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1、 窒息性气体中毒诊治 的有关问题 北京大学第三医院职业病研究中心北京 大学 临床 毒理 研 究 中心 赵 金 垣 一. 概 述窒息性气体中毒（asphyxiating gas poisoning）一直是困扰全球的普遍问题，最具代表性的是一氧化碳(CO)和硫化氢(H2S)。CO中毒（和死亡）人数在全球急性中毒高居首位，约10%40%；急性CO中毒患者经数日到数周“假愈期”后,还可能发生迟发脑病(delayed encephalopathy, DEP),病程长，治疗困难。H2S中毒则以死亡率为最 高,平均可达46%，且无特异 解毒剂，是抢救上最为棘手 的临床难题之一。氰化物（-CN）则因来源广泛，
2、故在临床日常工作中更具实际意义。二. 基本概念人体一分钟也不能停止氧的供应，此一过程（如氧的供 给、摄取、运输、利用等）的任何环节发生障碍，都能引 起集体缺氧或窒息。窒息性气体是指能那些能直接妨碍上 述供氧环节的气态化学物质。通过其他损伤或致毒作用间接造成机体缺氧的物质,如 肺脏毒物、心脏毒物等不属此范畴，但有的仍被列入。一般可将此类气体分为三大类：单纯性窒息性气体血液性窒息性气体细胞性窒息性气体（一）单纯窒息性气体主要指本身毒性很低或惰性的气体,当其在空气中大 量存在时,会明显降低吸入气中氧的相对含量,导致缺氧 性窒息,并非真正的“中毒”。正常情况下(760mmHg,1mmHg = 0113
3、3 kPa)，空气中的 氧含量约20.96%；若其低于16%， 即可引起机体缺氧；一旦低于10%， 则可很快引起昏迷甚至死亡。属于这一类的气体有甲烷、乙 烷、乙烯、水蒸气，及氮、氩、 氖等惰性气体。（二）血液窒息性气体血液窒息性气体系指可明显阻碍血红蛋白与氧气结合，或妨碍它向组织细胞释放所携氧气的气体,故也称“ 化学窒息性气体”。常见的有CO、一氧化氮、苯的硝基或氨基化合物蒸气 等。（三）细胞窒息性气体主要指通过抑制细胞呼吸酶活性,而阻碍细胞利用氧进行生物氧化的有害气体；此种缺氧是一种“细胞窒息”,也称“内窒息”,因此 时血氧并无明显降低。常见气体有氰化氢 （HCN）、硫化氢（H2S）等。三.
4、 诊断要点（一）认真追究接触史对于突如其来的昏迷患者而言,明确的窒息性 气体接触史对早期诊断具 有重要价值,除工业性中 毒外,还要特别注意其他 可能的接触情况,以避免 误诊,及时治疗。1. 关于单纯窒息性气体主要来源：（1）直接吸入各种单纯窒息性气体；（2）任何造成吸入气氧含量下降的情况,如枯井、储菜窖、谷仓、通风不良矿井或地下坑道、密闭的船舱等。2.关于一氧化碳对CO而言，任何含碳物质不完全燃烧均可产生，常见于存在明火或有内燃机工作的通风不良空间,如冬季火炕取暖或烧水洗浴时、汽车或内燃机船舶甚至坦克行进时；此外，家禽孵育房、各种建筑材料焙烧窑、小矿井采掘爆破、土法烧制木炭等，也常有大量CO产
5、生。3.关于氰化氢主要来源：（1）制取过程，如氰化钾与硫酸反应、CO和氨高温合成、 甲酰胺脱水、铂催化氨甲烷氧化等；使用过程，如电镀、金银提取、制备合成树脂单体（丙烯酸酯等）和某些药物（甘氨酸、Vit.B12等）；事故，主要原因为设备或管道泄漏、违规操作、现场通风不良及缺乏防护。（2）含氮和碳的天然物质或化学合成制品（如尼龙、塑料、聚丙烯腈等）的燃烧或热解，也会释出氰化氢。（3）生活性急性氰化物中毒多数为经口摄入氰化物或服食过量的含氰苷的食品所致；不少植物或果仁（如木薯、桃仁、苦杏仁、枇杷仁、亚麻仁、银杏等 ）中含有氰苷，其与胃酸作用可生成氰氢酸。（4）氰化氢和氯化氰作为化学战争毒剂还曾被用于
