קרבוקסי-המוגלובין - Carboxyhemoglobin

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
קרבוקסי-המוגלובין
Carboxyhemoglobin
מעבדה	כימיה בדם
תחום	הערכת הרעלה על ידי פחמן חד חמצני (CO)
טווח ערכים תקין	בקרב לא-מעשנים קרבוקסי-המוגלובין מהווה עד 1-2.5% מכלל ההמוגלובין; בקרב מעשנים קרבוקסי-המוגלובין עלול להגיע עד 7-10% מכלל ההמוגלובין, בתלות ברמת העשון. ביילודים רמות קרבוקסי-המוגלובין גבוהות יחסית למבוגרים ויכולות להגיע עד 4-5%. גם במטופלים עם אנמיה המוליטית רמת COHb יכולה להגיע ל-5%.
יוצר הערך	פרופ' בן עמי סלע

מטרת הבדיקה

מדידת רמת COHb תתבצע כאשר יש חשד להרעלת פחמן חד חמצני (CO) או הרעלת מתילן כלוריד. מדידת רמת COHb חיונית גם לניטור יעילות הטיפול הקליני במקרים של הרעלת CO.

בסיס פיזיולוגי

פחמן חד חמצני (CO) הוא גז חסר ריח, חסר צבע וחסר טעם, ומהווה תוצר לוואי של חמצון בלתי מושלם של תרכובות אורגניות. חמצון כזה בתנאים של חסר חלקי או מלא של חמצן, מביא ליצירת מולקולות מים ופחמן חד חמצני, לעומת שריפה מושלמת של דלק בנוכחות חמצן ברמה מספקת, ממנה נוצרים מים ודו-תחמוצת הפחמן.

הגז CO כמטבוליט ביולוגי טבעי

בגוף נוצר פחמן חד-חמצני באופן טבעי על ידי פעולת האנזים heme oxigenase 1 ו-heme oxygenase 2, הפועלים של גרעין heme הנוצר כתוצאה מפירוק מולקולת המוגלובין. פעולת האנזים הנמצא בעיקר בכבד ובטחול, מביאה ליצירת CO, ברזל דו-ערכי (ferrous), כמו גם biliverdin. ניתן לומר שהאנזים heme oxigenase הוא המקור העיקי ליצירה פיזיולוגית של CO בגוף. תהליך פיזיולוגי זה מייצר כמות מסוימת של קרבוקסי-המוגלובין באנשים בריאים, גם אם אינם מעשנים או שואפים את הגז CO ממקורות זהום אחרים.

מעבר להרעלת CO המגיעות מחשיפה חיצונית, רמות COHb יכולות לנבוע ממקור פיזיולוגי אנדוגני. בין השאר COHb יכולות רמות לעלות בעקבות תהליכים המוליטיים, כתוצר ביניים מהפיכת פרוטופורפירין לבילירובין, רמות COHb הנובעות מתרחישים פיזיולוגיים חריגים אין בהן להגיע לרמות טוקסיות.

ל-CO יש פוטנציאל של חומר מועיל ואף בעל סגולות פרמצבטיות: מחקרים רבים בחנו את תכונותיו נוגדות הדלקת והמגינות על תאים. בעיקר נבחנו סגולותיו של CO בהקשר של מניעת תרחישים כמו נזק איסכמי-זילוחי (ischemia reperfusion injury), דחיית שתל, טרשת עורקים, אלח דם (ספסיס) חמור, ותופעות אוטו-אימוניות. תוצאות מחקרים אלה באדם עדיין לא הגיעו לגיבוש מסקנות.

פחמן חד-חמצני הוא תוצר שריפה של חומר אורגני בתנאים של אספקת חמצן מוגבלת המונעת חמצון מלא ליצירת דו-תחמוצת הפחמן (CO2). מקורות של CO הם עשן סיגריות, אח ביתי, תנורי שריפה פגומים, ופליטת גז שריפת דלק ממכוניות, גנרטורים חשמליים, תנורים ניידים המופעלים בעזרת propane, ומכשירים מופעלים בעזרת דלק כמכסחות דשא ודומיהן. החשיפה ל-CO מתרחשת באופן אופייני כאשר השימוש בציוד והאביזרים המתוארים נעשה בתוך חללים סגורים, או אזורים שאינם מאווררים לחלוטין. תאונות מוכרות של הרעלת CO בשהייה בתוך מכוניות אטומות עם צינור פליטה חסום על ידי שלג או מחסום אחר. מוכרת האפיזודה של סופת השלג (blizzard) שהתרחשה במדינות צפון-מזרח ארה"ב בחורף 1978, בה מספר נהגים שנתקעו עם כלי רכבם בדרכים, נספו מהרעלת CO בשבתם בכלי הרכב המותנעים לצורך חימום תא הנהג, כאשר צינורות בפליטה נחסמו עם שלג. כיוון שפחמן חד חמצני הוא חסר צבע, ריח וטעם, ארגון ההגנה בפני אש בארה"ב (NFPA) ממליץ בהנחיותיו (תקנה 720-2009) להתקין גלאי CO בכל בית משרדים או מגורים, כולל במרתף.

