На красном свету угарный газ легко отрывается от гемоглобина, и остаётся только быстро поменять его на кислород.
Кислород по телу разносит белок гемоглобин, которым под завязку набиты эритроциты крови. Но если гемоглобин встретит молекулу угарного газа (CO), то после этого белок можно выбросить: с СО гемоглобин связывается в 200 раз прочнее, чем с кислородом, и кислород просто не может вытеснить СО из гемоглобина.
Первые признаки отравления проявляются, когда с угарным газом связывается 20% гемоглобина, а смерть наступает, когда эта доля доходит до 50% и выше (хотя, как пишет портал The Scientist, тут могут быть довольно сильные индивидуальные отличия: некоторые люди теряют сознание уже при 10-процентном насыщении гемоглобина угарным газом, а некоторые и при 50-процентном насыщении продолжают себя неплохо чувствовать). Чаще всего отравления угарным газом случаются при пожаре или в домах с печным отоплением; однако не стоит забывать, что СО образуется при сгорании автомобильного топлива, газа, при производстве некоторых химических соединений, так что возможностей отравиться им на самом деле больше, чем кажется.
Обычно при отравлении СО используют кислородную подушку или гипербарические кислородные камеры, чтобы по возможности максимально насытить кислородом тот гемоглобин, с которым угарный газ ещё не связался. Но при этом кислородные подушки и прочее не всегда можно использовать – например, если у человека повреждены лёгкие (если человек, помимо угарного газа, вдыхал какие-то отравляющие едкие вещества, то чистый кислород может только ухудшить его состояние). Что до испорченного гемоглобина, то с ним, как было сказано, уже ничего не сделаешь, и приходится ждать, когда организм обновит его запас в крови.
На самом деле, всё не совсем так: хотя угарный газ из гемоглобина вытеснить ничем нельзя, связь между ними можно разрушить просто светом. Но одного света тут мало, нужно, чтобы отсоединившийся СО сразу куда-нибудь уходил – иначе он тут же присоединится к гемоглобину обратно. Если бы можно было освещать лёгкие, проблемы бы не было, но даже если мы вскроем у отравившегося человека грудную клетку, свет не сможет в достаточной мере пронизать лёгочную ткань. Так что хотя про свет и гемоглобиновый угарный газ известно с 1896 года, до сих пор никакой практической пользы из этого факта извлечь не удавалось.
И только сейчас получилось создать прибор, который эффективно изгоняет угарный газ из гемоглобина: кровь из вены освещают красным светом с длиной волны 623 нм, одновременно прокачивая её через особую пористую мембрану, которая помогает удалить отсоединившийся СО и взамен наполняет кровь кислородом. (Красный свет был выбран потому, что именно такая длина волны лучше всего рвёт связь между угарным газом и гемоглобином.)
Исследователи из Гарварда, которые создали это «противоугарное» устройство, испытали его на крысах: у животных с отравлением угарным газом брали кровь из вены в ноге, освещали и вводили обратно, уже в шейную вену. Угарный газ исчезал из крови на 79% эффективнее по сравнению с теми крысами, у которых кровь просто прогоняли по устройству без освещения и газообменной мембраны. У крыс, чьи лёгкие были при этом ещё и повреждены, такой метод позволял в три раза быстрее очистить кровь от угарного газа по сравнению с теми животными, которым просто давали дышать чистым кислородом; и шансы выжить у крыс с освещённой кровью заметно повышались.
Результаты экспериментов опубликованы в Science Translational Medicine; дальше остаётся ждать клинических исследований.
Автор: Кирилл Стасевич