Спектрофотометрическое определение карбоксигемоглобина. Кислотно-основное состояние

СО не требует специальных методов изолирования, работают с мышечной тканью в случае пожара (нет крови) или с кровью.

Образуется при неполном сгорании древесины, м.б. обнаружен в выхлопных газах машин (13%), в табачном дыму (1%).

CO является кровяным ядом, проникает через дыхательные пути и связывается с Hb крови, образуя довольно прочные соединения. Сродство СО к Hb в 300 раз выше, чем у кислорода. В крови лиц, отравленных СО содержится дезоксигемоглобин, оксигемоглобин, карбоксигемоглобин, а также может содержаться некоторое количество метгемоглобина, который при отравлениях СО не связывается с оксидом углерода. В тканях мышц лиц с подозрением на отравление СО содержится дезоксимиоHb (МHb), оксимиоHb (ОМHb), карбоксимиоHb (COMHb),

3 стадии отравления:

Смертельная концентрация СО в крови >60%.

Идентификация:

1. Химические методы.

Берется ярко-красная кровь или мышечная ткань.

2. Спектральные методы.

а) При помощи спектроскопа (прибор для визуальной спектроскопической диагностики). Исследуемую кровь разводят водой до светло-розовой окраски и смотрят ее спектр. При этом спектр крови, содержащей дезоксиHb имеет одну широкую полосу при 550 нм. Спектр оксигемоглабина содержит две полосы при 557-589 нм и при 536-556 нм.

Карбоксигемоглобин содержит 2 полосы при 564-579 нм и при 523-536 нм. Берут исследуемую кровь и смотрят в спектроскоп. Наблюдается 3 полосы поглощения (COHb, OHb, Hb). Далее к крови добавляют дитионит натрия. OHb восстанавливается до Hb, а COHb не восстанавливается. Если остается 3 полосы поглощения, то было отравления, а если остается только одна, то не было. Метод удобен, если содержание COHb в крови составляет 10-30%.

б) Основной метод – СФМ.

Берут исследуемую кровь и смотрят – 2 пика. Добавляют дитионит Na. Если сохраняются 2 пика, то отравление было (COHb не восстанавливается), а если они сливаются в один, то отравления угарным газом не было (OHb восстанавливается).

Количественное определение:

1. Берется донорская кровь без CO, разводится раствором NH4OH, отфильтровывается и добавляется восстановитель Na2S2O4. Наблюдаем спектр гемоглобина (максимум при 550 нм). Через кровь с подозрением на CO пропускаем CO (для того, чтобы его получить, к формальдегиду прибавляем H2SO4) чтобы полностью перевести OHb, Hb, MetHb в COHb и затем смотрим спектр (2 максимума, характерные для COHb). Оба спектра накладываем друг на друга и получаем три изобестические точки в местах пересечения при 550, 560 и 580 нм.

В этих точках пересечения оптические плотности COHb и Hb будут одинаковыми. На основании экспериментальных данных, наибольшая разница оптической плотности COHb и Hb наблюдается при 538 нм. Рассчитываем содержание COHb по формуле:

В исследуемую кровь, взятую на анализ, добавляют дитионит натрия и снимают спектр при 538 и 560 нм. Коэффициенты 0,76 и 0,38 для каждого прибора индивидуальны.

2. Газохроматографическое определение. В пенициллиновый флакон помещают 2,5 мл крови + 0,5 мл к.H2SO4 и 1,0 феррацианида калия. Закрывают резиновой пробкой, фиксируют (под обкатку), встряхивают 30 секунд, отбирают газовую фазу и вводят в хроматограф. На хроматограмме 2 пика – воздуха и CO. Определяют по времени удерживания.

библиографическое описание:
Сравнительный анализ методов количественного определения карбоксигемоглобина / Чемурзиева Н.В., Флейшер М.Р. // Матер. II Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. - Иркутск-М., 1987. — С. 243-247.

html код:
/ Чемурзиева Н.В., Флейшер М.Р. // Матер. II Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. - Иркутск-М., 1987. — С. 243-247.

код для вставки на форум:
Сравнительный анализ методов количественного определения карбоксигемоглобина / Чемурзиева Н.В., Флейшер М.Р. // Матер. II Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. - Иркутск-М., 1987. — С. 243-247.

wiki:
/ Чемурзиева Н.В., Флейшер М.Р. // Матер. II Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. - Иркутск-М., 1987. — С. 243-247.

