Doseamento de CO e de MetHb no sangue

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1 MONÓXIDO DE CARBONO Trabalho n.º 4 Doseamento de CO e de MetHb no sangue Ocorrência natural / Aplicações da substância em causa O monóxido de carbono constitui certamente o gás tóxico sobre o qual têm sido consagrados mais trabalhos. A sua origem está quase sempre associada a fenómenos de combustão em que a quantidade de oxigénio presente é insuficiente: C + O CO + 25,1 cal Pode igualmente surgir em situações de combustão completa a alta temperatura, independentemente da quantidade de O 2 presente, através de uma redução endotérmica do CO 2 formado: C + O 2 CO ,3 cal CO 2 +C 2 CO + 42,1 cal ( gás de ar ) ou ainda através da formação do chamado "gás de água : C + H 2 O CO + H 2 48

2 Propriedades físicas e químicas O monóxido de carbono é um gás incolor, inodoro, insípido, mais leve que o ar (d=0,967), o que lhe confere grande difusibilidade (algumas intoxicações domésticas têm sido originadas por emanações tóxicas de andares inferiores). É pouco solúvel em água e não é adsorvido por carvões activos o que torna ineficaz a utilização de máscaras protectoras convencionais. A sua afinidade para o oxigénio, exemplificada através da reacção de combustão 2CO+O 2 2 CO 2 constitui um exemplo das suas capacidades redutoras, manifestadas sobre diversos compostos oxigenados e sobre certos sais metálicos. Aliás, é com base nestas propriedades que se fundamentam alguns métodos analíticos para o seu doseamento (vidé fundamento do trabalho prático). Interesse toxicológico As situações quotidianas em que existe o perigo de intoxicação por monóxido de carbono são as mais diversas e estão quase sempre associadas à utilização de combustíveis: altos fornos, caldeiras e fornos, lareiras, fábricas de gás; minas e túneis; motores de explosão; gás de cidade; incêndios; explosões; cigarros; etc. Toxicidade O monóxido de carbono poderá ser classificado como um tóxico bloqueador de uma função celular: a respiração. A par do seu papel no transporte do CO 2 e na regulação do ph sanguíneo, a função principal da hemoglobina, pigmento respiratório dos glóbulos vermelhos, reside no 49

3 transporte de oxigénio dos pulmões aos tecidos. Cada molécula de hemoglobina fixa 4 moléculas de O 2 sobre os átomos de ferro e constitui a OXIHEMOGLOBINA: Hb + O 2 HbO 2 Parece oportuno referenciar aqui o interesse e a finalidade natural da hemoglobina estar incluída nas hemácias: é que a forma, plasticidade e área dos glóbulos vermelhos (vários milhares de m 2 ) permitem uma difusão rápida do O 2 e a sua penetração nos mais pequenos vasos. Se ela se encontrasse dissolvida no plasma, a viscosidade deste seria aumentada, assim como a sua pressão osmótica que seria 100 mmhg superior à que se constata, e os mecanismos de troca de água entre capilares e espaços intersticiais seriam totalmente diferentes. A afinidade do monóxido de carbono para a hemoglobina é cerca de 250 vezes superior à do oxigénio. Portanto, com uma P(O 2 ) alveolar normal de 100 mmhg, basta uma pressão parcial de CO de 0,4 mmhg nos alvéolos para que apareça progressivamente uma carboxihemoglobinémia. A combinação do monóxido de carbono com a hemoglobina faz-se de maneira idêntica à do oxigénio, ou seja, através da ocupação das ligações livres do átomo ferro no heme. 50

4 ou ainda: HbO 2 + CO HbCO +O 2 (C1) (C2) (C3) (C4) Segundo a lei da acção das massas, quando as velocidades das duas reacções forem iguais, atingir-se-á um equilíbrio, o que no caso presente só se obterá quando toda a hemoglobina se combinar com o monóxido de carbono, donde: C1 C2 = constante (K) C3 C4 (constante para uma espécie animal definida) Não há, no entanto, uma acumulação indefinida, mas a transformação progressiva da Hb num derivado impróprio à hematose, produzindo-se uma anoxémia crescente que leva pouco a pouco à asfixia (química) e depois à morte. Não há dano lesional das hemácias mas sim funcional, com impossibilidade transitória de fixarem O 2 e de o transportarem às células. A oxihemoglobina presente no sangue arterial de um indivíduo intoxicado pelo monóxido de carbono dissocia-se de uma maneira bastante diferente da normalmente observada, a curva de dissociação não é mais de tipo sigmoidal e apresenta-se deslocada para a esquerda. A oxihemoglobina cede menos facilmente o seu oxigénio. Fig. 2 - curvas de conteúdo de O 2 do sangue humano a ph 7, 38 a 40ºC, para diferentes percentagens de COHb, e de sangue humano anémico contendo apenas 40% do conteúdo normal em hemoglobina. 51