בתנאים נורמאליים רמות CO בפלזמה הם כ-0 מ"מ כספית, כיון שיש לגז זה מקדם דיפוזיה גבוה יחסית הגוף מפנה בקלות כל כמות CO שנוצרת. אך בתנאים בהם כמות ניכרת של CO חודרת ונקשרת להמוגלובין, נוצר תוצר הקישור- COHb. המוגלובין הוא טטרמר עם 4 אתרי קישור של חמצן. קישור של CO באחד מאתרים אלה, מגביר את הזיקה של חמצן לשאר שלושת האתרים הפנויים, מה שגורם למולקולת המוגלובין לאחוז במולקולות החמצן הקשורות אליו בחוזקה יתרה ולמנוע שחרורו ברקמות הזקוקות לו. נוצר המצב לכאורה אבסורדי לפיו אמנם רמת החמצן בדם גדלה, אך אי היכולת לשחררו ברקמות הגוף גורמת להן להיפוקסיה.

קרבוקסי-המוגלובין (COHb) הוא קומפלקס יציב של פחמן חד-חמצני (CO) והמוגלובין הנוצר בכדוריות דם אדומות כאשר נשאף הגז CO, או כאשר הוא מיוצר בחילוף חומרים תקין. קליטת כמות גדולה של CO מפחיתה מאוד את יכולת הקישור של חמצן להמוגלובין, ופוגעת בהעברת חמצן על ידי המוגלובין לרקמות הגוף. עישון פעיל של סיגריות המחדיר CO לריאות, מעלה את רמות קרבוקסי-המוגלובין בדם, פי כמה מהרמה הפיזיולוגית של גז זה בדם.

פחמן חד-חמצני מסולק מהגוף רק דרך הריאות ומחזור הדם ועל ידי מולקולות החמצן המתחרות איתו על הקשירה להמוגלובין. כלומר, ככל שרמת חמצן בדם תגדל, הוא ייקשר יותר להמוגלובין וכמות הפחמן החד-חמצני שתוכל להיקשר להמוגלובין תפחת והוא יסולק מהר יותר בזמן נשיפת האוויר החוצה.

לקרבוקסי-המוגלובין יש תקופת מחצית חיים של 4-6 שעות בדם, אך במקרים של הרעלה, פרק זמן זה יכול לפחות ל-35 עד 70 דקות, כתוצאה מהחדרת חמצן טהור עם מסכת חמצן בתהליך ההנשמה. מתן חמצן מבוסס על היות גז זה כעין אנטידוט בהגבירו את תהליך הסרת CO מקישורו למולקולת המוגלובין. פרק הזמן הקצר יותר של 35 דקות מתייחס כאשר ההנשמה מתבצעת עם חמצן בתוספת 4-5% דו תחמוצת הפחמן כדי לגרום להיפר-ונטילציה.

לאחר פרסום הדו"ח הראשון בשנת 1993 על כך ש-CO הוא נוירו-טרנסמיטור נורמאלי, כמו גם אחד משלושת הגאזים הקשורים למודולציה של תגובות דלקתיות בגוף (בנוסף לחנקן חד חמצני-NO ומימן סולפידי -H2S), החל CO מקבל תשומת לב קלינית כחומר בעל משמעות רגולציה ביולוגית בגוף. ברקמות רבות, שלושת הגאזים האמורים פועלים כחומרים נוגדי-דלקת, מרחיבי כלי-דם (vasodilators) ומעודדים צמיחת כלי-דם חדשים. יחד עם זאת, הפעילות האחרונה (הידועה כאנגיוגניות) משחקת תפקיד שלילי לעתים בכל הקשור לעידוד שגשוגם של גידולים סרטניים, כמו גם בנזק הנגרם מניוון רטוב של המאקולה. אכן, מפגע עיני אחרון זה שכיח באופן מובהק יותר בקרב מעשנים שכן עישון מגביר רמת CO בדם.

כ-85% מהפחמן החד-חמצני שנספג, נקשר להמוגלובין, ונותר בתוך המערכת הוסקולארית. שאר ה-CO נלקח על ידי הרקמות, ונקשר באופן מועדף לחלבון מיוגלובין שבתאי השריר. מיוגלובין הוא גם כן חלבון מכיל גרעין heme ואכן הזיקה של CO למיוגלובין גבוהה פי-60 מזו של חמצן, מה שפוגע ביכולת חלבון שריר זה לנצל חמצן לפעילותו. מגבלה זו מפחיתה את פעולת שריר הלב, כמו גם עלולה להגביר את הסיכון לאיסכמיה מוחית.