Количественное определение карбоксигемоглобина в крови трупа остается весьма актуальным в судебно-медицинской практике. В последнее время общепринятыми являются спектрофотометрические методы исследования. Среди них предпочтение отдается методу, предложенному Фретвурстом и Майнеке (ЖСМЭ № 4, 1961 г.) и методике, разработанной Ленинградским областным бюро СМЭ и кафедрой судебной медицины 1 Ленинградского медицинского института им. И.П. Павлова (ЖСМЭ № 2, 1979 г.).

Нами выполнен сравнительный анализ указанных методов в целях выявления зависимости между концентрацией карбоксигемоглобина в крови трупов людей и погрешностями в определениях, если таковые имеют место.

Для построения соответствующих графиков в качестве контрольного материала использовалась кровь ребенка в возрасте до двух лет, которая принималась за кровь с 0 содержанием карбоксигемоглобина. Измерения проводились на спектрофотометре СФ-26.

I. Определение содержания карбоксигемоглобина по методу Фретвурста и Майнеке

Метод основан на поглощении света раствором гемолизированной крови до и после восстановления оксигемоглобина гидросульфитом натрия. Рассчитывалось остаточное светопоглощение при 0 и 100% содержании СО в крови. При построении калибровочного графика использовались кривые поглощения света восстановленной и невосстановленной гемолизированной крови, не содержащей СО, и этой же крови после насыщения ее до 100%.

Для этого бралась кровь, разведенная 0,1% р-ром аммиака в соотношении 0,5:100. После этого кровь помещалась в кювету с толщиной слоя 1 см и измерялся спектр поглощения при длинах волн от 550 до 590 нм. Далее к 10 мл той же крови добавляли 20-30 мл гидросульфита натрия и 0,1 мл 30% р-ра едкого натра. После тщательного перемешивания измерялась оптическая плотность в том же диапазоне волн и рассчитывалось остаточное светопоглощение. При 0 содержании СО в крови оно равно 25%, максимум раствора восстановленной крови наблюдался при 576 нм.

Для получения раствора карбоксигемоглобина, через приготовленный раствор крови пропускали чистую окись углерода, которую получали с помощью реакции между серной и муравьиной кислотами. Документировались спектры поглощения невосстановленной и восстановленной крови. При этом максимум смещался в коротковолновую область и наблюдался при 570 нм. Остаточное светопоглощение при 100% насыщении крови равно 92,5%. Смещение максимума в коротковолновую область может служить качественной характеристикой присутствия СО в крови.

Раствор крови перед спектрофотометрированием должен быть прозрачным. В противном случае он нуждается в центрифугировании в течение 15 минут при 3-4 тыс. об/мин.

Используя полученные данные остаточного светопоглощения при 0 и 100% насыщении крови СО, строился калибровочный график линейной зависимости содержания СО, к которому применима следующая формула:

CO% = (x-А)×100 / B-A , где

х - остаточное светопоглощение исследуемого образца;
А - остаточное светопоглощение при С0 = 0%;
В - остаточное светопоглощение при СО = 100%.

II. Определение содержания карбоксигемоглобина по методу, предложенному Ленинградским областным бюро СМЭ и кафедрой судебной медицины I Ленинградского медицинского института им. И. П. Павлова

Насыщение крови окисью углерода производилось при определении коэффициентов, которые используются для расчета содержания карбоксигемоглобина в трупной крови. Для вывода коэффициентов брали трупную кровь, не содержащую СО, разводили ее 0,1% р-ром аммиака в соотношении 0,5:100. Раствор помещали в кювету с толщиной слоя 1 см и после добавления 5 мг гидросульфита натрия снимали спектр восстановленного гемоглобина в интервале от 500 до 600 нм. При этом максимум наблюдался при 555 нм.

Для получения спектра поглощения карбоксигемоглобина через приготовленный раствор крови в течение 10 мин. пропускали чистую окись углерода, которую получали с помощью реакции между серной и муравьиной кислотами. Затем в раствор добавляли 5 мг гидросульфита натрия и вновь пропускали окись углерода в течение 5 минут. После этого снимали спектр поглощения карбоксигемоглобина также в интервале от 500 до 600 нм, при этом отмечалось два максимума - при 540 и 570 нм. Кривые восстановленного гемоглобина и восстановленного карбоксигемоглобина пересекались в трех точках, соответствующих волнам 550, 558 и 580 нм., наибольшая же разница в светопоглощении восстановленного гемоглобина и карбоксигемоглобина наблюдалась при длине волны 534 нм. Поэтому для расчета коэффициентов мы пользовались волной 534 нм (Д1) и изобестической точкой 558 нм (Дг).

