關于一氧化碳中毒的探討

殷海霞 任靜 賈美霞 張萍萍

摘 要:本文對一氧化碳中毒從臨床表現(xiàn)、中毒機理、如何對中毒者進行救助等方面進行了探討,重點從分子結構上分析了CO對血紅蛋白的親和力比O2對血紅蛋白的親和力大的原因。

關鍵詞:一氧化碳血紅蛋白親和力臨床表現(xiàn)救助程序

中圖分類號:R862 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(c)-0243-01

煤氣中毒(carbonmonoxide poisoning)即CO中毒,CO中毒是含碳物質(zhì)燃燒不完全時的產(chǎn)物經(jīng)呼吸道吸入引起中毒,大多由于煤爐沒有煙囪或煙囪閉塞不通,或因大風吹進煙囪,使煤氣逆流入室,或因居室無通氣設備所致,冶煉車間通風不好,發(fā)動機廢氣和火藥爆炸都含大量一氧化碳。臨床表現(xiàn)開始有頭暈、頭痛、耳鳴、眼花、四肢無力和全身不適,癥狀逐漸加重則有惡心、嘔吐、胸部緊迫感,繼之昏睡、昏迷、呼吸急促、血壓下降,以至死亡。癥狀輕重與碳氧血紅蛋白(HbCO)多少有關。血中含10%～20%碳氧血紅蛋白時發(fā)生頭脹、頭痛、惡心;達到30%～50%時則出現(xiàn)無力、嘔吐、暈眩、精神錯亂、震顫,甚至虛脫;至50%～60%則出現(xiàn)昏迷和驚厥;至70%～80%則呼吸中樞麻痹,心跳停止。由于碳氧血紅蛋白呈紅色,所以患者無青紫,皮膚及唇色呈櫻桃紅色。

中毒機理是CO對血紅蛋白的親和力比O2對血紅蛋白的親和力大200～300倍,所以一氧化碳極易與血紅蛋白結合,形成碳氧血紅蛋白,使血紅蛋白喪失攜氧的能力和作用,而且碳氧血紅蛋白(HbCO)又比氧合血紅蛋白的解離慢約3600倍,且碳氧血紅蛋白的存在還抑制氧合血紅蛋白的解離,阻抑氧的釋放和傳遞,造成機體急性缺氧血癥。造成組織窒息。

眾所周知,血紅蛋白是由血紅素和珠蛋白構成,而血紅素是由原卟啉和亞鐵離子結合形成的螯合物。亞鐵離子在形成螯合物時,其原子軌道進行了d2sp3雜化,形成6個雜化軌道,呈八面體構型。處于同一平面上的4個雜化軌道分別與原卟啉環(huán)中4個吡咯環(huán)上的氮原子結合,形成4個配位鍵,一個軸向軌道與多肽鏈中的咪唑基結合,另一個軸向軌道可與O2可逆結合。血紅蛋白分子通過疏松型構象和緊密型構象的轉(zhuǎn)換,促進氧氣的結合與釋放。

當吸入的空氣中含有CO時,則CO也能與血紅蛋白結合,且親和力比O2大得多,血紅蛋白分子中一旦結合了CO,O2則無法與之結合,血紅蛋白便失去了攜氧功能。CO和O2都是雙原子分子,為何對血紅蛋白的親和力有如此大的差別呢？要回答這個問題,需要對CO和O2的分子結構及配位能力進行詳細分析。

在CO分子中,碳原子和氧原子之間形成兩個共價鍵,碳原子上還剩下一對價電子未參與共價鍵的形成,稱為孤對電子。由于碳元素的電負性比較低(電負性數(shù)值為2.55),提供孤對電子的能力比較強,因此很容易與血紅素中的亞鐵離子形成配位鍵,故對血紅蛋白表現(xiàn)出很強的親和性。

在O2分子中,氧原子上也有孤對電子,但氧元素的電負性高(電負性數(shù)值為3.44),通常表現(xiàn)為接受電子,給出電子的能力很弱,因此較難與亞鐵離子形成配位鍵,故對血紅蛋白的親和力比CO對血紅蛋白的親和力相差很遠。

CO對全身的組織細胞均有毒性作用,尤其對大腦皮質(zhì)的影響最為嚴重。當人們意識到已發(fā)生一氧化碳中毒時,往往為時已晚。因為支配人體運動的大腦皮質(zhì)最先受到麻痹損害,使人無法實現(xiàn)有目的的自主運動。可手腳已不聽使喚。所以,一氧化碳中毒者往往無法進行有效的自救。

當發(fā)現(xiàn)有人一氧化碳中毒后,救助者必須迅速按下列程序?qū)嵭芯戎?因CO的比重比空氣略輕,故浮于上層,救助者進入和撤離現(xiàn)場時,如能匍匐行動會更安全。進入室內(nèi)時嚴禁攜帶明火,尤其是開放煤氣自殺的情況,室內(nèi)煤氣濃度過高,按響門鈴、打開室內(nèi)電燈產(chǎn)生的電火花均可引起爆炸。進入室內(nèi)后,應迅速打開所有通風的門窗,如能發(fā)現(xiàn)煤氣來源并能迅速排出的則應同時控制,如關閉煤氣開關等,但絕不可為此耽誤時間,因為救人更重要。然后迅速將中毒者背出充滿一氧化碳的房間,轉(zhuǎn)移到通風保暖處平臥,解開衣領及腰帶以利其呼吸及順暢。同時呼叫救護車,隨時準備送往有高壓氧倉的醫(yī)院搶救。在等待運送車輛的過程中,對于昏迷不醒的患者可將其頭部偏向一側(cè),以防嘔吐物誤吸入肺內(nèi)導致窒息。為促其清醒可用針刺或指甲掐其人中穴。若其仍無呼吸則需立即開始口對口人工呼吸。必需注意,對一氧化碳中毒的患者這種人工呼吸的效果遠不如醫(yī)院高壓氧倉的治療。因而對昏迷較深的患者不應立足于就地搶救,而應盡快送往醫(yī)院,但在送往醫(yī)院的途中人工呼吸絕不可停止,以保證大腦的供氧,防止因缺氧造成的腦神經(jīng)不可逆性壞死。

預防CO中毒的關鍵在于產(chǎn)生CO和煤氣的生產(chǎn)設備應盡量密閉或安裝局部排風裝置;管道、閥門、設備應注意及時檢修,防止泄漏;嚴格遵守安全操作規(guī)程,加強安全教育;家庭使用煤爐及煤氣一定要注意安全,煤爐要安裝煙囪,保持管道密閉通暢,以防止堵塞漏煙。

參考文獻

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