באופן פחות מועדף, נקשר CO גם לאנזים ציטוכרום אוקסידאזה, לציטוכרום P-450 ולאנזים NADPH reductase. קישור של CO לחלבונים אלה, עלול לפגוע בתהליכים פיזיולוגיים נורמאליים, כולל תפקוד שרשרת אנזימי הנשימה המיטוכונדריאלים האחראיים לניצול יעיל של חמצן ברקמות. פחמן חד-חמצני נקשר לציטוכרום אוקסידאזה בזיקה נמוכה יתר מאשר חמצן, כלומר הוא זקוק לתנאי היפוקסיה תוך-תאית, שמאפשרים לו להיקשר לאנזים האמור. קישור CO לאנזים מפריעים מחילוף חומרים אירובי וליצירה של ATP. התאים מגיבים על ידי מעבר לחילוף חומרים אנארובי, מה שגורם ל-anoxia, לחמצת לקטית ולמות התא. קצב ההשתחררות של CO מתאחיזתו בציטוכרום אוקסידאזה איטי, מה שגורם לפגיעה מתמשכת בחילוף החומרים האירובי. המוח והלב הם שני האיברים המושפעים ביותר מהרעלה של פחמן חד חמצני. ידוע שעודף CO גורם לפראוקסידציה של שומני המוח.

ההשפעה הרעילה של CO

פחמן חד חמצני נקשר בקשר קו-ולנטי לקבוצת ה-heme שבמולקולת ההמוגלובין בזיקה רבה הרבה יותר מזו של חמצן, כאשר זיקת CO להמוגולובין גדולה פי-240 לערך מזו של חמצן. לכן באופן מעשי קרבוקסי-המוגלובין לא ישחרר את הגז CO הנקשר אליו, באופן שמונע ממולקולת קרבוקסי-המוגלובין לקשור חמצן מהאוויר ולהעבירו מהריאות לרקמות ברחבי הגוף. בתלות בכמות CO הנקשרת להמוגלובין, יכולות להופיע במקרים מתונים תסמינים של עייפות, טשטוש עד איבוד הכרה, כאשר בריכוזים גבוהים במיוחד של CO אליהם נחשף המטופל, יכולה להתרחש תמותה. למעשה, הרעלת CO נחשבת כסיבה העיקרית לתמותה מהרעלות כלשהן בעולם.

כיוון שהגוף מכיל תרכובות פחמניות והידרו-פחמניות רבות, הנוכחות של CO אינה מתגלה בקלות. אך הרעלה עם פחמן חד חמצני היא בעלת מספר תסמינים אשר לרובם הגדול יש בשלב המוקדם דמיון לשפעת ובכך אף גדל הקושי לאבחון הרעלה זו. יחד עם זאת אם האדם סובל מהתקפי סחרחורת, ותחושה זו היא גם נחלתם של אנשים בסביבתו הקרובה, אין לשלול אפשרות של הרעלת CO ורמת COHb גבוהה בדם. כמויות קטנות יחסית של פחמן חד חמצני בריכוז של 200ppm, כבר עלולות לגרום ל-20-25% מההמוגלובין בגוף להפוך לקרבוקסי-המוגלובין, ולאבד את יכולתו להעביר חמצן לרקמות. הרעלת CO יכולה להתחיל כבר בריכוזים נמוכים של גז זה, אלא שבשלבים ראשונים שלה קשה להבחין בה. תסמינים של הרעלה מתונה כוללים תחושת בלבול, סחרחורת, בחילות, כאבי-ראש ותופעות דמויות-שפעת, הרעלת מזון או הרעלת קיבה. בעקבות הרעלה חריפה ב-CO עלולות גם להופיע תוצאות בטווח הזמן הרחוק. לעומת זאת חשיפה כרונית לרמות נמוכות של CO, עלולה לגרום לדיכאון, בלבול, איבוד זיכרון, בחילה והקאות. לא ידוע האם חשיפה למנות נמוכות של CO עלולה לגרום לנזק נוירולוגי קבוע. באופן רגיל, הרחקת המפגע הגורם חשיפה ל-CO מביא להתפוגגות התסמינים באופן עצמוני.