K 1 = (Д 1 /Д 2), К 2 = А - К 1 , А= Д 1 /Д 2 , где

Д 1 - оптическая плотность при 534 нм (без насыщения);
Д 1 - оптическая плотность при 534 нм (после насыщения);
Д 2 - оптическая плотность в изобетической точке. Расчет содержания карбоксигемоглобина производили по следующей формуле:

X = (Д 1 -Д 2 ×К 1)×100 / Д 2 ×K 2

Для прибора СФ-26 выведены следующие коэффициенты:

K 1 = 0,79, К 2 =0,36.

Параллельно двумя методами было произведено количественное определение содержания карбоксигемоглобина в крови 20 трупов лиц, погибших от отравления окисью углерода. Среди них 15 мужчин в возрасте от 25 до 88 лет, 3 женщины- 18, 58 и 82 лет и 2 детей - 2 и 4 лет. Анализы производились на растворе крови одинаковой концентрации по методу Фретвурста и Майнеке в диапазоне от 560 до 580 нм с интервалом в 2 нм, по методике, предложенной Ленинградским областным бюро СМЭ и кафедрой судебной медицины в диапазоне от 500 до 600 нм.

Мы сочли целесообразным снимать полный спектр, так как при насыщении крови СО более, чем на 50%, появление на спектральной кривой двух пиков является и качественной характеристикой.

Проведенная статистическая обработка дала следующие результаты. По методу Фретвурста и Майнеке: средняя х - 79, среднее квадратичное отклонение δ - 12,8, ошибка (х)-2,96, коэффициент вариации CV -16,3.

По Ленинградской методике: средняя х - 77,2, среднее квадратичное отклонение - 11,8, ошибка (х)-2,7, коэффициент вариации С - 15,3. Критерием достоверности различий (t), наблюдаемых между средними служит отношение разности средних (X 1 -Х 2) = Д к их статистической ошибке (mD). Следовательно: X 1 = 79±2,96 Х 2 = 77,2±2,7 Д=1,8. Ошибка разницы m 2 = 2,96 2 + 2,7 2 = 4., отсюда tф = 0,45.

Для tф =0,45Р (значение вероятности) = 0,347, что не достигает даже первого порога доверительной вероятности (Р = 0,95). Таким образом, разницу между результатами, полученными двумя методами, следует считать статистически недостоверной. Следует также отметить, что по методике, предложенной исследователями Ленинграда, коэффициент вариации несколько ниже - 15,3 против 16,3 и ошибка - 2,7 против 2,96, что может свидетельствовать о том, что результаты, полученные этим методом, несколько точнее.

Руководствуясь этим соотношением концентрации СО в крови и погрешностью измерений, мы исследовали наш материал, ориентируясь на результаты, полученные именно этим методом. Для этого все показатели концентрации СО в трупной крови были разбиты на 8 групп. Каждая группа подвергалась стандартной статистической обработке. Полученные данные приводятся в таблице № 2. Следует заметить, что никакой закономерности нарастания или уменьшения процента ошибки по мере увеличения концентрации СО не выявлено. Минимальная ошибка наблюдается только при средних (от 40 до 60%) концентрациях СО и равна 0,83%.

Таким образом, проведенные исследования показали, что ошибка между двумя предлагаемыми методами статистически недостоверна и следовательно, выбор методики для работы не принципиален. Наиболее точные результаты могут быть получены при работе со средними концентрациями СО в крови. В остальных случаях на результатах исследований могут сказаться, очевидно, как технические погрешности при разведениях (в случаях с большой концентрацией), так и слишком малое содержание СО в исследуемой крови.

Таблица 1

Результаты статистического анализа сравнительного Определений количественного содержания карбоксигемоглобина в трупной крови

