Известно, что острые отравления угарным газом занимают одно из первых мест по России, наряду с отравлениями спиртами (1, 176, 152, 153). Причиной этого является то, что моноксид углерода — один из самых распространенных ксенобиотиков, с которыми человек сталкивается в быту и промышленности.
При насыщении нами угарным газом раствора гемоглобина концентрация карбоксигемоглобина равная 50% достигалась за 3 минут взаимодействия гемоглобина с угарным газом. В экспериментах же с использованием крови концентрация карбоксигемоглобина, равная 46% была достигнута только через 10-15 минут такого взаимодействия. Это объясняется тем, что интенсивность реакции взаимодействия угарного газа с гемоглобином на 20 % меньше в эритроцитах, чем в растворе гемоглобина (1, 59, 60, 68).
Решающую роль при отравлении угарным газом и образовании карбоксигемоглобина имеет концентрация СО во вдыхаемом воздухе. Это было показано исследованиями «доза-эффект», которые проводили путем модуляция концентрации карбоксигемоглобина 75 – 69 – 46 – 20 с помощью изменения концентрации СО замещением газовой фазы аргоном в течение различных периодов времени.
Изменение рН с 7, 4 до 7, 0 снижало степень насыщения раствора карбоксигемоглобина. Это связано с тем, что концентрация протонов водорода может оказывать существенное влияние на сродство гемоглобина к лигандам (135, 170, 175, 157, 99). Действие рН основано на способности различных групп макромолекулы к ионизации во время функционирования. Отдача лиганда сопровождается связыванием протонов водорода, а присоединение лиганда - их отдачей. При переходе гемоглобина из лигандированной в нелигандированную форму повышается сродство определенных участков гемопротеида к протонам водорода. К числу таких участков относится гистидин-146 обеих -цепей (159, 113, 131, 157). В оксигемоглобине гистидин-146 свободно вращается, а в дезоксигемоглобине этот концевой остаток участвует в ряде взаимодействий. Особенно важное значение имеет взаимодействие имидазольного кольца этого гистидина с отрицательно заряженным аспартатом-94 в той же -цепи. Непосредственная близость этой отрицательно заряженной группы повышает вероятность связывания протонов гистидином — т.е., близость аспартата повышает рК гистидина -146. Таким образом, при переходе от лигандированной к дезоксиформе гистидин -146 приобретает большее сродство к протонам водорода вследствие локального изменения заряда в его непосредственном окружении (169, 156, 91, 94, 83).
Аналогичным образом изменяется при отдаче лиганда окружение концевых аминогрупп -цепей. В карбоксигемоглобине эти группы свободны. В дезоксигемоглобине концевая аминогруппа концевая аминогруппа одной -цепи взаимодействует с концевой карбоксильной группой другой -цепи. Близость отрицательно заряженного карбоксилированного остатка в дезоксигемоглобине повышает сродство этой концевой аминогруппы к протонам водорода. Сродство к протонам водорода повышается также и у гистидина-122 в -цепи.
Окружение трех пар групп, связывающих протоны (концевая аминогруппа и два гистидина) в лигандированном и нелигандированном гемоглобине различно. В дезоксигемоглобине это локальное окружение заряжено более отрицательно. В результате при высвобождении лиганда эти группы связывают протоны водорода (135, 132, 170, 133, 165).
Карбоксигемоглобин является веществом, способным к фотоиндуцированным изменениям, что было подтверждено нашими экспериментами, в которых он подвергается фотодиссоциации под действием 2-ой гармоники Nd-YAG лазера с длиной волны 533 нм и плотностью мощности 200 мВт/см2. Лазерное облучение карбоксигемоглобина проводилось на оригинальной лазерной установке. При одновременном действии лазера измерялось изменение оптической плотности на заданной длине волны, являющейся максимумом поглощения для нужной формы карбоксигемоглобина.
Итак, лазерное излучение является фактором, способствующим переходу R-конформации гемоглобина в Т-конформацию, что изменяет функциональные свойства гемопротеида. При исследовании воздействия лазерного излучения на фотодиссоциацию выяснилось, что существует прямая зависимость между дозой облучения и эффективностью реакции фотодиссоциации. Так, максимальная эффективность фотодиссоциации достигалась при плотности мощности, равной 200 мВт/см2. Эта величина говорит о том, что доза лазерного воздействия, необходимая для фотодиссоциации, является весьма незначительной величиной и лазериндуцированная фотодиссоциация — очень интенсивный процесс. Но результаты наших экспериментов показали, что реакция фотодиссоциации обратима, т. е. она сопровождается спонтанной реассоциацией лиганда с гемопротеидом в межимпульсный период. Это обусловлено несколькими важными факторами, среди которых необходимо отметить отсутствие необходимой концентрации альтернативного лиганда - кислорода. Учитывая высокое сродство гемоглобина к угарному газу, на создание избыточного парциального давления кислорода в крови, при котором реакция образования карбоксигемоглобина будет подавлена, основаны существующие методы детоксикации при отравлении угарным газом (1, 46, 59, 60, 68). К таким методам относится, в частности, изобарическая оксигенация, при которой период полувыведения карбоксигемоглобина, составляющий у взрослых людей 4–5 часов, при вдыхании 100 % кислорода сокращается до 80 минут. Однако наряду с этим в последние годы появились сообщения о том, что при тяжелых и крайне тяжелых формах интоксикации угарным газом изобарическая оксигенотерапия не приводит к положительным результатам (38, 46, 63, 101).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.