תסמיני הרעלה בריכוזים שונים של CO

1. 35ppm או 0.0035%: כאבי ראש וסחרחורות, תוך 6-8 שעות של חשיפה רצופה.
2. 100ppm או 0.01%: כאבי ראש קלים תוך 2-3 שעות חשיפה.
3. 200ppm או 0.02%: כאבי ראש תוך 3-3 שעות חשיפה ואיבוד כושר שיפוט.
4. 400ppm או 0.04%: כאב ראש פרונטלי תוך 1-2 שעות חשיפה.
5. 800ppm או 0.08%: סחרחורות, בחילה, והופעת פרכוסים תוך 45 דקות חשיפה, ואיבוד תחושת רגישות תוך שעתיים.
6. 1,600ppm או 0.16%: כאבי ראש, טכיקרדיה, סחרחורות ובחילות תוך 20 דקות חשיפה; מוות תוך פחות משעתיים.
7. 3,200ppm או 0.32%: כאבי ראש, סחרחורות ובחילה תוך 5-10 דקות חשיפה, מוות תוך 30 דקות.
8. 6,400ppm או 0.64%: כאבי ראש וסחרחורות תוך 1-2 דקות חשיפה; פרכוסים, עצירת נשימה ומוות תוך 20 דקות.
9. 12,800ppm או 1.28%: איבוד הכרה תוך 2-3 שאיפות אוויר, תשניק ומוות תוך פחות מ-3 דקות.

השפעת חשיפת-יתר ל-CO על מערכת העצבים המרכזית

עודף CO מחיש הפרשת NO (חנקן חד חמצני) מתאי אנדותל ומטסיות-דם, ויצירת רדיקאלים חופשיים של חמצן, כולל peroxynitrite. במוח השפעה זו מחמירה את הפגיעה בתפקוד המיטוכונדריאלי, וכן לדליפה של נימי דם, לאיסוף (sequestration) של לויקוציטים מה שמוריד את מספרם, וכן גורמת לאפופטוזיס. התוצאה של השפעות אלו, היא פראוקסידציה של ליפידים, מה שמביא לדה-מיאלינציה הפיכה אם כי מאוחרת, של החומר הלבן ב-CNS, מה שידוע כ-Grinker myelinopathy, שכרוכה בבצקת ונמק תוך-מוחי.

נזק מוחי זה מתרחש בעיקר בשלב יותר מאוחר של התאוששות מהרעלת CO, תוך הופעת פגמים קוגניטיביים המשפיעים בעיקר על הזיכרון, למידה וכושר התנועה, מפגעים האופייניים לנזק בחומר הלבן ובגרעינים הבזאליים. השינויים הפתולוגיים העיקריים כתוצאה מהרעלתCO , הם נמק דו-צדדי בחומר הלבן, ב-globus pallidus, במוחון, בהיפוקאמפוס ובקליפת המוח. מחקרים מראים שרמת 2% של COHb בדם, כבר עלולה להשפיע על מערכת העצבים.

בעיות נוירולוגיות מתעכבות שעלולות להתבטא ב-50% מאנשים עם הרעלת CO תוך 2-40 יום יכולות לכלול: איבוד זיכרון לטווח הקצר, שיטיון, אמנזיה, תופעות פסיכוטיות, פגיעה בתפקודים אינטלקטואליים גבוהים, נטייה לרגזנות-יתר, הפרעות בדיבור, עיוורון קורטיקלי, ודיכאון.

חשיפה ל-CO בהריון

הרעלת אישה הרה עם CO עלולה להיות הרת אסון לעובר שברחמה. חשיפה זו גורמת היפוקסיה לעובר בהפחתת אספקת החמצן מדמה של האם. CO חוצה את השלייה ונקשר להמוגלובין של העובר, מה שמגביר ישירות את ההיפוקסיה ברקמות העובר. בנוסף, ידוע שהמוגלובין של עוברים הוא בעל זיקה הגבוהה ב-10-15% ל-CO מאשר מקובל בהמוגלובין של מבוגרים., והרחקת CO תהיה אם כך איטית עוד יותר בעובר. נשים הרות המעשנות יולדות תינוקות במשקל ממוצע נמוך יותר מאשר נשים שאינן מעשנות. פרט לכיווץ כלי הדם בשלייה בהשפעת ניקוטין, יש סבורים שכיוון שספיגת CO על ידי העובר גדולה מזו של מבוגר, יש סיכון שעובר של אם מעשנת יסבול מהיפוקסיה מתונה, שעלולה לעכב את התפתחותו.

הרעלת CO חריפה

ההתבטאות הפתולוגית העיקרית בהרעלת CO מופיעה במערכות איברים התלויות באופן יותר קריטי באספקת חמצן סדירה, כמו הלב וה-CNS. ממצאים אופייניים הם קצב לב מוגבר, לחץ-דם נמוך, הפרעות קצב לב, הזיות, טירפוֹן (delirium), טשטוש, הליכה לא יציבה, בלבוליות, פרכוסים, דיכאון, איבוד הכרה, עצירת נשימה ומוות.

תסמינים פחות שכיחים של הרעלת CO חריפה: אי ספיקה של שריר הלב,פרפור פרוזדורים, דלקת ריאות, בצקת ריאתית. היפרגליקמיה, חמצת לקטית, נמק שרירים, כשל כליות, מפגעי עור בעיות ראיה או שמיעה.