По методу Фретвурста и Майнеке

средняя 79

По Ленинградской методике

Таблица 2

Изменение ошибки с изменением концентрации СО в трупной крови

Концентрация

Значительный вклад в ухудшение кислородтранспортной функции организма при табакокурении вносит поступление в организм моонооксида углерода (СО), обладающего значительно более высоким по сравнению с кислородом сродством к гемоглобину (Нb). СО, частично блокируя процессы транспортировки кислорода вследствие образования карбоксиНb (СОНb), не способного переносить кислород, существенно снижает его доставку тканям. В этой связи представляет интерес изучение связей содержания СОНb с параметрами, отражающими состояние кислородного гомеостаза, - кислородной сатурацей крови (satO2) и показателем степени сродства Нb к O2 р50 (полунасыщение оксигемоглобина O2). В настоящей работе представлены результаты изучения этих связей методом регрессионного анализа у некурящих и курящих людей. Выяснилось, что характер зависимости satO2 от содержания COHb у курящих юношей отличается от линии регрессии у некурящих - отсутствием восходящей части на кривой и отчетливо выраженным снижением кислородной сатурации при повышении концентрации СОНb. В то же время у курильщиков рост значений COHb сопровождается увеличением величины р50, т.е. по мере возрастания концентрации COHb увеличивается дезоксигенация Hb, а, следовательно, и диффузия кислорода в ткани. Этот факт можно рассматривать как один из механизмов адаптации организма курильщиков к кислородному дисбалансу. Важно отметить, что у некурящих людей, как выявленные негативные процессы, так и адаптивные реакции проявляются при относительно низких концентрациях COHb, что подтверждает известные факты вреда пассивного курения.

активное и пассивное курение

карбоксигемоглобин

кислородная сатурация

гипоксия

1.Агаджанова С.Н. Еще раз о вреде курения / С.Н. Агаджанова // Дошкольная педагогика. – 2012. – С. 14 -16.

2. Габриелян К.Г. Уровень адаптационных возможностей организма студентов и курение / К.Г. Габриелян, Б.В. Ермолаев // Физиология человека. – 2006. – Т. 32. - №2. – С. 110-113.

3.Герман А.К. Состояние мозгового кровотока у курильщиков / А.К. Герман // Врачебн. дело – 1995. - №2 – С. 123-125.

4.Загоскин П.П. Новые данные о физиологической роли монооксида углерода / П.П. Загоскин // Нижненовгородский Медицинский Журнал. – 2008. - №3. – С. 103-112.

5.Луценко М.М. Газотранспортный обмен в периферической крови при общем охлаждении организма/М.М. Луценко //Бюллетень физиологии и патологии дыхания. – 2012. - №44. – С. 85-89.

6. Моран Р. Лабораторная оценка снабжения тканей кислородом: газы крови и СО-оксиметрия (лекция) [Текст] / Р. Моран // Клиническая лабораторная диагностика. – 1998. - № 2. – С. 25-32.

7. Шамратова В.Г. Биохимические и физиологические механизмы влияния курения на кислородный статус организма юношей с различным уровнем физической активности / В.Г. Шамратова, С.Р. Усманова // Вестник Башкирского университета. – 2013. - № 4. – С. 1050 – 1052.

Введение

Табакокурение является одним из наиболее распространенных источников поступления монооксида углерода (СО) в организм человека. При повышенных концентрациях экзогенный СО связывается с гем-содержащими белками: гемоглобином (Hb), миоглобином, цитохромами, что вызывает кислородное голодание тканей за счет нарушения как транспорта кислорода, так и тканевого дыхания. Ухудшение кислородтранспортной функции (КТФ) крови у курильщиков обусловлено повышением уровня карбоксигемоглобина (COHb), который может составлять 3—5% от общего содержания Hb, достигая 10% у злостных курильщиков, выкуривающих более 2—3 пачек сигарет в день . При этом количество ежедневно выкуриваемых сигарет непосредственно влияет на содержание не только COHb, но и оксигенированной формы гемоглобина и кислородную сатурацию в целом . Развивающаяся гипоксемия, а также неспособность тканевых клеток использовать кислород вследствие ухудшения диффузии его к митохондриям приводит к снижению интенсивности тканевого обмена.

Наряду с активным курением вызывает тревогу пассивное курение, поскольку экспозиция вторичным табачным дымом также опасна, как и дымом главного потока, который вдыхает активный курильщик. Известно, что 50% основного потока табачного дыма уходит в окружающий воздух, а в окружающего курильщика атмосферу попадает токсических компонентов больше, чем в организм самого курильщика . Это обстоятельство обусловливает необходимость объективной оценки влияния компонентов табачного дыма и, прежде всего, монооксида углерода, не только на активных, но и пассивных курильщиков. Одним из способов такого анализа является изучение регрессионных кривых зависимости параметров кислородного транспорта крови от содержания СОНb в широком диапазоне его варьирования. Такой подход позволит обнаружить закономерности влияния СОНb на состояние КТФ крови и выявить зоны, в которых у курящих и некурящих людей наблюдаются изменения характера зависимости, свидетельствующие либо о развитии адаптационных реакций, либо, наоборот, о проявлении негативного действия СО.

