专题讲座

过度氧疗是一氧化碳迟发脑病重要诱因

发布日期:2014-12-5

 

凡存在明火或内燃机工作的通风不良场所,甚至失火烟雾中均有CO 存在,故CO 中毒发病率在全球的急性中毒性疾病中一直高居首位。尤其需要注意的是经数日到数周假愈期后,部分患者可能发生迟发脑病,早期诊断十分困难,治疗也较棘手,病程常迁延较久。

缺氧窒息为CO主要毒性

CO对色素蛋白中的Fe2+的亲合力远大于氧,可迅速与HbMb结合,使之丧失结合氧的能力,解离速度则甚慢,HbCO本身还会抑制HbO2释氧,故HbCO一旦形成,会极大障碍机体供氧,但其主要毒性靶器官在于脑,因为脑组织的耗氧量最大,故缺氧对其损伤作用也最为明显:缺氧造成脑细胞和间隙水肿,血栓素、白三烯、前列腺素等花生四烯酸产物及氧自由基大量生成,最终导致脑组织损伤,主要为大脑皮层坏死、白质脱髓鞘、轴索破坏,其中苍白球常呈双侧对称性软化坏死,是为急性CO中毒之特征性病理表现。     

 CO也与细胞色素蛋白及其他氧化还原酶类结合,阻碍其功能,妨碍能量生成;CO还与其他含铁蛋白结合(如Mb),该蛋白存在于肌肉尤其是心肌中,是肌肉的储氧蛋白,故对肌肉活动影响巨大,故急性CO中毒早期最具特征性的表现为全身无力,病人虽想呼救或逃生,但全然无力进行。

 CO毒性机制仍需进一步澄清

临床可见,血中HbCO 达到40%-50%时已达严重中毒,但给动物直接输注HbCO,即便血中HbCO 浓度达到60%,仍未见明显中毒;而在急性中毒症状消失数天后,体内CO 已消失殆尽后,仍可发生迟发脑病,提示CO的毒性机制仍有若干环节尚未澄清;此外,CO吸入后可使血液不易凝固,其与CO毒性作用的内在联系也值得探索。

 CO迟发脑病与脑内微循环障碍密切相关

 我院职业病研究中心自上世纪末开始探索CO迟发脑病与机体CO内生酶——血红素氧合酶(HO)的关系;另根据以往流行病学的调查结果——DEACMP发生除与中毒程度有关外,尚与高血压或脑血管病史、高龄、精神刺激或情绪激动密切相关,进一步探索脑循环功能在DEACMP发生发展中的作用。研究表明:

     1. CO 中毒时凝血功能减退    研究发现,高浓度CO 可使血钙减少、血中纤维蛋白元降低,导致凝血功能障碍,凝血时间延长,这可能是凝血功能障碍的主要原因。但CO在体内并不蓄积,停止接触后,在体内的半减期仅为4-5h24-30h即可大致排清,随体内CO减少,上述指标反而呈增强状态,导致凝血功能亢进,从而为脑内微血栓的形成创造了条件。

2. CO 中毒时存在脑循环障碍    研究发现,急性CO 中毒后期,随体内CO逐渐排出,脑内出现血液浓缩、血管收缩、血流黏度增加,从而诱发脑内血循障碍。MRI 显示,此种改变除见于急性CO 中毒当时外,部分动物在中毒10-14 天后,脑组织亦可显示灌注不良及组织水肿信号,而及时扩容、抗凝、溶栓在动物实验及临床中均显示出良好效果,提示此种迟发性病变可能与脑内微血栓形成有关。

3. CO对血红素氧合酶(HO)有抑制作用    HO 系血红素降解酶,可使之分解为胆红素、铁和CO,发挥抗炎、抗氧化、防止细胞凋亡、诱导血管舒张、抑制血小板聚集和改善微循环等作用,是机体最重要的内源性保护体系之一,它在正常情况下低表达或不表达,应激状态下则表达增强,以协助减轻氧化性损伤。本研究发现,CO染毒期间,尽管缺氧应激使HO有高表达,但体内高浓度CO仍使HO活性大幅减低(达70%),构成脑内微循环进一步恶化的生化基础。

  4.脑内存在过氧化反应   电子自旋共振技术(ESR)显示,除急性中毒期外,部分动物在中毒10-14 天后可见脑组织活性氧和MDA 生成增加,SOD 活性下降,表明出现过氧化损伤。由于其他原因所致的缺血缺氧并不能引起上述迟发性脑病表现,提示CO迟发脑病可能与COHO毒性作用有关。

   过度给氧为诱发CO 迟发脑病重要因素  

 研究还发现,给CO 中毒动物投用高浓度氧可以诱发脑组织过氧化反应,加重脑损伤;本课题组进一步开展的多中心回顾性临床流行病学研究亦显示,对CO 中毒患者持续给予高压氧治疗,可能是导致迟发脑病大幅增加的重要原因;此外,过度利尿脱水治疗亦可能是CO迟发脑病的高危因素。北京市某三甲医院以高压氧为急性CO中毒主要治疗手段,近30年来,CO迟发脑病发病率持续上升,至2010年已达30%;在获知本课题组研究结果后,修改了治疗方案,避免持续高压氧治疗后,迟发脑病发病率已于次年降至5%以下。

    上述研究表明,CO 迟发脑病与CO 的直接毒性无关,而是CO 导致脑内微循环障碍的后果,过度氧疗和过度利尿脱水治疗可加重此一后果,故在临床过程中应予避免。