6、军事目的和制造恐怖事件。4. 关于硫化氢主要来源：（1）并非生产原料，也非工业产品或副产品，属于生产废料；石油钻探、炼制，矿石冶炼，其他含硫化合物生产制造等，均容易产生H2S。（2）任何有机物的处理、发酵、腐败过程,均有产生大量H2S的可能,如皮革脱毛、鞣制,制糖和造纸业的原料浸渍,鱼露、咸菜淹渍,清理粪池、阴沟、垃圾等。（二）毒性机制提供的临床线索窒息性气体中毒都可引起细胞组织缺氧而导致机体损伤,因此特征性表现不多。但临床诊断除可依据有害物质接触史外,还可根据不同窒息性气体的致病机制及发病特点,进行综合分析，以发现具有鉴别意义的线索。1. 关于单纯窒息性气体（1）主要引起缺氧性窒息,临床可见
7、各种典型缺氧性生理生化改变,如动脉血氧分压(PaO2 )、血氧饱和度(SaO2)明 显下降、乳酸性酸中毒等，但缺乏特异性，故诊断还需依 靠接触史,并需排除其他病因。PaO2 溶解于血液中的氧所产生的压力，正常人在海平面时,动脉血 氧分压为11.9913.3kPa；但氧分压受海拔、年龄、二氧化碳分压和 吸氧浓度的影响。SaO2 血氧饱和度是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占 全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度。监 测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合和血红蛋白携氧能力进行估计；正 常人体动脉血的血氧饱和度为98% ，静脉血为75%。乳酸性酸中毒 除糖尿病、某些降
8、糖药、水杨酸或乳糖过量等原因外，主要 为组织缺氧所引起的代谢异常（无氧代谢的特征性产物）。（2）单纯窒息性气体常合并其他病因,而使病情复杂化。 如储菜窖、谷仓等环境中,由于存在植物呼吸，故除消耗 氧气外,尚会释出二氧化碳(CO2),可使机体在缺氧同时,亦 发生CO2中毒；若及时进行血气分析，可见动脉血二氧化 碳分压( PaCO2)明显上升及类似呼吸性酸中毒的各种生理 生化表现,且更严重；又如矿井采掘爆破时,若未及时通风，则现场除缺氧外,亦存在CO、CO2、氮氧化物等多种病因,应予冷静分析。2. 关于一氧化碳因属血液窒息性气体,故中毒后PaO2变化不大,但SaO2明显下降,具有重要提示性 大量H
9、b不能携氧所致！诊断的确证是血中检出大量碳氧血红蛋白(HbCO),其与中毒严重程度密切相关,如HbCO30%即可引起较严重中毒症状,HbCO50%则可引起昏迷。但检测需及时,在吸氧的情况下,中毒后4h内取血的检测结果方具可参考性,吸氧时应在10min内取血方具临床价值， 否则易出现假阴性结果。中毒后迅速死亡者,其血中HbCO水平可持续多日不变,可作为法医鉴定的可靠指标。3. 关于氰化氢临床有特殊表现：（1）口中和呼出气带杏仁味，伴明显呼吸困难，严重者出现全身强直性抽搐等；（2）有特殊化验指标，如血液氰离子（cyanide ion）、血浆和尿液硫氰酸盐等，均有明显升高，是诊断和鉴别诊断的重要依据
10、。（3）内窒息作用强烈，血气分析较H2S更具特点 PaO2和 SaO2多正常，而静脉血氧分压（PvO2）明显升高，动静脉血氧含量差仅为1vol%(正常为6-8)显示静脉血动脉化特征；代谢性酸中毒及血浆乳酸浓度增高也十分显著。这些指标虽无法提供病因的确切依据，但对提示急性缺氧及病情严重度有重要价值，如血浆乳酸浓度大于4mmol/L时，即可诊断为乳酸性酸中毒，而血中氰离子浓度大于1mg/L时，血浆乳酸常可高于8mmol/L（720mg/L）。 4. 关于硫化氢其临床特点是：（1）呼出气和衣物具有蒜臭味；（2）毒性迅速,严重者吸入一口即可致呼吸停止甚至猝死；（3）如无呼吸抑制发生，PaO2和SaO2
