Kohlenmonoxidvergiftung

Eine Kohlenmonoxidvergiftung ist eine häufige Form der Rauchgasvergiftung und kann bereits innerhalb kurzer Zeit zum Tod führen.

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Was ist eine Kohlenmonoxidvergiftung?

Kohlenmonoxid (CO, Kohlenmonoxid) ist ein Gas, das man weder riechen, schmecken, sehen oder sonst wahrnehmen kann. Es tritt als Ergebnis der unvollständigen Verbrennung von organischen Verbindungen auf. Das Gas wird schnell und recht vollständig durch die Lungen ins Blut absorbiert. Dort bindet CO an Hämoglobin (CO-Hb), einer wichtigen Substanz in den roten Blutkörperchen. Normalerweise ist Hämoglobin für den Transport von Sauerstoff im Blut und damit die Versorgung aller Gewebe und Organe im Körper verantwortlich. Das Problem bei Kohlenmonoxidvergiftungen ist, dass CO den Sauerstoff vom Hämoglobin verdrängt. Es kommt daher zu einem Sauerstoffmangel im Körper und einem Risiko für tödliche Schäden, vor allem in den Organen mit dem höchsten Sauerstoffbedarf, Gehirn und Herz.

CO-Vergiftungen sind in Deutschland seltener geworden; 2010 wurde bei etwa 5 pro 1 Million Einwohner eine solche Diagnose gestellt. Zwischen 2000 und 2009 wurden im Durchschnitt pro Jahr 3756 Patienten mit einer solchen Vergiftung in einer Klinik behandelt, 374 starben daran.

Was geschieht?

Die atmosphärische Konzentration von Kohlenmonoxid liegt in der Regel unter 0,001 %, kann in städtischen Gebieten und in einer geschlossenen Umgebung jedoch höher ausfallen. Schon bei einem CO-Gehalt in der Außenluft von 0,1% ist die Hälfte des Hämoglobins im Blut mit CO beladen (COHb) statt mit Sauerstoff. Nichtraucher können bis zu 3 % Kohlenmonoxid im Blut aufweisen, während Raucher auf einem Niveau von 10–15 % liegen. Die meisten tödlichen Kohlenmonoxidvergiftung sind auf Brände, undichte Öfen, benzinbetriebene tragbare Stromaggregate, Grillgeräte und Autoabgase zurückzuführen. In sehr vielen Fällen vergiften sich die Betroffenen in Selbstmordabsicht.

Nach einer Exposition gegenüber Kohlenmonoxid gelangt das Gas schnell über die Lunge ins Blut und bindet sich an das Hämoglobin. Die Bindung an das Hämoglobin ist etwa 240 mal stärker als die Bindung zwischen Sauerstoff und Hämoglobin. Sobald sich zu viel Kohlenmonoxid an Hämoglobin bindet, können die roten Blutkörperchen nicht mehr genug Sauerstoff an die Körpergewebe abgeben: es entsteht ein Sauerstoffmangel.

Die Menge des Kohlenmonoxids im Blut ist abhängig von der Menge an Kohlenmonoxid in der eingeatmeten Luft, der Dauer der Exposition und der Menge an Luft, die die betreffende Person pro Minute einatmet.

Wird die CO-Zufuhr unterbrochen und kann der Mensch wieder normale Luft einatmen, so wird CO langsam wieder aus dem Körper ausgeatmet. Die Halbwertszeit bezeichnet grundsätzlich die Zeit, die nötig ist, um die Konzentration einer Substanz (hier CO im Blut) zu halbieren. Wenn eine vergiftete Person aus der Gefahrenzone gebracht wurde und normale Außenluft inhaliert, beträgt die Halbwertszeit für CO im Blut rund 300 Minuten. Wenn sauerstoffreiche Luft über eine Maske inhaliert wird, die die ausgeatmete Luft (die Kohlenmonoxid enthält) filtert, beträgt die Halbwertszeit etwa 90 Minuten. Wenn man reinen Sauerstoff (100 %) unter hohem Druck in einer Druckkammer (hyperbare Sauerstofftherapie) inhaliert, beträgt die Halbwertszeit nur noch rund 20 Minuten – das schädiche Gas wird also viel schneller aus dem Körper eliminiert.