К числу показателей, отражающих состояние кислородного гомеостаза, можно отнести кислородную сатурацию крови (satO2). Представляя собой отношение фракции оксигенированного Нb к количеству Нb в крови, который способен транспортировать кислород, satO2 является индикатором адекватного поступления O2 в кровь из альвеол легких. Другим важнейшим параметром КТФ крови является р50 (полунасыщение оксигемоглобина O2) - показатель степени сродства Нb к O2. Его возрастание свидетельствует об улучшении диссоциации оксигемоглобина, большем освобождении кислорода и его диффузии в ткани.

Целью настоящего исследования явилось изучение характера связи содержания СОНb в крови с satO2 и р50 у курящих и некурящих людей методом регрессионного анализа.

Материалы и методы исследования

В исследовании приняли участие студенты (юноши) Башкирского государственного университета 18-23-летнего возраста, клинически здоровые по результатам ежегодного диспансерного осмотра. Выборку обследованных мы разделили на 2 группы согласно факту курения по анкетным данным: группа 1 - некурящие (n=49); группа 2 - курящие юноши (n=101). Кровь для анализа забиралась утром натощак, по нашим предварительным рекомендациям испытуемым разрешалось выкурить не более одной сигареты и не менее чем за час до сдачи анализа. Анализ крови проводился на автоматическом анализаторе «RAPIDLAB865» фирмы «BAYER» (Германия). Обработку данных проводили методом регрессионного анализа в программе Microsoft Office Excel 2007.

Результаты исследования и их обсуждение

На рис. 1 представлена регрессионная кривая зависимости кислородной сатурации от концентрации СОНb у некурящих юношей. Видно, что возрастание концентрации СОНb сопровождается повышением satO2, что обусловлено сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина влево вследствие более высокого сродства этой фракции к O2. Наличие в крови карбоксигемоглобина в норме, доля которого у некурящих людей составляет 0,5—1,0% от общего содержания Hb, обусловлено его образованием за счет эндогенного моноксида углерода . Возрастание содержания COHb более 1,3%, как вытекает из линии регрессии, приводит к некоторому снижению сатурации крови.

Рис. 1. Зависимость кислородной сатурации крови от концентрации COHb для некурящих юношей, по оси абсцисс концентрация COHb в %, по оси ординат сатурация в %

Аналогичный характер зависимости прослеживается и при изучении зависимости рО2 от концентрации COHb. Рост рО2 наблюдается в интервале варьирования COHb до 1,3%, затем отмечается тенденция к снижению показателя (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость парциального давления кислорода от концентрации СОНb для некурящих юношей, по оси абсцисс концентрация СОНb в %, по оси ординат парциальное давление в мм. рт. ст.

У курящих юношей в области кривой, приходящейся на интервал варьирования СОНb от 1 до 2 % (рис.3), связи между этими параметрами отсутствуют, при дальнейшем повышении концентрации происходит слабо выраженное, а при содержании СОНb свыше 4,5% - резкое снижение кислородной сатурации. Принципиально сходный характер кривой наблюдается для зависимости СОНb - рО2. Таким образом, табакокурение, сопровождающееся накоплением в крови достаточно высоких концентраций СОНb, существенно снижает кислородное насыщение крови. В то же время у курильщиков накопление в крови СОНb от 2% до 4 % практически не сказывается ни на сатурации, ни на рО2, что, очевидно, свидетельствует о развитии адаптационных процессов во всей кислородтранспортной системе организма. Так, существует точка зрения о том, что у молодых курильщиков с небольшим стажем благодаря широким компенсаторным возможностям организма в обычных условиях и, как правило, отсутствию достаточного кумулятивного эффекта длительное время могут не проявляться клинически изменения со стороны систем дыхания и кровообращения . Сатурация и парциальное давление O2, является, как известно, показателем состояния диффузии кислорода в легких, отражая функцию легких и сердца, которые обеспечивают диффузию кислорода воздуха в кровь - из альвеол легких в легочные капилляры .

