb, а вместо них появляется широкая полоса поглощения Hb. § По наличию соответствующих полос поглощения в спектре крови делают вывод о наличии COHb и, соответственно, об отравлении СО. § Спектральный метод оправдывает себя при исследовании крови, содержащей 10 — 30 % карбоксигемоглобина.

Химический метод обнаружения СOHb в крови § Основан на сравнении окрасок нормальной крови и крови, содержащей COHb, после прибавления соответствующих реактивов. § Кровь, содержащая COHb, не изменяет или только незначительно изменяет свою окраску, а кровь, не содержащая COHb, под влиянием этих реактивов значительно изменяет свою окраску.

При выполнении реакций § Параллельно проводят два опыта: - для первого опыта берут нормальную кровь (не содержащую COHb), - для второго — исследуемую кровь § К пробам прибавляют одинаковые объемы реактивов и наблюдают изменения, которые произошли в них.

§ Реакция с раствором гидроксида натрия (проба § § § § § Гоппе—Зейлера). Реакция с сульфидом аммония (проба Сальковского — Катаяма). Реакция с хинином и сульфидом аммония (проба Хорошкевича — Маркса). Реакция с гексацианоферратом (III) калия (проба Бюркера). Реакция с гексацианоферратом (III) калия и дихроматом калия (проба Сидорова). Реакция с гексацианоферратом (III) калия и уксусной кислотой (проба Ветцеля). Реакция с танином (проба Кункеля — Ветцеля). Реакция с формальдегидом (проба Либмана). Реакция с ацетатом свинца (проба Рубнера). Реакция с сульфатом меди (проба Залесского).

Заключение о наличии COHb в крови § должно быть основано на результатах большинства из приведенных реакций

§ При легкой степени отравления СО относительно большее количество гемоглобина не связано с СО, и исследуемая кровь при добавлении реактивов будет менять окраску, как «нормальная» (не содержащая COHb) – химический метод малопригоден в таком случае. § При ХТИ на СО обязательно проведение количественного определения COHb.

Количественное определение COHb § Содержание СО в крови определяют по количеству COHb. § Соединения гемоглобина (Hb, OHb, COHb) можно обнаружить по их спектрам поглощения в видимой области в пределах длин волн от 450 до 620 нм. § Спектры поглощения OHb и COHb незначительно отличаются друг от друга, и их спектральные характеристики трудно использовать для количественного определения. § Значительно отличаются друг от друга спектры поглощения Hb и COHb, и различие этих спектров используется для количественного определения COHb

§ Поступивший в организм СО связывается с Hb и OHb, образуя COHb. § Мt. Hb не связывается с СО, и может мешать исследованию. § В лабораторных условиях при помощи дитионита натрия (гидросульфит натрия) или других Мt. Hb можно перевести в Hb. § Т. о. при добавлении восстановителя OHb и Мt. Hb превращаются в Hb. § COHb не чувствителен к действию восстановителя, и проявляет себя характерным спектром поглощения.

§ Вариант метода СФМ определения COHb в крови предложили Л. П. Букина и Л. И. Ушакова (Судебномедицинская экспертиза, 1979, № 2). § В этой методике для расчета концентрации COHb используются рабочие длины волн и расчетные коэффициенты (К 1 = 0, 76; К 2=0, 36).

§ Для того, чтобы установить рабочие длины волн, снимают спектр Hb (восстановленная донорская кровь, не содержащая COHb) и COHb. § Получают первую рабочую длину волны – ту, при которой имеет место наибольшая разница значений оптических плотностей растворов COHb и Hb (534 нм в эксперименте авторов); и вторую – вторая изобестическая точка (560 нм в эксперименте авторов). § В случае, если фактически буду получены иные рабочие длины волн, пересчитывают и коэффициенты.

§ Hb имеет максимум светопоглощения при длине волны 557 нм, § COHb имеет 2 максимума светопоглощения при длинах волн 541 и 571 нм. § При наложении спектральных кривых COHb и Hb на одном графике отмечается появление трех изобестических точек (а, б, в) - точек их пересечения – т. е. оптические плотности растворов СOHb и Hb в этих точках одинаковы.

Обнаружение и количественное определение COHb § 0, 5 мл исследуемой крови доводят до 100 мл 0, 1% раствором гидроксида аммония. § На СФ снимают спектр поглощения в кювете 1 см в интервале длин волн 500 -600 нм при контроле 0, 1% раствора гидроксида аммония. Отмечают два максимума (OHb). § Затем в кювету добавляют 5 мг дитионита натрия и вновь снимают спектр поглощения. Отмечают два максимума, если есть СOHb и один (Hb), если его нет.

Количество COHb рассчитывают по формуле Д 1 -Д 2 х. К 1 Х%= -------- х 100, где Д 2 х. К 2 § Д 1 - оптическая плотность раствора исследуемой крови с дитионитом при 1 РДВ § Д 2 - оптическая плотность раствора исследуемой крови с дитионитом при 2 РДВ

Судебно-медицинская оценка результатов количественного определения карбоксигемоглобина § § § Менее 5% - норма До 10% - норма для курящих 10 -20% легкое отравление 20 -30% - средней тяжести отравление 30 -40% - средней тяжести, возможен коллапс § 40 -50% - средней тяжести, выраженные расстройства дыхания, ССД, возможна смерть § 50 -60% - тяжелое отравление – кома, судороги, возможна смерть § 60 -90% -смертельное отравление

§ Содержание COHb зависит прежде всего от концентрации СО во вдыхаемом воздухе и времени его воздействия. § В воздухе промышленных городов постоянно содержится СО, и в крови жителей таких городов обычно находится некоторое количество СOHb. Так, например, в крови регулировщиков уличного движения его содержание может достигать 22%. § За один и тот же промежуток времени прочих равных условиях в организм поступает СО тем больше, чем больше минутный объем дыхания.

§ Наблюдения и специальные исследования показывают, что соответствие между концентрацией COHb и тяжестью отравления имеется не всегда. Это особенно отчетливо проявляется при групповых отравлениях. § Смертельная концентрация COHb составляет в среднем около 60 %, но может колебаться от 40 до 80 % и более. Это колебание обусловлено как влиянием внешних условий, так и особенностями организма. § При смертельном отравлении порог насыщения у пожилых людей ниже. § При сочетанном отравлении СО , оксидами азота, парами бензина, синильной кислотой (например, в результате пожара) к смертельному исходу может привести относительно невысокая концентрация COHb.

Использованы материалы § Токсикологическая химия: учебник для ВУЗОВ /под § § § ред. Т. В. Плетеневой – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2005 – 512 с. Лекции Т. В. Плетеневой Лекции по ТХ КГМУ Токсикологическая химия. Метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие /под ред. Н. И. Калетиной. - ГЭОТАР-Медиа, 2008 – 1016 с. Швайкова М. Д. Токсикологическая химия: учебник для ВУЗОВ. – М. : «Медицина» , 1975. – 376 с. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия: учебник для ВУЗОВ - М. : «Выша школа» , 1989