אבחנה מבדלת של הרעלת CO

ישנם מפגעים אחדים שיש לקחת בחשבון בהקשר של אבחנה מבדלת של הרעלת CO. התסמינים המוקדמים של הרעלה כזו, בעיקר ברמות חשיפה נמוכות ל-CO, הם לעתים לא ספציפיים וקשה להבדילם מתסמינים של מחלות אחרות, כמו אלה של שפעת נגיפית, דיכאון, תסמונת עייפות כרונית, כאבי חזה מסיבות קרדיאליות ומיגרנה או סוגים נוספים של כאב ראש. עוד מפגעים שיש לקחת בחשבון לגבי אבחנה מבדלת זו, הם תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS), מחלת גבהים, חמצת לקטית, קטו-אצידוזיס סוכרתי (DKA), מנינגיטיס, מט-המוגלובינמיה, וכן הרעלות מאלכוהול או משימוש באופיואידים.

אחד התסמינים הקלאסיים של הרעלת CO מופיע לעתים תכופות יותר דווקא לאחר הפטירה מאשר עדיין בחיים: מדובר התופעה של לחיים ורדרדות ומלאות לכאורה בחיוניות. יחד עם זאת מראה זה (“cherry-red”) אופייני כאמור לאחר הפטירה ואין לראות בו סימן שימושי למטרה אבחונית.

הרעלה על ידי methylene chloride

חומר זה הידוע גם כ-dichloromethane הוא ממס שנכלל לעתים בתכשירים מסירי צבע. חדירת החומר לגוף יכולה להיות על ידי ספיגה דרך העור, שאיפה, או בליעה לא מכוונת. מתילן כלוריד עובר בכבד מטבוליזם ליצירת CO, הנקשר להמוגלובין. הפינוי מהגוף של COHb לאחר הרעלת מתילן כלוריד עלול להתמשך זמן רב יחסית. תקופת מחצית החיים של COHb בתרחיש זה היא 13 שעות, כתוצאה מהמשך יצירת CO מהתמשכות חילוף החומרים של מתילן כלוריד בכבד.

טיפול בהרעלות CO

מי שלוקה בחוסר הכברה מהרעלת CO, חייב להיות מפונה מיידית מאתר החשיפה, ולעתים אף לעבור תהליך החייאה קרדיו-פןלמונארי (CPR) מיידי. מתן חמצן במסכה מקטין את תקופת מחצית החיים של CO מ-320 דקות ל-80 דקות, שכן חמצן מחיש את קצב הדיסוסיאציה של CO מ-COHb, באופן שמולקולות המוגלובין "המשוחררות" עשויות לחזור ולתפקד. נשים הרות בהרעלת CO אמורות לקבל טיפול בחמצן לפרק זמן ארוך יותר מנשים לא הרות במצב זה, כדי להפחית את הנזקים לעובר.

בנוסף, טיפול בתא היפרברי במקרים של הרעלת CO היא דרך יעילה יותר להפחית את זמן מחצית החיים של קרבוקסי-המוגלובין מאשר מתן חמצן בלבד. בתא היפרברי ניתן חמצן טהור בלחץ מוחלט הקרוב ל-3 אטמוספרות, מה שמאפשר לנוזלי הגוף לספוג חמצן, ולהעבירו לרקמות הנמצאות בהיפוקסיה, במקום שהעברת חמצן זו תיעשה על ידי מולקולות המוגלובין המנוטרלות על ידי תאחיזת CO. טיפול עם חמצן היפרברי בלחץ אטמוספרי מוגבר, תקופת מחצית החיים (או קצב ההרחקה של CO מקרבוקסיהמוגלובין או מציטוכרום אוקסידאזה) קטנה עוד יותר לסביבת 20-30 דקות, בהשוואה ל-80 דקות בהנשמה עם חמצן.

יחד עם זאת, יש עדיין מחלוקת האם טיפול בתא היפרברי בפועל מעניק יתרונות קליניים במובן של הגברת ההישרדות ושיפור תסמינים ארוכי-טווח. טיפולים נוספים יכולים להידרש למניעת סיבוכים אחרים כמו פרכוסים, תת לחץ-דם, אי-סדירות לב, בצקת ריאתית וחמצת. פעילות שרירים מוגברת ופרכוסים אמורים להיות מטופלים ב-dantrolene או עם diazepam אם כי התכשיר האחרון אמור להינתן רק עם תמיכה נשימתית נאותה. לחץ-דם ירוד דורש עירוי נוזלים ורידי, ותכשירים וזופרסורים יכולים להידרש לטיפול בחולשת שריר הלב. במקרים של הפרעות קצב לב, יש לנהוג לפי פרוטוקולים לתמיכה קרדיאלית, ובמקרים של חמצת מטבולית יש לטפל בעירוי סודיום ביקרבונאט, אם כי טיפול זה שנוי במחלוקת שכן חמצת עלולה להגביר את זמינות הרקמות לחמצן. הטיפול בחמצת יכול לדרוש טיפול בחמצן. העיכוב בהתפתחות פגיעה נוירו-פסיכיאטרית הוא אחד הסיבוכים הרציניים של הרעלת CO. נזק מוחי ניתן לקבוע בעזרת דימות MRI או CAT scan, ולעתים נדרש מעקב וטיפול תומך למניעת נזק נוירולוגי מתאחר.