Рис. 3. Зависимость кислородной сатурации крови от концентрации СОНb для курящих юношей, по оси абсцисс концентрация СОНb в %, по оси ординат сатурация в %

Вполне возможно, что определенный вклад вносят также адаптационные реакции, затрагивающие непосредственно механизм поступления кислорода в ткани. В этой связи большой интерес представляет изучение величины р50 - показателя степени сродства Hb к кислороду. Его снижение свидетельствует об усилении оксигенации, а повышение - дезоксигенации., т.е. увеличении отдачи кислорода тканям. Чтобы объяснить механизмы адаптации кислородтранспортной системы к содержанию СОНb в крови юношей, мы рассмотрели связь между СОHb и показателем р50. На рис. 3 и 4 представлены графики регрессионной зависимости р50 от СOHb для некурящих и курящих испытуемых.

Рис. 4. Зависимость р50 от концентрации СОНb для некурящих юношей, по оси абсцисс концентрация СОНb в %, по оси ординат сатурация в %

У некурящих низкому уровню COHb соответствует высокие значения р50 как при прямой, так и при обратной зависимости (рис. 4), что обусловлено более высоким сродством гемоглобина к СО, чем к кислороду. У курящих юношей рост значений COHb сопровождается увеличением величины р50 (рис. 5).

Иначе говоря, по мере возрастания концентрации COHb увеличивается дезоксигенация Hb. Причем обратная зависимость этих показателей демонстрирует связь с большим коэффициентом детерминации. Таким образом, можно допустить, что у курящих юношей повышение концентрации COHb в крови противодействуют развитию гипоксии тканей благодаря улучшению диссоциации оксигемоглобина, освобождению большего количества кислорода и его доступности тканям.

Рис. 5. Зависимость р50 от концентрации СОНb для курящих юношей по оси абсцисс концентрация СОНb в %, по оси р50 в мм. рт.ст.

Одним из механизмов такой адаптации может быть увеличение содержания 2,3-ДФГ - продукта побочного пути расщепления глюкозы метаболизма эритроцитов, в присутствии которого гемоглобин легче отщепляет кислород и тем самым обеспечивает ткани нужным количеством кислорода, предупреждая гипоксию . Так, показано, что у курильщиков со стажем более 5 лет концентрация 2,3 ДФГ повышается, что способствует снижению сродства Hb к кислороду и его освобождением для улучшения аэрации тканей .

Улучшение отдачи кислорода тканям может достигаться и за счет эффекта Бора: у курильщиков со стажем наблюдается уменьшение показателя рН, что сопровождается снижением сродства гемоглобина к кислороду.

Заключение

Негативная роль курения сказывается на состоянии кислородного гомеостаза путем накопления в крови COHb, не способного транспортировать кислород тканям. При концентрации COHb, превышающей 4%, существенно снижается кислородная сатурация крови. В то же время в организме курящих развивается ряд компенсаторных механизмов, препятствующих развитию гипоксии, вызванной табакокурением, в частности, повышается величина р50, свидетельствуя об усилении отдачи кислорода тканям при том же уровне рО2. У некурящих рО2 и кислородное насыщение крови имеет тенденцию к снижению при значительно более низких концентрациях COHb, чем у курящих, что говорит о слабой адаптации организма к СО и отсутствии резервных механизмов. В этой связи организм людей, не потребляющих табак, но находящихся в среде с загрязнением воздуха табачным дымом (вдыхающие загрязненный табачным дымом воздух «пассивное курение»), оказываются более подверженными негативному действию табачного дыма, чем сами курящие. Таким образом, неблагоприятным прогнозом для здоровья является не только активное, но и пассивное курение.

Рецензенты :

Ибрагимов Р.И., д.б.н., профессор кафедры биохимии и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа.

Новоселова Е.И., д.б.н., профессор, заведующая кафедрой экологии ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа.

Библиографическая ссылка

Исаева Е.Е., Усманова С.Р., Шамратова В.Г. ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ КАРБОКСИГЕМОГЛОБИНА НА ПОКАЗАТЕЛИ КИСЛОРОДНОГО РЕЖИМА КРОВИ У НЕКУРЯЩИХ И КУРЯЩИХ ЮНОШЕЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13129 (дата обращения: 20.03.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Исследование кислотно-щелочного состояния (КЩС) или кислотно-основного состояния (КОС) имеет важное значение в диагностике и лечении различных неотложных состояний, в том числе хирургических.

Под кислотностью и щелочностью понимают концентрацию свободных ионов водорода (Н +) в растворе, т.е. рН крови. Для эффективного протекания процессов жизнедеятельности концентрация свободных ионов водорода (Н +) должна находится в жестких пределах. В действительности исследование КЩС включает наряду с измерением рН определение и физиологически важных газов, присутствующих в крови (кислорода – О 2 и углекислого газа – СО 2) и еще около 20-ти других параметров. Все эти показатели и их значения тесно взаимосвязаны друг с другом.