Organschäden

Kohlenmonoxid hat Auswirkungen auf eine Reihe von Organen im Körper. Organschäden entstehen als Folge von verschiedenen Mechanismen:

  • Sauerstoffmangel: Die schädliche Wirkung ist in den Organen mit dem höchsten Sauerstoffbedarf, Gehirn und Herz, am größten.
  • Entzündungsreaktion: Eine CO-Vergiftung bewirkt eine entzündliche Reaktion im Körper, die wahrscheinlich durch einen immunologischen Mechanismus ausgelöst wird. Während der akuten Phase treten Gewebeschädigungen im Gehirn, im Herzen und in anderen Organen auf.
  • Sonderfall Herzmuskel: Durch einen weiteren Mechanismus kann CO die Herzmuskelzellen direkt schädigen, deren Funktion hemmen und den Blutdruck senken, was die Schädigung des Herzens noch verstärkt.

Eine Schädigung des Herzmuskels (Myokard) tritt bei CO-vergifteten Patienten häufig auf und ist mit einer erhöhten Sterblichkeit verbunden. Das Risiko von Herzschäden ist bei denjenigen am größten, die bereits unter Erkrankungen der Blutgefäße und des Herzmuskels leiden.

Schädigungen des Gehirns und des Nervensystems können nach Kohlenmonoxidvergiftungen als Spätfolgen auftreten. Die Ursache dieser Spätfolgen nach Kohlenmonoxidvergiftungen ist nicht vollständig geklärt; sie treten Studien zufolge recht unterschiedlich in 12–68 % der Fälle auf.

Symptome

Eine Kohlenmonoxidvergiftung zeigt variable und unspezifische Symptome. Personen, die im Schlaf einer Kohlenmonoxidvergiftung, ausgesetzt sind, bemerken keine Beschwerden. Sie gleiten schrittweise vom Schlaf in einen Zustand der Bewusstlosigkeit. Wenn die CO-Zufuhr nicht gestoppt wird, kann die Vergiftung so massiv ausfallen, dass die Betroffenen sterben.

Menschen, die im Wachzustand einer Kohlenmonoxidvergiftung ausgesetzt sind, erleben bei einer leichten bis mittelschweren Kohlenmonoxidvergiftung Kopfschmerzen (häufig), Müdigkeit, Übelkeit und Schwindel. Außerdem können Atemnot und Brustschmerzen auftreten. Schließlich können zunehmende Verwirrtheit und Bewusstlosigkeit hinzukommen.

Typisch ist, dass die Patienten nicht etwa blass werden und blaue Lippen haben (wie sonst bei Sauerstoffmangel), sondern eher rosig aussehen.

Diagnostik

In den meisten Fällen ist die Ursache offensichtlich, beispielsweise bei einem Schwelbrand. Die Anamnese (Krankengeschichte) ist oft diffus und wenig hilfreich. Hat der Patient sich an einem Ofen oder bei einem Brand verletzt oder verbrannt, wird der Arzt eher an eine CO-Vergiftung denken. Liegen jedoch keine Brandwunden vor, sind psychische Auffälligkeiten des Patienten zusammen mit Schwindel, Kopfschmerzen, Müdigkeit, schneller Herzschlag und Atmung die Hinweise auf eine CO-Vergiftung. Die Patienten können leicht oder stark verwirrt erscheinen oder sogar komatös sein. Schwere Kohlenmonoxidvergiftungen können neurologische Symptome wie Krampfanfälle, Ohnmacht/Koma, Atemnot sowie Herzbeschwerden verursachen.