אוכלוסיות הרגישות במיוחד לחשיפה לפחמן חד-חמצני

1. נשים הרות בהן חשיפה לריכוזי פחמן חד-חמצני עלולה לגרום נזק לעובר המתפתח;
2. קשישים נוטים לסבול ממחלות לב כרוניות, אשר עלולות להחמיר עקב חשיפה למזהם זה;
3. חשיפה לפחמן חד-חמצני בקרב חולים הסובלים ממחלות כרוניות אשר מעכבות אספקת חמצן סדירה בגוף, כגון ברונכיטיס כרונית או אנמיה על סוגיה, באופן שעלול להגביר את התסמינים של מפגעים אלה.

אנשים שונים יכולים להיות בעלי סף סבילות שונה להרעלת CO. באופן ממוצע, חשיפה ל-100 ppm של CO כבר עלולה להזיק לבריאות. סף הסבילות ל-COיכול להיות מושפע ממספר גורמים כמו רמת הפעילות של המטופל, מחלת רקע קרדיאלית או צרבראלית, אנמיה, מקטע הפליטה של חדר הלב השמאלי, מפגעים המאטולוגיים שונים, לחץ ברומטרי והקצב המטבולי.

מדידת רמות COHb

רמות קרבוקסי-המוגלובין ניתנות למדידה תוך שימוש ב-CO-oximeter pulse, בשיטה לא חודרנית הדומה לשיטת pulse oximeter, על ידי העברת אור באורכי- גל שונים החודרים דרך קצה האצבע, בה זורם דם עורקי תוך ניצול יכולת הספיגה של אוקסי-המוגלובין. ה-pulse-oximeter כולל משדר הפולט 2 קרני אור: האחת באורך גל הקרוב לתת-אדום (infra-red) ב-940nm, וכן פולט קרן באורך גל של 660nm. השימוש ב-pulse oximeter רגיל אינו יעיל לאבחון הרעלה ב-CO, שכן אלה הסובלים מהרעלה זו יכולים להיות בעלי רמת ריוויון תקינה של חמצן (oxygen saturation) במדידה במכשיר האחרון.

שיטת pulse oximetry באורכי גל שונים עשויה להוות כלי יעיל לאבחון הרעלת CO במספר גדול של נבדקים, אם קביעת דרגת הריוויון של COHb הידועה כ-SpCO מתקבלת נמוכה מ-15%. רמת SpCO נמוכה בנבדקים החשודים להרעלת CO, אינה יכולה לשמש לשלילת הרעלה זו. בתרחיש כזה, יש למדוד באופן ישיר את רמת COHb בדם לאישוש מצב של הרעלה.

השפעת COHb על מדידות דרגת הריוויון של חמצן דם (StO2): נוכחות קרבוקסי-המוגלובין עלולה לגרום לעלייה כזובה בתוצאה המתקבלת במדידת רמת StO2. ההשפעה אינה גדולה, ולדוגמה רמת COHb של 15% מגדילה את התוצאה המתקבלת של StO2 רק ב-2-3%, כאשר רמת החמצן הרווי בדם היא בתחום של 35-55%. כאשר רמת COHb בדם היא של 45% תרומתה לקביעה מוגברת כזובה של StO2 היא של 3% ו-7% כאשר רמת החמצן הרווי היא 85% ו-35%, בהתאמה.

תרופות המעלות ייצור של CO וממילא מגבירות את רמת COHb: פרוגסטרון, phenytoin ו-phenobarbital.

השפעת עישון פעיל ועישון מיד-שנייה על רמות קרבוקסי-המוגלובין

קרבוקסי-המוגלובין מגביר את הסיכון לקרישת דם, וקיימת השערת שמנגנון זה אחראי להגברת הסיכון שעישון גורם למחלה פקקתית-תסחיפית. מחקר שהתפרסם בשנת 2007 ב-Respir Care בחן כיצד לא-מעשנים הנחשפים לעשן סיגריות בסביבתם, מושפעים על ידי יצירת COHb בדמם. המחקר נערך במתחמים ציבוריים בהם לא נאכפו חוקי איסור העישון בפומבי, ונמדדה בם רמת COHb בדמם של מעשנים פעילים וסבילים. כיוון שבאזורים אלה לא הוקצו אזורי "איסור עישון", ריח עשן הסיגריות היה בולט ביותר בכל המרחבים הסגורים הללו. מדידת COHb נעשתה בעזרת Rad-57 Pulse CO-Oximeter, ונמדדו רמות הקומפלקס הזה ב-33 מעשנים פעילים, לעומת 27 לא מעשנים מקץ שהייה של שעה אחת המרחב האמור. כקבוצת ביקורת שמשה קבוצת 50 סטודנטים לא-מעשנים בריאים ששהו בשעת המדידה באוויר הפתוח באזורים נטולי עשן סיגריות או עשן מכוניות.