5 INTOXICAÇÃO AGUDA Pode considerar-se em 3 fases: impregnação (25% de COHb); coma (50% de COHb); morte (mais de 60% de COHb). Nas asfixias oxicarbonadas a morte surge quando 2/3 (68 %) da Hb fica bloqueada, como aliás acontece em todas as asfixias (depressão barométrica, gases inertes, anilina ou metahemoglobinizantes). As manifestações de formas massivas de intoxicação (ruptura de gás ou explosão) correspondem sucessivamente à perda de conhecimento, convulsões e morte rápida com rigidez do cadáver. Para alguns autores, o perigo de intoxicação existe a partir do momento em que a concentração de CO na atmosfera seja da ordem de 1/500. Convém referenciar aqui a acção conjugada que pode ter lugar entre o CO e o CO 2 expirado pelo intoxicado. O anidrido carbónico excitando o centro respiratório, provoca uma aceleração do ritmo respiratório, favorecendo um aumento da absorção do CO. INTOXICAÇÃO CRÓNICA Devida a uma exposição diária e emanações mínimas (garagistas, camionistas, fumadores, etc.). A sintomatologia deste tipo de intoxicação é normalmente caracterizada por astenia, cefaleias, vertigens, sonolência, etc. 52

6 Toxicologia analítica Apesar do interesse da determinação do CO na atmosfera, é a nível clínico que a sua pesquisa e doseamento apresentam a maior importância, permitindo despistar uma impregnação tóxica de natureza crónica ou aguda. Os métodos analíticos são os mais diversos e podem ser divididos em: métodos químicos; métodos ópticos (espectroscópicos, espectrométricos, colorimétricos, I-V); métodos cromatográficos. A avaliação de urna intoxicação por CO é quase sempre feita através da determinação de um parâmetro designado por coeficiente de envenenamento e que corresponde à percentagem de Hb transformada em COHb. Metodologia a utilizar na aula prática O método que utilizamos na aula prática baseia-se nas propriedades redutoras do monóxido de carbono, manifestadas através da reacção: PdCI 2 + CO + H 2 O CO HCl + Pd O CO libertado da carboxihemoglobina, por uma acidificação da amostra de sangue, difundindo-se no interior de uma célula de Conway vai reduzir uma solução de cloreto de paládio colocada no compartimento interior desta. 53

7 O método clássico de Conway consistia em determinar o ácido clorídrico libertado, relacionando-se com a quantidade de monóxido de carbono presente. METAHEMOGLOBINÉMIA Fundamento A hemoglobina é uma heteroproteína cuja parte proteica é constituída por 4 unidades de globina, em que cada uma tem uma espécie de bolsa interior onde está o heme. Ligado a este está o ferro (Fe ++ ). Se o ferro estiver numa forma reduzida (Fe ++ ) é capaz de se ligar ao O 2 ou ao CO 2. Mas se o indivíduo estiver em presença de substâncias oxidantes (Ex: ferrocianato) o ferro, ou parte do ferro da hemoglobina, oxida-se originando ferro férrico (Fe +++ ). Nesta forma, o ferro já não é capaz de se ligar ao O 2, ligando-se ao grupo OH: esta molécula formada designa-se metahemoglobina. Assim, quando o ferro da Hb está na forma férrica oxidada e ligado a um grupo OH, esta molécula é incapaz de transportar oxigénio e origina hipoxia nos tecidos. A metahemoglobina apresenta um máximo de absorção a 630 nm, enquanto que a cianometahemoglobina demonstra uma absorção mínima a este comprimento de onda. A adição de cianeto de potássio a um hemolisado converte qualquer metahemoglobina presente em cianometahemoglobina. A absorvância deste hemolisado é medida a 630 nm antes e depois da adição de cianeto, sendo a diferença (decréscimo) em absorvância, proporcional à concentração de metahemoglobina. A determinação da hemoglobina total presente na amostra, é obtida indirectamente após transformação de toda a hemoglobina em metahemoglobina, por adição de ferricianeto de potássio e procedendo de maneira idêntica à descrita anteriormente. 54

8 Cálculos (A B) 100 = % de metahemoglobina no sangue (C D) 55