Koolstofmonoxide (CO) is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas, iets lichter dan lucht. De densiteit bedraagt 0,968 ten opzichte van 1 voor lucht. In de praktijk is dit verschil verwaarloosbaar, CO-gas vermengt zich ongeveer volledig met de normale lucht.

CO kan samen met lucht een explosief mengsel vormen, maar dit gebeurt enkel bij concentraties die enkele malen de dodelijke dosis overtreffen (tussen 12,5 en 74,2%). Wanneer CO gas zich bij brand opstapelt in gesloten ruimtes, kan dit echter wel een reëel gevaar betekenen.

Bij de normale verbranding van koolstofhoudende brandstoffen zoals hout, kolen, aardgas, butaangas, propaangas of stookolie, ontstaat koolstofdioxide (CO2). Wanneer de verbranding door gebrek aan zuurstof onvolledig is, ontstaat koolstofmonoxide (CO).

De belangrijkste CO-bronnen in een woning zijn die waar een brandstof op basis van koolstof (hout, kolen, olie, gas, petroleum…) gebruikt wordt voor verwarmingsapparaten, warmwatertoestellen, oven of fornuis. Omdat de verbranding nooit 100% volledig is, zullen de verbrandingsgassen van deze toestellen steeds een kleine hoeveelheid CO bevatten.

De hoeveelheid CO die vrij komt, wordt beïnvloed door de toevoer van verse lucht (ventilatie) en de afvoer van de verbrandingsgassen (schoorsteen). Voor een efficiënte verbranding moet het toestel correct geïnstalleerd worden en de branders moeten juist afgesteld zijn. Ook fout gebruik en onvoldoende onderhoud kunnen leiden tot de vorming van CO.

Wanneer een toestel op koolstofhoudende brandstof niet is aangesloten op een schoorsteen, komen de verbrandingsgassen die CO bevatten vrij in de woning. Dit gebeurt bij voorbeeld bij het gebruik van verplaatsbare petroleum- of gaskachels, haarden op bio-ethanol of door het in huis halen van een brandende barbecue.

Bij elke brand komen er eveneens belangrijke hoeveelheden CO vrij. Vooral smeulende branden produceren veel CO. Hierdoor kan de CO-concentratie zodanig oplopen dat de explosiedrempel bereikt wordt en er ontploffing plaats vindt bij het openen van een brandend gebouw.

Belangrijke productie van CO vindt plaats in petroleumraffinaderijen, bij de fabricatie van papier en koolzwart, in de metaalindustrie (ijzer en andere metalen) en in fabrieken die methanol, azijn, mierenzuur en metaalcarbonylen produceren. Niet te vergeten zijn ook de verbrandingsovens of de productie van verwarmingsgas. Bij ons komt verwarmingsgas uit natuurlijke gaslagen in Algerije en Nederland. Het bestaat hoofdzakelijk uit methaan en bevat geen koolstofmonoxide.

In magazijnen werden al intoxicaties beschreven door het gebruik van heftrucks op benzine of dieselmotor. Machines op benzinemotor zoals betonpolijstmachines of asfalteermachines kunnen ook een CO-intoxicatie veroorzaken, wanneer ze gebruikt worden in een onvoldoende verluchte ruimte bij voorbeeld in een gebouw onder constructie.

CO ontstaat spontaan door oxidatie van methaan in de atmosfeer en fotodissociatie van koolstof. Andere natuurlijke koolstofbronnen zijn oceanen, bos- en prairiebranden, vulkanen, moerasgassen en onweer. Het ontkiemen van zaden en het groeien van plantjes door inwerking van micro-organismen alsook zeewieren zijn andere, minder belangrijke, bronnen van CO.

De inhalatie van producten op basis van methyleenchloride (dat zich o.a. in oude afbijtproducten bevindt) kan ook leiden tot een verhoging van het carboxyhemoglobine-gehalte. Methyleenchloride wordt in het menselijk lichaam gemetaboliseerd tot CO. Het gehalte in het bloed is recht evenredig met de blootstellingsduur en de concentratie van methyleenchloride in de lucht (zo zal 250ppm methyleenchloride, ingeademd gedurende 8 uur, een HbCO geven van minstens 8%).