מסקנות מחקר זה היו כדלקמן: בעוד שרמה הממוצעת של COHb בדמם של אנשי קבוצת הביקורת של לא-מעשנים השוהים באוויר צח הייתה 1.1±0.8%, במעשנים פעילים נקבעה רמה ממוצעת של 5.04% (טווח של 1-14%), ובלא-מעשנים ההופכים למעשנים מיד שנייה בשהייתם באזורי אפופי-עשן, נקבעה רמת COHb ממוצעת של 2.49% (טווח של 1-6%). נראה אם כן שגם עישון פסיבי כרוך בעלייה פי 2.5 בערך ברמת קרבוקסי-המוגלובין בדם, בהשוואה לזו הנמדדת בדמם של שואפי אוויר נקי מעשן סיגריות. יודגש שבמעשנים "כבדים" (2-3 חפיסות ביום) נקבעו במדידות שונות ערכי COHb בדם שהגיעו אף ל-18-20% כאשר הדידה נעשתה בשעות אחה"צ או הערב.

מחקר נערך על ידי חוקרי הטכניון בחיפה, להערכת ההשפעה המיידית של עישון נרגילה במשך 30 דקות על רמות קרבוקסי-המוגלובין, ותפקודי ריאות (ספירומטריה). היה זה מחקר פרוספקטיבי שנערך במרפסת פתוחה, המעריך את המדדים הנ"ל לפני 30 דקות של עישון נרגילה ואחרי העישון. המשתנה העיקרי נבחר להיות שינוי ברמת קרבוקסי-המוגלובין.

במחקר זה בו השתתפו 45 מתנדבים (30 גברים) בגיל הממוצע של 32.3±15.3 שנים, ובו כל המשתתפים עישנו נרגילה במשך 30 דקות. רמות COHb עלו באופן מובהק מערך ממוצע של 1.4%, לערך ממוצע של 7.4%.

היחס בין רמת CO במדידתו בדם עורקי או ורידי במטופלים חשודים להרעלת CO

מחקר שהתפרסם בשנת 1995 ב-Ann Emerg Med , השוואה של מדידות COHb שהתבצעו בנטילה בו-זמנית של דגימות דם עורקי וורידי ב-61 מתאשפזים בחדר מיון של בית חולים עירוני עם חשד להרעלת CO. מחקר זה מצא מקדם מתאם (r value) של 0.99 בין תוצאות שתי מדידות אלו, מה שמדגיש התאמה מלאה בהערכת רמת COHb בדם עורקי או ורידי, כאשר ההבדל הממוצע בין 2 הקביעות נקבע כ-0.15% (בתוך תחום הבדלים ברמות COHb מרבי שנע בין 2.4% למינוס 2.1%.

מסקנות מחקר זה הן שנטילת דם ורידי נותנת הערכה של רמת קרבוקסי-המוגלובין ברמת דיוק גבוהה, וניתן אם כן במערכים של רפואת חרום ליטול דגימות של דם ורידי בלי צורך להזדקק לדם עורקי עם הסיבוך הקשור בנטילת הדם האחרונה. יחד עם זאת יש הגורסים שיש עדיפות לנטילת דם עורקי, בגין הדיוק הרב יותר להערכת חמצת לקטית, שכן חמצת זו עלולה להשפיע על הערכת החומרה והטיפול במקרים של הרעלת פחמן חד חמצני. לעומת זאת, נטילת דם ורידי שימושית לצורך סריקה של מספר גדול של מטופלים באירוע רב נפגעים, שנחשפו לכאןרה ל-CO, או לצורך ניטור של רמת COHb כדי לעמוד על יעילות טיפול החירום בהנשמה עם חמצן או בתא היפרברי.

תוצאות מחקר זה אוששו במחקר אחר בו נמדדו רמות COHb במקביל בדגימות דם עורקי וורידי שנלקחו מ-98 מטופלים ביחידת טיפול נמרץ, ונמצא הבדל ממוצע של 0.44%±0.40 ברמת COHb עם דרגת מובהקות של p=0.0001, ומתאם Pearson של r=0.97. גם מחקר זה מדגיש שלמטרות שגרתיות של סריקה או ניטור רמות קרבוקסי-המוגלובין ניתן להסתפק במדידת מדד זה בדם ורידי, שכן נטילת דם עורקי כרוכה בסיכון מוגבר להמאטומה, יצירת פקקת, או פסבדו-מפרצת, מעבר לכאב הרב יותר הנגרם למטופל בנטילת דם עורקי.