11、可无明显异常；由于细胞生物氧化过程受阻,动静脉血氧分压差亦见缩小；（4）血中可查见硫化血红蛋白（sulfhemoglobin，HbS）增高，血、尿中硫酸盐含量增加，对诊断有提示作用。四. 抢救治疗（一）治疗学基础窒息性气体的主要致病环节是引起机体缺氧,可能是造成细胞损伤最重要的机制；而缺氧是最普遍的病理现象,几 乎所有常见疾病都可导致缺氧。研究表明，严重缺氧情况下，作为代偿反应，脑血管会很 快出现反射性收缩，脑循环血液也逐渐发生浓缩。缺氧损伤的分子机制如下图所示：缺氧性损伤的分子机制O2 细胞内H+H+-Na+交换细胞内Na+ 生物氧化 黄嘌呤脱氢酶 Ca2+-Na+障碍，ATP 细胞内钙超载
12、交换机制激活 黄嘌呤氧化酶 激活磷酸酯酶A2血栓素 核酸代谢产物次黄嘌呤 黄嘌呤 尿酸2O2 +2H+ 2O2 +2H+ 2O2 + H2O 2O2 + H2O （氧自由基生成） （氧自由基生成） 上述缺氧的分子机制进展表明,缺氧是启动一系列损伤 过程的源头事件；而在亚细胞层面滚动的早期改变在一定程度上仍属可 逆性过程；一旦上述过程进一步造成组织（主要是脑组织）的器 质性损伤（主要是脑水肿），则会产生严重临床后果， 最坏结局为“ 植物人”或死亡。因此，除及时纠正缺氧外,还应针对性地干预各个发展 环节,阻遏疾病进展，减轻机体损伤,以有效提升临床抢 救治疗窒息性气体中毒的能力。（二）抢救治疗原则1
13、. 尽速展开治疗窒息性气体最主要的毒性是引起机体严重缺氧,起病迅速而重笃,因此,抢救治疗务必在发现后(包括在中毒现场)立即展开,并持续至缺氧状态解除。由于窒息性气体中毒多无特殊解毒剂，仅氰化物有特殊 解毒剂，故在具体处理上，关键是尽速脱离毒物接触、早 期防治缺氧性脑水肿及积极进行对症支持治疗。2.切断引起脑水肿的恶性环节研究表明,缺氧最初仅引起细胞功能性障碍,若早期即得到及时治疗处理，则可完全恢复；但供氧若受到进一步限制,损伤常变为不可复性,甚至造成细胞死亡。缺氧诱发的脑水肿即是脑细胞供氧进一步受限的主要原因，亦即是治疗的重点环节。早期规范治疗主要为：给氧、利尿脱水、糖皮质激素 、适度低温冬眠
14、、大剂量糖皮质激素、ATP或能量合剂、促进脑代谢药物（脑复康、胞二磷胆碱、肌苷等）等。3. 克服脑内微循环障碍，改善脑灌注具体办法如：维持充足的灌注压，关键是维持正常 血容量和投用扩血管药物，防治低血压。投用低分子 右旋糖苷，500ml每46小时重复，24小时用量约1000 1500 ml。颈动脉直接快速灌注低温液体（生理盐水、 脱水剂、低分子右旋糖苷等），达到降温、脱水、开通 微循环的目的。纠正“颅内盗血”现象，因缺氧和代 谢产物堆积可引起脑内局部小血管持续扩张，水分外渗 、血循不断恶化，而使该部血液分流至缺氧影响较小处 ，此种分流被称为“脑内盗血”。使用机械过度通气， 使动脉血CO2分压降
15、低（30mmHg即可），引起脑内受体缺 氧影响尚不严重的小血管收缩，使血液重新向缺氧区灌 注，有助于改善局部供血。4.清除氧自由基研究进展表明:缺氧可以诱发大量自由基生成；而中毒治 疗过程中的给氧措施，可使机体出现“缺血-再灌注样效应 （ischemic reperfusion like effect）”，也会产生大量自由基 ；此外，“过度”氧疗（如长时间给予高浓度氧或高张力 氧），可迅速耗竭炎性细胞膜上的胡萝卜素，激活膜上 Co氧化酶，诱使炎性细胞大量摄氧，引起“呼吸爆发” ，也会产生大量氧自由基。可见，窒息性气体最重要的毒 性机制乃是诱使机体产生大量氧自由基,导致细胞脂质过氧化损伤，故以清除氧自由基为主的抗氧化治疗，已成为近年窒息性气体中毒治疗进展的重要标志。常用自由基清除剂（free radical scavengers）如巴比妥类、VitE、VitC、辅酶Q、超氧化物歧化（superoxide dismutase, SOD）、氯丙嗪、异丙嗪、谷胱甘肽（glutathione）、糖皮质激素等。此项措施实质上并非真正的“治疗”，而是一种“早期干预”，旨在早期阻断窒息性气体的毒性进程，故使用务需尽早，晚期用药则失去使用价值，常会“劳而无功”或“事倍功半”。糖皮质激素尤其应注意早期、足量，方
