Co to jest zatrucie tlenkiem węgla?

Tlenek węgla (CO) jest gazem, który nie ma zapachu ani smaku, nie można go zobaczyć ani w żaden inny sposób wyczuć. Powstaje w wyniku niepełnego spalania związków organicznych. CO jest szybko i całkowicie wchłaniany przez płuca do krwi, gdzie wiąże się z hemoglobiną (CO-Hb), ważną substancją w czerwonych krwinkach.

W normalnych warunkach hemoglobina jest odpowiedzialna za transport tlenu we krwi, a tym samym za zaopatrzenie wszystkich tkanek i narządów w organizmie. W przypadku zatrucia tlenkiem węgla, gaz ten wypiera tlen z hemoglobiny, blokując jej funkcję. Dochodzi do niedoboru utlenowania komórek i tkanek oraz wzrasta ryzyko śmiertelnego uszkodzenia narządów, w szczególności mózgu i serca, które mają największe zapotrzebowanie na tlen.

Co dzieje się podczas zatrucia tlenkiem węgla?

Stężenie tlenku węgla w atmosferze wynosi zwykle mniej niż 0,001%, ale może być wyższe na obszarach miejskich i w zamkniętych pomieszczeniach. Nawet przy zawartości CO w powietrzu zewnętrznym na poziomie 0,1% połowa hemoglobiny we krwi jest związana z CO (CO-Hb) zamiast z tlenem. Osoby niepalące mogą mieć do 3% tlenku węgla we krwi, podczas gdy u palaczy poziom ten wynosi 10–15%.

Większość śmiertelnych zatruć tlenkiem węgla jest spowodowana pożarami, nieszczelnymi piecami, przenośnymi generatorami zasilanymi benzyną, grillami i spalinami samochodowymi. W bardzo wielu przypadkach do zatrucia dochodzi w zamiarze samobójczym.

Po ekspozycji na tlenek węgla gaz ten szybko przedostaje się do krwi przez płuca i wiąże się z hemoglobiną. Wiązanie z hemoglobiną jest około 240 razy silniejsze niż wiązanie tlenu z hemoglobiną. Gdy tylko zbyt duża ilość tlenku węgla zwiąże się z hemoglobiną, czerwone krwinki nie mogą już dostarczać wystarczającej ilości tlenu do tkanek organizmu: dochodzi od niedoboru tlenu.

Ilość tlenku węgla we krwi zależy od jego ilości we wdychanym powietrzu, czasu trwania ekspozycji i ilości powietrza wdychanego przez daną osobę na minutę.

Jeśli dopływ CO zostanie przerwany i osoba może ponownie oddychać normalnym powietrzem, CO jest powoli usuwany (wydychany) z organizmu. Okres półtrwania zasadniczo odnosi się do czasu potrzebnego na zmniejszenie stężenia substancji (w tym przypadku CO we krwi) o połowę. Jeśli zatruta osoba została wyprowadzona ze strefy zagrożenia i wdycha normalne powietrze na zewnątrz, okres półtrwania CO we krwi wynosi około 300 minut. Gdy bogate w tlen powietrze jest wdychane przez maskę, która filtruje wydychane powietrze (zawierające tlenek węgla), okres półtrwania wynosi około 90 minut. Jeśli czysty tlen (100%) jest wdychany pod wysokim ciśnieniem w komorze ciśnieniowej (tlenoterapia hiperbaryczna), okres półtrwania wynosi tylko około 20 minut — szkodliwy gaz jest zatem eliminowany z organizmu znacznie szybciej.

Uszkodzenia narządów

Tlenek węgla wpływa na wiele narządów w organizmie. Uszkodzenia narządów powstają w wyniku różnych mechanizmów:

• Niedobór tlenu: szkodliwy wpływ jest największy w narządach o największym zapotrzebowaniu na tlen, czyli w mózgu i sercu.
• Reakcja zapalna: zatrucie CO powoduje reakcję zapalną w organizmie, która jest prawdopodobnie wywoływana przez mechanizm immunologiczny. W fazie ostrej dochodzi do uszkodzenia tkanek w mózgu, sercu i innych narządach.
• Mięsień sercowy: w tym szczególnym przypadku CO może bezpośrednio uszkadzać komórki mięśnia sercowego w mechanizmie hamowania ich funkcji i obniżania ciśnienia tętniczego, co prowadzi do wzrostu uszkodzenia serca.

Uszkodzenie mięśnia sercowego jest powszechne u pacjentów zatrutych CO i wiąże się ze zwiększoną śmiertelnością. Ryzyko to jest największe u osób, które już zmagają się z chorobami układu sercowo-naczyniowego.

Jako późne następstwa zatrucia tlenkiem węgla może wystąpić uszkodzenie mózgu i układu nerwowego. Przyczyna tych późnych następstw po zatruciu tlenkiem węgla nie jest w pełni wyjaśniona; według badań występują one dość zmiennie w 12–68% przypadków.

Objawy

Zatrucie tlenkiem węgla wykazuje zmienne i nieswoiste objawy. Osoby narażone na zatrucie tlenkiem węgla podczas snu nie odczuwają żadnych dolegliwości. Stopniowo przechodzą ze snu w stan nieprzytomności. Jeśli dopływ CO nie zostanie zatrzymany, zatrucie może być tak poważne, że prowadzi do zgonu.

Osoby narażone na zatrucie tlenkiem węgla w stanie czuwania odczuwają ból głowy (często), zmęczenie, nudności i zawroty głowy. Dotyczy to przypadków od łagodnego do umiarkowanego zatrucia tlenkiem węgla. Ponadto może wystąpić duszność i ból w klatce piersiowej. Ostatecznie może wystąpić narastające splątanie i utrata przytomności.