נתונים אפידמיולוגיים של הרעלות CO

מהנתונים הקיימים, הרעלות פחמן חד חמצני מהוות את הסיבה העיקרית לפגיעה ולמוות כתוצאה מהרעלות ברחבי העולם. הרעלות CO צפויות יותר מטבע הגברים בתקופת החורף, בשל השימוש המוגבר בתנורי חימום בחודשי הקור, מכשירים שעלולים להיות פגומים, או מופעלים בתנאי אוורור לא נאותים, המייצרים חשיפה ל-CO. מוערך שמדי שנה כ-40 אלף איש מגיעים לטיפול רפואי בעקבות הרעלת CO, כאשר כ-5,600 פטירות נרשמות בארה"ב מדי שנה, כאשר כ-200 מתוכם מתים מהרעלות CO בעיקר בגין מתקני חימום ביתיים פגומים. על פי נתוני ה-CDC כ-2,000 אמריקנים מתאבדים מדי שנה על ידי הרעלת CO. בניו-זילנד הרעלות CO מהוות כ-44% מכלל מקרי המוות מהרעלות כלשהן. מנתוני היחידה האפידמיולוגית של משרד הבריאות בירושלים, בין השנים 2001-6 שיעור ההרעלות מ-CO בישראל עמד על 3.53 מקרים ל-100 אלף.

התאבדויות בעזרת חשיפה ל-CO

לפני שנות ה-60, רוב אספקת הגז הביתי מקורה היה בפחם, אשר בשריפה לא מלאה שלו מכיל כמויות גדולות של CO. וכך ניסיונות התאבדות על ידי שאיפה ישירה של גז-פחם זה היו מקובלות באותן שנים, והיוו בבריטניה לדוגמה כמחצית ממקרי ההתאבדות בסוף שנות ה-50. לאחר המעבר בבריטניה בשנות ה-60 לשימוש בגז טבעי, שאינו מכיל CO פחת שיעור התאבדויות במדינה זו בערך בשליש. עד להמצאת הממיר הקטליטי, היו מתבצעים מקרי התאבדות רבים על ידי שאיפת גזי ם מצינור הפליטה של מכונית שמנועה הופעל בעיקר בחללים סגורים כמו המוסך הביתי. עד 1975 גזי הפליטה במכוניות הכילו 4-10% של CO, אך במכוניות החדשות הממיר הקטליטי מרחיק מעל 99% מכמות CO הנוצר.

תקני איכות האוויר

התקן האמריקאי-אירופי (מעודכן לשנת 2000) לפחמן חד-חמצני הוא 10 מיליגרם למ"ק (9ppm) לפרק זמן של 8 שעות, 30 מיליגרם למ"ק (26ppm) לפרק זמן של שעה אחת, 60 מיליגרם למ"ק (52ppm) לפרק זמן של 30 דקות, ו-100 מיליגרם למ"ק (87ppm) לפרק זמן של 15 דקות. בשנת 2010 הוסיף ה-WHO הנחייה שאין לחרוג מחשיפה של 7 מיליגרם למ"ק (6ppm) לפרק זמן של 24 שעות. ערכים אלה נקבעו על מנת למנוע תרחיש בו רמת קרבוקסי המוגלובין בדם תעלה על 2-2.5%.

אלו הם ערכים מרביים של ממוצעים לפרקי הזמן הללו ואסור לחרוג מהם יותר מפעם אחת בשנה. התקן הישראלי לפחמן חד-חמצני הוא 9.5-11.0ppm לפרק זמן של 8 שעות ו- 51.6-60.0ppm לפרק זמן של חצי שעה.

הוראות לביצוע הבדיקה

יש להקפיד על מידע האם החולה טופל על ידי מתן חמצן באמבולנס בדרכו לבית החולים, שכן תרחיש כזה עשוי לתת תוצאות תקינות של רמת COHb או רמה הנמוכה מרמתו האקטואלית של הקומפלקס, שאינה מתאימה לתמונה הקלינית המתאימה להרעלת CO. נטילת דם במבחנת הפארין (פקק ירוק) או מבחנת ספירת דם (EDTA, פקק סגלגל). יש להימנע משימוש במבחנות המכילות oxalate. הדגימה יציבה למעלה מ-4 חודשים במבחנה מלאה לחלוטין בדם, עם סגירה הרמטית, ומאוחסנת בקירור. אם נשלחת דגימת דם עורקי במזרק כדם מלא למעבדה למדידת רמת גאזים, יש להשתמש במזרק המכיל הפארין בצורת אבקה, ולשלוח בקירור.

כיוון שמטופלים עלולים לחוות תסמינים משמעותיים של הרעלת CO, פרק זמן ממושך גם לאחר שרמת COHb חוזרת לרמה הנורמאלית, נראה שקביעה של רמות נורמאליות COHb אינה בהכרח שוללת הרעלה עם גז זה.

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן עמי סלע