У пациентов реанимационного и операционного блоков могут наблюдаться существенные изменения этих показателей в течение коротких промежутков времени. Исследования КЩС, в отличие от всех других видов лабораторных анализов, выполняется на пробах артериальной крови.

Для нормального функционирования всех клеток организма необходим кислород (О 2). Решающая роль в транспорте кислорода к тканям принадлежит содержащемуся в эритроцитах гемоглобину. Под термином «гемоглобин» подразумевают несколько форм гемоглобина, которые присутствуют в крови человека, как в норме, так при патологии. Более 98% кислорода, поглощенного легкими из вдыхаемого воздуха, переносится к клеткам организма кровью в виде оксигемоглобина. В норме в крови в небольших количествах присутствуют фракции гемоглобина, не способные переносить О 2 – дисгемоглобины (сульфгемоглобин, метгемоглобин, карбоксигемоглобин).

Метгемоглобин постоянно образуется в результате нормального метаболизма клеток организма. Метгемоглобин содержит трехвалентное железо и не способен к транспорту кислорода! При образовании значительных количеств метгемоглобина транспортировочная функция крови резко нарушается. В организме существует механизм регуляции уровня метгемоглобина в крови, который поддерживает долю этой фракции не выше 1,0 – 1,5% от общего гемоглобина.

Карбоксигемоглобин - прочное соединение гемоглобина (Hb) и угарного газа (СО). Карбоксигемоглобин образуется очень быстро, поскольку способность присоединяться к гемоглобину у угарного газа примерно в 200 раз выше, чем у кислорода. Карбоксигемоглобин не способен переносить кислород к тканям организма, поэтому при отравлении окисью углерода у человека может быстро наступить смерть. В больших количествах карбоксигемоглобин образуется при отравлении угарным газом, а в небольших всегда присутствует в крови всех курильщиков и жителей больших городов.

Показания:

Анализа КЩС необходим

· Для постановки диагноза анализ газов крови – неотъемлемая часть постановки диагноза дыхательной недостаточности и первичной гипервентиляции. Он также выявляет метаболический ацидоз и алкалоз.

· Для оценки тяжести заболевания

· Для контроля эффективности лечения такой анализ очень важен для подбора терапии кислородом (О 2) для пациентов с хронической дыхательной недостаточностью типа 2 и для оптимизации установок аппарата ИВЛ.

Увеличение метгемоглобина (FMetHb) в крови развивается при:

· отравлении нитритами, нитратами, нитрозосоединениями, анилином, сульфонамидами, ацетанилидом, хлоридами, бромидами и др

· наследственном дефиците НАДН-метгемоглобинредуктазы: низкая активность фермента проявляется в раннем детском возрасте. Клинических последствий, как правило, это заболевание не имеет, проявляясь незначительным косметическим дефектом.

· наличие аномальных вариантах гемоглобина, обозначаемых как гемоглобин М

Увеличение карбоксигемоглобина (FСОHb) в крови развивается при:

· отравлении угарным газом. При уровне FСОHb выше 30% отмечаются сильные головные боли, общая слабость, рвота, одышка, тахикардия, а при уровне 50% - судороги, кома; выше 70% наступает дыхательная недостаточность и возможен летальный исход.

Методика:

Определение газов крови, кислотно-щелочного статуса, параметров оксиметрии проводятся на анализаторе «ABL 800 FLEX» фирмы «RADIOMETR», Дания, определение до 50 параметров.

Дыхание — непременное условие жизнедеятельности клеток организма, которые поглощают кислород и выделяют двуокись углерода. Функцию транспортного средства, доставляющего О2 и выводящего СО2, выполняет кровь. Карбогемоглобин — это ее важная составляющая, участвующая в газообмене.

Что это такое

Гемоглобин (Hb) состоит из гема, соединения, содержащего железо, и белкового вещества глобина. Связываясь с О2, поступающим в кровь из легких, Hb снабжает им ткани, а соединяясь с СО2, очищает их от двуокиси углерода и доставляет ее к альвеолам, через которые этот газ удаляется в атмосферу.

Существуют 3 фракции (вида, модификации) гемоглобина, обусловленные физиологическими функциями. Соединяясь с О2, Hb превращается в оксигемоглобин НbО2. Это ярко-красное вещество преобладает в артериальной крови. Кроме того, оно содержится и в миокарде, во всех скелетных мышцах. Мышечный гемоглобин связывает около 10-14% всего О2 в организме. Миоглобин обеспечивает мышцы кислородом, когда они сокращаются, поскольку в это время кровоток приостанавливается.