Die Menge des Kohlenmonoxids im Blut ist messbar (CO-Hb). Diese Blutwerte liefern aber weder genaue Informationen zum Ausmaß der Vergiftung, noch sind sie dazu geeignet, Vorhersagen über das Risiko von Spätreaktionen des Nervensystems zu treffen. CO-Hb-Werte über 10% und/oder entsprechende Symptome sprechen für eine Vergiftung. Tödliche Konzentration des CO-Hb bewegen sich in der Regel im Bereich von >40 %, wobei Kleinkinder, Schwangere und ältere Menschen eine geringere Toleranz gegenüber Kohlenmonoxid aufweisen und möglicherweise lebensbedrohliche Vergiftungen durch geringere CO-Hb-Werte erleiden. Die Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Blut, weitere Blutuntersuchungen sowie EKG können bei der Beurteilung des Zustandes des Patienten hilfreich sein. Hat sich eine Vergiftung langsam entwickelt und zeigen sich nur neurologische Symptome, kann der Arzt auch ein Röntgenbild der Lunge, eine Computertomografie des Gehirns oder neuropsychiatrische Tests anordnen, um die Diagnose zu stellen bzw. mögliche andere Krankheiten auszuschließen. 

Therapie

Die Beseitigung des Kohlenmonoxids erfolgt fast ausschließlich durch das Lösen des CO aus der Bindung an das Hämoglobin im Blut – es wird dann ausgeatmet. Somit kann das Hämoglobinmolekül erneut zum Transport von Sauerstoff genutzt werden.

Die wichtigste Maßnahme bei Kohlenmonoxidvergiftung besteht daher darin, die Patienten von der Kohlenmonoxidquelle zu trennen. Der Vergiftete sollte sich möglichst wenig bewegen, um nicht zusätzlich Sauerstoff zu verbrauchen. Man sollte stets einen Notarzt rufen. Dieser wird Sauerstoff über eine Gesichtsmaske zuführen. Komatöse Patienten mit stark eingeschränktem mentalen Status werden über einen Tubus mit hundertprozentigem Sauerstoff beatmet. Dabei presst der Sanitäter einen Ballon regelmäßig zusammen und pumpt dadurch Luft in die Lungen des Vergifteten.

Im Krankenhaus wird möglichst schnell beurteilt, wie stark die Vergiftung ist. Bei Vorliegen einer schweren Kohlenmonoxidvergiftung kann es notwendig sein, den Patienten in eine Einrichtung zu transportieren, die die hyperbare Sauerstofftherapie (in der Druckkammer) durchführt. Je früher eine derartige Therapie beginnt, desto besser. Die Menge an Kohlenmonoxid im Blut kann so schneller entfernt werden. Die Therapiedauer liegt häufig bei 90–120 Minuten. Ist der CO-Hb nach wie vor erhöht, ist möglicherweise eine Wiederholung der Therapie notwendig.

Die Patienten werden einige Zeit in der Klinik überwacht; nach der Entlassung sollten sie sich 2–4 Wochen körperlich schonen.

Prognose

Der Zustand kann lebensbedrohlich sein. Bei fast 40 % der Personen, die schwere Kohlenmonoxidvergiftungen überleben, wird der Herzmuskel beschädigt, was ein Risiko für spätere kardiovaskuläre Erkrankungen bedeutet. Bei 10–30 % reduzieren sich nach schweren Kohlenmonoxidvergiftung die kognitiven Fähigkeiten.

Verzögertes neuropsychiatrisches Syndrom

Bei bis zu 40 % der Patienten mit schweren Kohlenmonoxid-Expositionen können sich 3–240 Tage nach der scheinbaren Genesung Spätfolgen am Nervensystem zeigen. Die Erkrankung ist durch verminderte geistige Funktionen (kognitive Funktionen), Persönlichkeitsveränderungen, Bewegungsstörungen und begrenzte neurologische Symptome gekennzeichnet.

Das Syndrom tritt in der Regel innerhalb von 20 Tagen nach der Kohlenmonoxidvergiftung auf, die Symptome können ein Jahr oder länger andauern. Dieses Syndrom kann unabhängig von den bei der Vergiftung gemessenen CO-Hb-Werten entstehen (also auch bei relativ niedriegn Werten). Allerdings waren die davon Betroffenen in den meisten Fällen in der akuten Phase bewusstlos.

Weiterführende Informationen

Autoren

  • Susanne Meinrenken, Dr. med., Medizinjournalistin, Bremen

Literatur

Dieser Artikel basiert auf dem Fachartikel Kohlenmonoxidvergiftung. Nachfolgend finden Sie die Literaturliste aus diesem Dokument.

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