Ingeademde CO wordt in het bloed geabsorbeerd via de longen, net zoals zuurstof. Een belangrijk deel van dit opgenomen CO zet zich vast op het hemoglobine in de rode bloedcellen (dit vormt dan “carboxyhemoglobine” of HbCO)

Bij een zwangere vrouw, zal het CO zich ook binden aan het hemoglobine van de foetus, die in het bloed een HbCO-concentratie kan bereiken die 10 tot 15% hoger is dan in het bloed van de moeder.

Bij de mens verzorgt hemoglobine, de kleurstof in de rode bloedcellen, het vervoer van zuurstof vanaf de longen tot aan de cellen.

Een hemoglobine-molecule is opgebouwd uit 4 polypeptide-ketens (globines) en bevat 4 heemgroepen, die elk een ijzeratoom (blauw) bevatten. De zuurstofmolecules hechten zich aan het ijzer.

De affiniteit van CO voor hemoglobine is 210 tot 260 keer hoger dan die van zuurstof. Zelfs bij aanwezigheid van minieme hoeveelheden, zal CO zich in plaats van zuurstof hechten aan de hemoglobine.

• Normaal:          O2 + Hb → O2Hb (oxyhemoglobine)
• CO binding:     CO + Hb → COHb (carboxyhemoglobine)

Zo wordt het zuurstoftransport naar de cellen verstoord en ontstaat er zuurstofgebrek ter hoogte van de cellen (cellulaire hypoxie).

De hoeveelheid carboxyhemoglobine die gevormd wordt hangt af van:

• De CO-concentratie in de lucht.
• De blootstellingsduur.
• De activiteitsgraad van het slachtoffer (hoe meer fysieke inspanningen, hoe sneller men ademt en hoe meer CO-gas men inademt).
• De algemene conditie van de persoon (hartproblemen, ziekten van het ademhalingsstelsel).

De binding van CO aan hemoglobine geeft niet alleen een vermindering van de hoeveelheid zuurstof, die per hemoglobinemolecule kan getransporteerd worden, maar heeft ook een indirecte invloed via de dissociatiecurve van oxyhemoglobine.

In de aanwezigheid van CO verplaatst de scheidingskromme van O₂Hb in functie van de zuurstofspanning (P_O2) zich naar links: CO neemt niet alleen de plaats in van de zuurstof op de hemoglobine, het verhoogt eveneens de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof en verhindert de afgifte van zuurstof aan de periferie. De zuurstofspanning (P_O2) in de perifere weefsels moet dus dieper dalen vooraleer de hemoglobine zuurstof zal afgeven. Dit vermindert nogmaals de hoeveelheid beschikbare zuurstof op celniveau.

Het dubbel mechanisme van verminderd transport naar en afgifte van zuurstof aan de cellen wordt geïllustreerd in bovenstaande figuur. In normale omstandigheden heeft het bloed de capaciteit om 5 ml zuurstof per 100 ml bloed aan de weefsels af te leveren bij een daling van de partiële zuurstofdruk van 60 mm Hg (van a naar V op de normale dissociatiecurve). In het geval van een bloedarmoede met een halvering van het aantal rode bloedcellen (halvering van de transportcapaciteit) vraagt de afgifte van 2,5ml zuurstof per 100ml bloed eenzelfde daling van de partiële zuurstofdruk van 60 mm Hg. In het geval van een CO intoxicatie met 50 % carboxyhemoglobine vraagt de afgifte van 2,5 ml zuurstof per 100 ml bloed een daling van de partiële zuurstofdruk van 75 mm Hg (van a’ naar V’).

Het is normaal om een kleine hoeveelheid CO in het bloed te hebben, aangezien bij de afbraak van hemoglobine (en andere hemoproteinen) een beetje CO geproduceerd wordt. Bovendien hebben rokers en in het bijzonder pijp- en sigarenrokers hogere waarden van carboxyhemoglobine.

Ter informatie geven wij hieronder het gehalte aan carboxyhemoglobine dat als normaal wordt beschouwd.

• Niet roker: COHb 1-4%
• Matig roker: COBh 5-6%
• Zware roker: COBh 7-9%

Een carboxyhemoglobinegehalte dat hoger ligt wijst op een intoxicatie. Maar opgelet! Een normaal carboxyhemoglobinegehalte sluit een intoxicatie niet noodzakelijk uit. CO wordt spontaan door het lichaam geëlimineerd, zodat het COHb-gehalte begint af te nemen op het ogenblik dat het slachtoffer uit de besmette ruimte wordt geëvacueerd. Het percentage hangt dus af van het ogenblik waarop de bloedname gebeurt.