НbО2, отдав тканям кислород, преобразуется в восстановленный (редуцированный) гемоглобин HНb. Эта субстанция содержится в венозной крови, обуславливая ее темно-вишневую окраску.

Соединение гемоглобина с углекислым газом называется карбогемоглобином. НbСO2 выводит двуокись углерода из клеток и транспортирует в легкие до 20% этого газа. Карбогемоглобин тоже содержится в венозной крови. Hb непрерывно преобразуется из оксигемоглобина в карбогемоглобин и обратно.

Кроме того, Hb образует стойкое соединение с глюкозой, содержащейся в крови. При диабете уровень гликированного гемоглобина HbA1c существенно возрастает. По динамике его концентрации можно судить об эффективности лечения этого заболевания.

Еще одна модификация Hb — фетальный гемоглобин, который содержится в крови новорожденных и исчезает к 1 году. Его наличие у взрослых свидетельствует о нарушениях в организме.

Однако Hb может видоизменяться, образуя и патологические модификации. Соединение гемоглобина с угарным газом называется карбоксигемоглобином. HbСО утрачивает способность транспортировать О2, поэтому клетки испытывают острое кислородное голодание. Анализ на наличие карбоксигемоглобина используется в криминалистике, поскольку позволяет выявить скрытые следы крови. Так, например, отсутствие HbСО в костной ткани трупного материала доказывает, что погибший был уже мертв до начала пожара.

От сильной гипоксии ткани также страдают, когда Hb окисляется и двухвалентное железо в геме замещается трехвалентным Fe. Образующийся при этом метгемоглобин HbMet настолько прочно связывается с О2, что практически не отдает его клеткам. Такое патологическое состояние наступает при отравлении нитратами, нитритами, анилинами, перекисью водорода, марганцовокислым калием, бертолетовой солью и другими веществами-окислителями.

Норма и отклонения

Количество гемоглобина в крови считается оптимальным в следующих пределах (г/л):

у мужчин: 130-160, после 55-60 лет — 120-140;
у женщин: 120-140, при беременности — 110-150;
у детей: до 6 лет — 110-140, до 15 лет — 115-150;
у жителей высокогорных районов: на 10-20 г/л выше.

Карбоксигемоглобин обнаруживается у некурящих в диапазоне от 0,5 до 1,5%, а у курильщиков — от 4 до 9% от всего объема Hb. О тяжелых отравлениях свидетельствуют показатели более 20%.

Норма в крови метгемоглобина — 0,04-1,52 %. При отравлениях концентрация HbMet достигает более 15%. Летальный исход наступает, если отклонения в показателях превышают 70%.

Проведение и расшифровка анализа

Результаты исследования Hb в медучреждениях нередко отличаются друг от друга, поскольку лаборатории оснащены приборами разных поколений. При проведении анализов крови нередко сказывается и субъективный фактор, зависящий от квалификации лаборанта. Кроме того, следует иметь в виду, что количество гемоглобина максимально вечером и минимально утром.

Сегодня наиболее распространен традиционный метод Сали. Содержание Hb определяют, добавляя к крови соляную кислоту. При этом гем, соединяясь с HCl, преобразуется в кристаллический гемин. Анализы биоматериалов на гемин применяются в судебной медицине для выявления следов крови.

Наиболее точные результаты дает автоматизированный метод с использованием гемометра. Такое исследование проводится гораздо быстрее. Но и при этом методе возможны незначительные расхождения показателей. Однако при расшифровке анализа следует обращать внимание на большие отклонения от нормы Hb, которые свидетельствуют о патологических процессах.

Так, избыток гемоглобина может быть следствием:

легочной недостаточности;
обезвоживания организма;
химических отравлений;
заболеваний крови, печени, кишечника;
пороков сердца и др.

Дефицит Hb может быть признаком:

анемий различной этиологии;
нарушений менструального цикла;
эрозий и изъязвлений ЖКТ;
внутренних кровотечений;
инфекций;
воспалительных процессов с отечностью;
сахарного диабета;
заболеваний почек;
злокачественных опухолей и других патологий.

При существенных отклонениях гемоглобина от нормы следует незамедлительно пройти углубленное обследование организма. Вовремя назначенное лечение позволит избежать развития многих опасных заболеваний.

Вконтакте