Карбоксигемоглобин в крови норма

Гемоглобин (Hb)

— кровяной пигмент, роль которого заключается в транспорте кислорода к органам и тканям. Вне эритроцитов (в плазме крови) гемоглобин практически не обнаруживается.

Химически гемоглобин относится к группе хромопротеидов. Его простетическая группа, включающая железо, называется гемом, белковый компонент — глобином. Молекула гемоглобина содержит 4 гема и один глобин. Гем является металлопорфирином — комплексом железа с протопорфирином. Протопорфирин имеет в своей основе четыре пиррольных кольца, соединенных посредством метиловых мостиков (СН) в кольцо порфирина. Гем идентичен для всех разновидностей гемоглобина человека.

В эритроцитах циркулирующей крови гемоглобин находится в состоянии беспрерывной обратимой реакции, то присоединяя молекулу кислорода (в легочных капиллярах), то отдавая ее (в тканевых капиллярах).

При полном насыщении крови кислородом 1 г гемоглобина связывает 1,34—1,36 мл кислорода. При высоком содержании кислорода в окружающей среде (в легких) восстановленный гемоглобин легко и быстро переходит в оксигемоглобин, тогда как при малых концентрациях кислорода в окружающей среде (в тканях, в которых кислород утилизируется) оксигемоглобин легко отщепляет от себя кислород. В случае ухудшения условий артериализации крови вследствие нарушения диффузии кислорода через альвеолярную мембрану или увеличения скорости кровотока в малом круге кровообращения, а также при повышенном потреблении кислорода тканями содержание оксигемоглобина в крови снижается, а количество восстановленного гемоглобина соответственно возрастает. В норме в артериальной крови содержание оксигемоглобина составляет 95—96 % от общего количества гемоглобина. В венозной крови эта величина снижается до 60 %.

Карбоксигемоглобин (HbCO)

— оксиуглеродный гемоглобин — диссоциирует в несколько сотен раз медленнее, чем оксигемоглобин, поэтому даже незначительная концентрация (0,07 %) в воздухе угарного газа (СО), связывая около 50 % имеющегося в организме гемоглобина и лишая его способности переносить кислород, является смертельной.

Образование карбоксигемоглобина начинается с периферии эритроцитов, соприкасающихся в легочных капиллярах с СО. При последующей циркуляции крови перераспределения СО между эритроцитами не происходит. По мере увеличения концентрации СО в воздухе образование карбоксигемоглобина распространяется от периферии эритроцитов к их центру. Каждый грамм глобина способен связывать 1,33—1,34 мл О2 или СО. Эта величина получила название константы Хьюфнера. Однако сродство к СО в 200—290 раз больше, чем к О2-

Константа равновесия этой реакции следующая:

В связи с этим даже при малом содержании СО во вдыхаемом воздухе в организме создаются конкурентные взаимоотношения между этими газами по захвату гемоглобина со значительным преимуществом для СО.

Определение содержания карбоксигемоглобина

(по Л.Э. Горн). Метод основан на фотометрическом определении разницы светопоглощения растворов окси- и карбоксигемоглобина после их денатурации щелочью.

Оборудование и реактивы. Универсальный фотометр ФМ или горизонтальный фотометр; 0,04 % раствор аммиака; 0,2 н. раствор гидратов оксида натрия или калия (едкого кали или натра).

Методика. В 2 пробирки наливают по 4,9 и 5,9 мл 0,04 % раствора аммиака, после чего в каждую вносят по 0,1 мл крови. В первую пробирку, предназначенную для определения светопоглощения исходной денатурированной крови, содержащей искомое количество карбоксигемоглобина (HbO2 + HbCO), быстро добавляют 5 мл 0,2 н. раствора щелочи, быстро перемешивают двукратным опрокидыванием и фотометрируют пробу через 1 мин после внесения щелочи (50—70 с, не более!) при светофильтре № 5 (М-55 или М-52, эффективная длина волны пропускаемого света 550 или 520 нм). Содержимое второй пробирки, в которой определяют общее количество гемоглобина, прямо фотометрируют при светофильтре № 5 (М-50, 496 нм). Фотометрирование ведут по общепринятым правилам в кюветах 10 мм с использованием дистиллированной воды. При использовании светофильтра № 5 (М-55) содержание карбоксигемоглобина вычисляют по формуле:

где Е — экстинкция.

