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 Æ CO + 25,1 cal
Pode igualmente surgir em situações de combustão completa a alta temperatura, independentemente da quantidade de O2 presente, através de uma redução
endotérmica do CO2 formado:
C + O2 Æ CO2 + 94,3 cal
CO2 +C Æ 2 CO + 42,1 cal (“gás de ar”)
ou ainda através da formação do chamado "gás de água”: C + H2O Æ CO + H2
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+O2 Æ 2 CO2
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.
transporte de oxigénio dos pulmões aos tecidos. Cada molécula de hemoglobina fixa 4 moléculas de O2 sobre os átomos de ferro e constitui a OXIHEMOGLOBINA:
Hb + O2 Æ HbO2
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 m2) permitem uma difusão rápida do O2 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(O2) 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.
ou ainda: HbO2 + CO Æ HbCO +O2
(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:
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 O2 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 O2 do sangue humano a pH 7, 38 a 40ºC,
para diferentes percentagens de COHb, e de sangue humano anémico definida) animal espécie uma para (constante (K) constante 4 3 2 1 = × × C C C C
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 CO2
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.
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:
PdCI2 + CO + H2O Æ CO2+ 2 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.
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 O2 ou ao CO2.
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 O2, 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.
Cálculos D) (C B) (A 100 = − − × % de metahemoglobina no sangue