Het percentage HbCO in het bloed is geen goede indicator van de ernst van een CO-intoxicatie en van de noodzakelijke behandeling (zuurstof in masker of hyperbare zuurstof). CO bindt zich niet alleen aan hemoglobine, maar gaat ook rechtstreeks penetreren in de weefsels. Bij langdurige blootstelling aan lage concentraties CO in de lucht treedt accumulatie op van CO in de weefsels, terwijl het HbCO-gehalte relatief laag kan blijven. Het is de CO-concentratie in de weefsels die leidt tot beschadiging van cellen en eventueel tot celdood en die uiteindelijk de ernst van de intoxicatie zal bepalen.

Een aantal toestellen kunnen de CO in de omgevingslucht opsporen. Brandweerdiensten en de meeste hulpdiensten beschikken erover. Gesofistikeerde apparaten laten zelfs toe om gedurende korte of langere periode CO-waarden in de lucht te registreren.

Er bestaan ook CO-detectoren voor huishoudelijk gebruik. Zij hebben als doel de CO-concentratie in de lucht te volgen en een alarmsignaal te geven wanneer een bepaalde CO-concentratie gedurende een bepaalde tijd overschreden wordt

Men kan het gehalte carboxyhemoglobine in het bloed inschatten aan de hand van de CO-concentratie in de uitgeademde lucht.

Het slachtoffer ademt diep in en blaast vervolgens volledig uit in een meetzakje. Dit zakje is verbonden met een pomp die een welbepaalde hoeveelheid lucht in een reageerbuisje stuurt. Indien de uitgeademde lucht CO bevat, zal het reagens veranderen van kleur. Men kan op de waardeschaal, aangebracht op het buisje, het geschatte COHb-gehalte aflezen.

Er bestaan ook apparaten die onmiddellijk het gehalte carboxyhemoglobine weergeven op een scherm.

Voordeel:

Dit onderzoek is nuttig voor het opsporen van slachtoffers bij een collectieve CO-intoxicatie. Het geeft onmiddellijk resultaat en dit laat een eerste triage van de slachtoffers toe.

Beperkingen:

Deze methode is niet nauwkeurig en het slachtoffer moet bij bewustzijn zijn om in het zakje te kunnen blazen.

Zuurstof moet zo snel mogelijk toegediend worden, liefst binnen de 6 uur.

Men dient de zuurstof toe via een masker of via een endotracheale tube a rato van minstens 12 l/min. Het gebruikte masker moet een “non-rebreather” zijn (d.w.z. voorzien van een reservoir met terugslagklep).

Opgelet: vele zuurstofmaskers, zelfs met de benaming “non-rebreather masker” of “high-flow oxygen mask” hebben gaatjes op de neusvleugels zonder terugslagklepjes. Deze geven géén 100% zuurstof en zijn dus NIET optimaal.

De behandeling wordt toegediend gedurende minimum 6 uur, liefst 12 uur. Na 2 uur evalueert men de patiënt. Indien de symptomen nog niet verdwenen zijn, kan men overwegen om toch hyperbare zuurstof toe te dienen.

De beslissing om zuurstof toe te dienen onder normale druk (normobaar) of in een omgeving met verhoogde atmosferische druk (hyperbaar) hangt af van verschillende factoren. De Belgische Adviesraad voor Hyperbare Zuurstoftherapie (ACHOBEL, Advisory Committee for Hyperbaric Oxygen in Belgium) heeft een flowchart uitgewerkt voor de evaluatie en behandeling van CO-intoxicatie. Volg deze link om die te raadplegen: http://www.achobel.be/

Over het algemeen kan men zeggen dat patiënten die het bewustzijn verloren hebben, die objectieve neurologische afwijkingen of hartproblemen hebben, worden doorverwezen voor hyperbare zuurstoftherapie. Ook zwangere vrouwen, kinderen jonger dan 12 jaar en ouderen met chronische aandoeningen worden vlugger doorverwezen.

Indien er meerdere slachtoffers zijn, kunnen volgende criteria gehanteerd worden:

Hoe meer punten, hoe hoger de prioriteit voor behandeling in de hyperbare zuurstofkamer. In ieder geval moet steeds eerst door de hulpverlener telefonisch contact genomen worden met het dichtstbijzijnde centrum met hyperbare zuurstoftherapie, om te verifiëren of deze behandeling noodzakelijk én mogelijk is.