Если светофильтр № 5 имеет марку М-52, а не М-55, то коэффициент 132 заменяют на 123.

Норма и оценка результатов исследования карбоксигемоглобина

В крови лиц, не соприкасающихся в условиях производства с оксидом углерода, карбоксигемоглобин присутствует, как правило, в некотором количестве, что обусловлено практически постоянным загрязнением атмосферы продуктами неполного сгорания всех видов топлива. По данным разных авторов, у городских жителей, не связанных с воздействием оксида углерода, в крови содержится до 15 % карбоксигемоглобина. Средняя его концентрация колеблется, по различным данным, от 2—4 до 6—8 %. Курение ведет к повышению этой величины на 2—3 %. Источником образования карбоксигемоглобина является не только экзогенный оксид углерода, но и в какой-то мере оксид углерода, образующийся в организме в результате неполного окисления некоторых продуктов обмена веществ, в частности гемоглобина. Поскольку при перенесении пострадавшего в чистую атмосферу, особенно при вдыхании кислорода, диссоциация карбоксигемоглобина происходит сравнительно быстро (за первый час содержание карбоксигемоглобина уменьшается вдвое), результаты лабораторного исследования крови, взятой для анализа через некоторое время после оказания первой помощи, могут дать ложное представление об имевшей место начальной максимальной концентрации карбоксигемоглобина и тем самым исказить представление о степени тяжести клинической картины интоксикации. Это является обоснованием необходимости максимального сокращения интервалов между вынесением пострадавшего из отравленной атмосферы и взятием крови для анализа. При хронической интоксикации оксидом углерода диссоциация карбоксигемоглобина в крови значительно замедляется.

Карбоксигемоглобин норма в крови

К.В. ФАТКУЛЛИН 1 , А.Ж. ГИЛЬМАНОВ 1 , Д.В. КОСТЮКОВ 2

1 Башкирский государственный медицинский университет,, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3

2 НПП «Техномедика»,, г. Москва, п/я 1

Фаткуллин Ким Вилевич — аспирант кафедры лабораторной диагностики ИПО, тел. , e-mail: [email protected] 1

Гильманов Александр Жанович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой лабораторной диагностики ИПО, тел. , e-mail: [email protected] 1

Костюков Дмитрий Владимирович — инженер, ведущий специалист, тел. , e-mail: [email protected] 2

В статье описаны механизмы образования карбокси- и метгемоглобина в организме в норме, основные причины повышения их концентрации в крови при патологических состояниях (отравлениях), патогенез, особенности клинической картины и диагностики развивающейся интоксикации. Приведена сравнительная характеристика традиционных и современных лабораторных методов определения концентрации указанных дериватов гемоглобина в крови: показаны их принципы, особенности, преимущества и недостатки.

Ключевые слова: карбоксигемоглобин, метгемоглобин, интоксикация, лабораторные методы.

1 Bashkir State Medical University, 3 Lenina St., Ufa, Russian Federation

2 Research and Production Enterprise TEKHNOMEDICA, P.O. Box 1, Moscow, Russian Federation

Качественные пробы на наличие карбоксигемоглобина

Пробы:

Функции и виды гемоглобина

Основная функция гемоглобина — транспортная. Он связывается с кислородом, поступившим в кровь из легочных альвеол, переносит его и затем отдает тканям. Но на этом роль гемоглобина не заканчивается: он забирает углекислый газ и относит его обратно к легким, откуда тот удаляется в окружающую среду. Таким образом, данный белок играет огромное значение для дыхания: без него у клеток человеческого организма нет возможности полноценно осуществлять метаболизм.

Выделяют несколько видов нормального гемоглобина:

Из них А1 и А2 характерны для взрослых (причем HbA1 составляет 96-98% от общего количества), а гемоглобин F — для новорожденных. В первые дни жизни этот показатель составляет до 60-80%, и к четвертому-пятому месяцу жизни снижается до 10%. В крови человека нормальный гемоглобин присутствует в трех химических формах: оксигемоглобин (соединение с кислородом, обозначение — HbO2), карбгемоглобин (соединение с углекислым газом, обозначение — HHbCO2), и восстановленный гемоглобин (обозначается как HHb). Однако данный белок способен образовывать и патологические соединения такие, как карбоксигемоглобин и метгемоглобин.