Typowym objawem jest to, że pacjenci nie bledną i nie mają sinych warg (jak to zwykle dzieje się w przypadku niedoboru tlenu), lecz ich skóra jest raczej zaróżowiona.

Diagnostyka

W większości przypadków przyczyna jest oczywista, na przykład pożar. Historia choroby (wywiad chorobowy) jest często niejednoznaczny i mało pomocny. Jeśli pacjent został ranny lub poparzony o piec lub w pożarze, rozpoznanie zatrucia CO jest bardziej prawdopodobne. Jeśli jednak nie ma ran po oparzeniu, zaburzenia psychiczne pacjenta połączone z zawrotami głowy, bólem głowy, zmęczeniem, szybkim biciem serca i oddechem wskazują na zatrucie CO. Pacjenci mogą wydawać się lekko lub poważnie splątani, a nawet być w stanie śpiączki. Ciężkie zatrucie tlenkiem węgla może powodować objawy neurologiczne, takie jak napady drgawkowe, omdlenie/śpiączka, duszność, a także bóle w klatce piersiowej.

Można zmierzyć ilość tlenku węgla we krwi (CO-Hb). Jednak ocena tych parametrów we krwi ani nie dostarcza dokładnych informacji na temat stopnia zatrucia, ani nie jest odpowiednia do przewidywania ryzyka późniejszych reakcji układu nerwowego.

Wartości CO-Hb powyżej 10% i/lub odpowiadające im objawy wskazują na zatrucie. Śmiertelne stężenia CO-Hb zwykle występują przy wartości >40%, przy czym małe dzieci, kobiety w ciąży i osoby starsze mają niższą tolerancję na tlenek węgla i potencjalnie zagrażające życiu zatrucia spowodowane niższymi poziomami CO-Hb.

Określenie zawartości tlenu we krwi, dalsze badania krwi i EKG mogą być pomocne w ocenie stanu pacjenta. Jeśli zatrucie rozwija się powoli i pojawiają się tylko objawy neurologiczne, lekarz może również zlecić RTG płuc, tomografię komputerową mózgu lub testy neuropsychiatryczne w celu ustalenia rozpoznania lub wykluczenia ewentualnych innych chorób. 

Leczenie

Eliminacja tlenku węgla odbywa się prawie wyłącznie poprzez uwolnienie CO z jego wiązań z hemoglobiną we krwi poprzez jego wydychanie. W ten sposób cząsteczka hemoglobiny może być ponownie wykorzystana do transportu tlenu.

Najważniejszym działaniem w przypadku zatrucia tlenkiem węgla jest zatem odseparowanie pacjenta od źródła tlenku węgla. Osoba zatruta powinna poruszać się jak najmniej, aby wysiłek fizyczny nie powodował dodatkowego zużycia tlenu. Zawsze należy wezwać lekarza pogotowia ratunkowego. Dostarczy on tlen przez maskę twarzową. Pacjenci w śpiączce z poważnymi zaburzeniami stanu psychicznego są wentylowani 100% tlenem przez rurkę. W trakcie tego procesu ratownik regularnie ściska balon, pompując w ten sposób powietrze do płuc zatrutej osoby.

W szpitalu ciężkość zatrucia jest oceniana tak szybko, jak to możliwe. W przypadku ciężkiego zatrucia tlenkiem węgla konieczne może być przetransportowanie pacjenta do ośrodka prowadzącego tlenoterapię hiperbaryczną (w komorze ciśnieniowej). Im wcześniej taka terapia się rozpocznie, tym lepiej. Dzięki temu ilość tlenku węgla we krwi może być szybciej usunięta. Czas trwania terapii wynosi często 90–120 minut. Jeśli poziom CO-Hb jest nadal podwyższony, konieczne może być powtórzenie terapii.

Pacjenci są monitorowani przez pewien czas w szpitalu; po wypisaniu powinni odpoczywać fizycznie przez 2–4 tygodnie.

Rokowanie

Zatrucie tlenkiem węgla jest stanem zagrożenia życia. Prawie 40% osób, które przeżyją, będzie miało uszkodzony mięsień sercowy, co naraża ich na ryzyko chorób układu krążenia w późniejszym życiu. U 10–30% osób po ciężkim zatruciu tlenkiem węgla obniżone są zdolności poznawcze.

Opóźniony zespół neuropsychiatryczny

U nawet 40% pacjentów po poważnej ekspozycji na tlenek węgla późne następstwa dla układu nerwowego mogą ujawnić się po upływie 3–240 dni po pozornym wyzdrowieniu. Choroba charakteryzuje się osłabieniem czynności umysłowych (głównie w zakresie upośledzenia funkcji poznawczych), zmianami osobowości, zaburzeniami ruchowymi i innymi objawami neurologicznymi.

Zespół ten występuje zwykle w ciągu 20 dni od zatrucia tlenkiem węgla, a jego objawy mogą utrzymywać się przez rok lub dłużej. Zespół ten może rozwinąć się niezależnie od wartości CO-Hb stwierdzonych podczas zatrucia (tzn. może wystapić nawet przy stosunkowo niskich wartościach). 

Dodatkowe informacje

• Samobójstwo i próba samobójcza.
• Ostre zatrucie tlenkiem węgla — informacje dla lekarzy.

Autorzy

• Joanna Dąbrowska-Juszczak, lekarz
• Susanne Meinrenken, lekarz