Карбоксигемоглобин представляет собой соединение с угарным газом. Он не способен переносить кислород и углекислый газ, откуда следует вывод о том, что при его наличии в крови ткани начинают испытывать сильнейшее кислородное голодание. Именно поэтому при пожаре люди гораздо чаще погибают от удушья, чем от самого огня.

Метгемоглобин образуется при окислении гемоглобина, железо в метгемоглобине является трехвалентным (в норме оно двухвалентное). Такое соединение прочно связывает кислород и крайне неохотно отдает его тканям. Вот почему при образовании метгемоглобина ткани также испытывают сильнейшую гипоксию. Метгемоглобин появляется в крови при отравлении окислителями (перманганатом калия, анилином и т.п.), нитратами и нитритами.

Сам по себе анализ крови на гемоглобин не предполагает определения наличия в крови карбоксигемоглобина и метгемоглобина. В этом нет необходимости. Подобное исследование проводится в том случае, если имеют место быть симптомы отравления: тогда кровь берут в токсикологическую лабораторию, где при помощи специальных методик выявляют наличие метгемоглобина или карбоксигемоглобина.

Экстренная медицина

Определение карбоксигемоглобина в крови яв­ляется ценным показателем, уточняющим диагноз и определяющим рациональную терапию. Так, в слу­чаях, когда по истечении определенного времени в кро­ви пострадавшего наступает равновесие между образо­ванием и удалением окиси углерода, терапия кисло­родом может утрачивать свое значение.

Качественная реакция на наличие карбоксигемогло­бина в крови:

1. Кровь в количестве 0,01 мл берут из пальца уколом иглой и разводят дистиллированной водой в 100 раз (до 1 мл). Пробирку с разведенной кровью помещают перед спектроскопом и наблюдают при естественном или искусственном освещении две полосы поглощения в желто-зеленом (А. =нм) и зеленом (к = нм) участках спектра, совпа­дающих со спектром оксигемоглобина (А =инм).

Для отличия производят качественную реакцию: в пробирку добавляют вещество, быстро реагирующее с кислородом и превращающее оксигемоглобин крови в восстановленный гемоглобин (1 — 2 капли сернистого аммония NH4S или 4—5 мг дитионита натрия Na2S204). Пробирку встряхивают и снова помещают перед спектроскопом.

При отсутствии карбоксигемоглобина видна лишь одна широкая полоса поглощения, соответствующая восстановленному гемоглобину и располагающаяся в желто-зеленой части спектра (А =нм). В присутствии карбоксигемоглобина изменений в спектре не происходит, и при повторной спектроскопии продолжают определяться две полосы поглощения — в желто-зеленом и зеленом участках спектра.

2. Спектроскопический метод опреде­ления карбоксигемоглобина основан на способности карбоксигемоглобина и восстановленного гемоглобина в разной степени поглощать световые лучи при длине волны 534—563 нм. Вычисляют раз­ность между светопоглощением карбоксигемоглобина и светопоглощением восстановленного гемоглобина, который получают путем добавления дитионита натрия.

Из пальца берут на анализ 0,1 мл крови. Кровь насасывают микропипеткой, предварительно сполоснутой раствором цитрата натрия; помещают в мерную пробирку емкостью 10 мл и доводят объем до метки 0,005 н. раствором едкого натра. К 5 мл прозрачного раствора добавляют восстанови­тель — 8 мг дитионита натрия — и производят спектро­метрическое измерение оптической плотности раствора при волнах 534 и 536 нм. Содержание в крови СОНb вычисляют по формуле:

где E1 — оптическая плотность при длине волны 534 нм; Е2 — то же при длине волны 536 нм.

Единого мнения о физиологически допустимых нор­мах содержания карбоксигемоглобина в крови нет. Так, у городских жителей содержание в крови кар­боксигемоглобина может достигать 4 — 7%.

Следует отметить, что у больных с хронической интоксикацией окисью углерода уровень карбокси­гемоглобина в крови обычно соответствует нормаль­ным величинам. Определение у них карбоксигемоглоби­на может иметь место при нарушении функции легких и сердца с отклонениями в обмене угольной кислоты, а также при зритремии, диабете, силикозе и сердечных заболеваниях.

3. В случаях, если под рукой нет спектроскопа, может быть использован ориентировоч­ный, технически простой метод опреде­ления карбоксигемоглобина с помощью сульфата меди. На кусок белой бумаги (стекло, поверхность фаянса, фарфора) наносят каплю крови пострадавшего с подозрением на отравление окисью углерода.

Рядом наносят каплю крови здорового человека. В каждую каплю крови вносят по капле 2 % раствора сульфата меди и перемешивают дере­вянной палочкой (спички). По истечении 30 с — 1 мин в крови, содержащей карбоксигемоглобин, образуется мазеобразная масса серовато-коричневого или шоко­ладного цвета. Спустя некоторое время она стано­вится красно-коричневого цвета.

Определение метгемоглобина. При интоксикации анилином, нитро- и динитробензолом, бертолетовой солью и другими соединениями, способными окислять железо гемоглобина, происходит образование мет­гемоглобина с переходом железа из двухвалентного в трехвалентное его соединение.

Существует мнение, что в крови здорового человека и животных всегда имеется определенное (физиологи­чески допустимое) количество метгемоглобина. В орга­низме теплокровных животных постоянно происходят процессы образования и редукции метгемоглобина до окиси гемоглобина. В обычных условиях эти процессы хорошо уравновешены. Уровень метгемогло­бина у здорового человека не превышает 1 % по отношению ко всему гемоглобину крови:

1. Качественная реакция на метге-моглобин осуществляется при помощи спектраль­ного анализа. Метгемоглобин дает характерный спектр с широкой полосой поглощения в красной части спектра (к = 630 нм) и две полосы в оранжевой и желтой частях спектра.

2. Большое значение для оценки тяжести интокси­кации имеет количественное определение метгемоглобина. Его производят на спектрофо­тометре. При этом метгемоглобин после предваритель­ного его определения по полосе поглощения света на длине волны 633 нм переводят в цианметгемоглобин, совсем не дающий полосы поглощения в этом месте спектра.

Метод основан на фотометрировании мет­гемоглобина и цианметгемоглобина в красной части спектра при длине волны 630 нм, в которой они имеют разные спектры поглощения. Изменение интен­сивности поглощения света после добавления цианис­того калия (для превращения MtHb в циан­метгемоглобин) прямо пропорционально концентрации MtHb.

Для исследования берут две пробы крови. Гемогло­бин одной пробы переводят в метгемоглобин добавле­нием капли насыщенного раствора KjFe (CN)6. В другой пробе гемоглобин окисляют за счет растворенного в среде кислорода. Далее определяют степень погло­щения света с длиной волны 619 нм в обеих пробах с последующим вычислением разности светопоглоще-ния между метгемоглобином и оксигемоглобином.

3. Количественное определение метгемоглобина может быть проведено и с помощью ручного спектро­скопа. Кровь, разведенную в 5 раз дистиллированной водой (0,2 мл крови и 0,8 мл воды), помещают в цилиндр и просматривают через ручной спектроскоп. При наличии полосы поглощения в красном участке спектра раствор разводят водой до тех пор, пока полоса станет чуть видимой.

Отмечают общий объем кровяной соли K3Fe(CN)6, что обусловливает перевод оставшегося оксигемоглобина в метгемоглобин. Вновь появляется полоса поглощения в красной части спектра. Раствор опять, как и в первый раз, разводят водой и получают величину общего объема повторно (Vi). Расчет ведут по формуле:

где V — первый объем в миллилитрах; Vx — второй объем в миллилитрах.

Одним из перспективных методов лабораторной диаг­ностики является газожидкостная хроматография. Она отличается от других прежде всего высокой специфич­ностью и чувствительностью, а также быстротой про­ведения анализа (5—15 мин), малым количеством исследуемого материала, сравнительной простотой вы­полнения исследований и достаточной их объективно­стью.

Неотложная помощь при профессиональных интоксикациях, Артамонова В.Г., 1981 г.