Eine Kohlenmonoxid (CO)-Vergiftung wird durch die Inhalation von Kohlenmonoxidgas verursacht. Die Kohlenmonoxidvergiftung (CO) erzeugt akute Symptome wie Kopfschmerz, Übelkeit, Schwäche, Herzenge, Atemnot, Bewusstseinsverlust, Krampfanfälle und Koma. Neuropsychiatrische Symptome können noch Wochen später auftreten. Die Diagnose wird anhand der Carboxy-Hämoglobin-Konzentration und arterieller Blutgasanalyse gestellt, einschl. der gemessenen O2-Sättigung. Die Behandlung erfolgt durch Gabe von Sauerstoff. Kohlenmonoxidvergiftungen kann häufig durch Verwendung von Kohlenmonoxiddetektoren in Wohnungen vorgebeugt werden.
(Siehe auch Allgemeine Grundlagen zu Vergiftungen.)
Kohlenmonoxidvergiftungen (CO), die zu den am häufigsten zum Tode führenden Vergiftungen gehören (1), kommen durch Inhalation zustande. Kohlenmonoxid ist ein farb- und geruchloses Gas, das bei unvollständiger Verbrennung von Kohlenwasserstoffverbindungen entsteht. Häufige Quellen für Kohlenmonoxidvergiftungen sind Wohnungsbrände sowie unsachgemäß entlüftete Kraftfahrzeuge oder Motorboote, Gasheizungen, Heizkessel, Warmwasserbereiter, Holz- oder Kohle-Öfen und Petroleumheizgeräte. Kohlenmonoxid entsteht bei der Verbrennung von Erdgasbestandteilen wie Methan oder Propan. Die Exposition gegenüber Methylenchlorid kann zu einer verzögerten CO-Vergiftung führen. Zigarettenrauch führt auch zum Anstieg des Kohlenmonoxid im Blut, reicht jedoch nicht aus, um Vergiftungszeichen zu bewirken.
Hinweis
1. Shin M, Bronstein AC, Glidden E, et al. Morbidity and Mortality of Unintentional Carbon Monoxide Poisoning: United States 2005 to 2018. Ann Emerg Med. 2023;81(3):309-317. doi:10.1016/j.annemergmed.2022.10.011
Pathophysiologie der Kohlenmonoxidvergiftung
Die Eliminationshalbwertszeit von Kohlenmonoxid (CO) beträgt etwa 4,5 Stunden bei der Atmung von Raumluft, 1,5 Stunden bei 100% Sauerstoff und 20 Minuten bei 3 Atmosphären (Druck) von 100% Sauerstoff (wie in einer Überdruckkammer).
Die Mechanismen der Kohlenmonoxidvergiftung sind nicht vollständig verstanden. Sie scheinen Folgendes zu beteiligen (1, 2)
Verdrängung von Sauerstoff aus dem Hämoglobin (da CO eine größere Affinität zu Hämoglobin als zu Sauerstoff hat)
Verschiebung der Sauerstoff-Hämoglobin-Dissoziationskurve nach links (abnehmende Abgabe von Sauerstoff aus dem Hämoglobin an das Gewebe — siehe Abbildung Oxyhemoglobin-Dissoziationskurve)
Hemmung der mitochondrialen Atmung
Möglicherweise direkte toxische Wirkung auf Hirngewebe
Literatur zur Pathophysiologie
1. Hardy KR, Thom SR. Pathophysiology and treatment of carbon monoxide poisoning. J Toxicol Clin Toxicol. 1994;32(6):613-629. doi:10.3109/15563659409017973
2. Tritapepe L, Macchiarelli G, Rocco M, et al. Functional and ultrastructural evidence of myocardial stunning after acute carbon monoxide poisoning. Crit Care Med. 1998;26(4):797-801. doi:10.1097/00003246-199804000-00034
Symptome und Anzeichen einer Kohlenmonoxidvergiftung
Die Symptome einer Kohlenmonoxid-Vergiftung scheinen gut mit den maximalen Carboxy-Hämoglobinkonzentrationen der Patienten zu korrelieren (1). Manche Symptome sind unspezifisch.
Kopfschmerzen und Übelkeit können bei CO-Hb Konzentrationen zwischen 10 und 20% auftreten.
Werte > 20% erzeugen üblicherweise unklaren Schwindel, allgemeine Schwäche, Konzentrationsstörungen und eine Beeinträchtigung des Urteilsvermögens.
Werte > 30% führen häufig zu Dyspnoe unter Belastung, Brustschmerzen (insb. bei Patienten mit koronarer Gefäßerkrankung) und Verwirrtheit.
Höhere Werte können Synkopen, Krampfanfälle und Bewusstseinstrübung hervorrufen.
Hypotonie, Koma, Atemstillstand und Tod treten üblicherweise bei CO-Hb Werten von mehr als 60% auf.
Bei manchen Patienten zeigen sich aber auch andere Symptome wie Sehstörungen, abdominale Schmerzen und begrenzte neurologische Ausfälle. Bei schweren Vergiftungen können sich neuropsychiatrische Symptome (z. B. Demenz, Psychose, Parkinson, Chorea, amnestische Syndrome) noch Tage bis Wochen nach der Exposition entwickeln und sind dann dauerhaft. Da Kohlenmonoxidvergiftungen häufig im Rahmen von Haus- oder Wohnungsbränden auftreten, treten begleitende Schädigungen der Atemwege auf, die das Risiko einer Ateminsuffizienz noch erhöhen (siehe Rauchinhalation).
Hinweise auf Symptome und Zeichen
1. Kao LW, Nañagas KA. Carbon monoxide poisoning. Emerg Med Clin North Am. 2004;22(4):985-1018. doi:10.1016/j.emc.2004.05.003
Diagnose der Kohlenmonoxidvergiftung
Venöse Carboxyhämoglobin-Konzentration
Manchmal arterielle Blutgase
Da die Symptome einer solchen Vergiftung nur vage, unspezifisch und variabel sein können, wird die Diagnose der Kohlenmonoxid-Vergiftung häufig übersehen. Viele leichte Vergiftungen mit unspezifischen Symptomen werden häufig als unklare Virusinfekte missgedeutet. Von Ärzten wird daher ein hohes Maß an Aufmerksamkeit gefordert. Sofern mehrere Personen eines Haushalts, insb. bei Nutzung von Etagenboilern, unspezifische grippeähnliche Symptome entwickeln, sollte an eine Kohlenmonoxid-Exposition gedacht werden.
Sofern eine Kohlenmonoxidvergiftung vermutet wird, wird der CO-Hb-Wert im Blut mit einem CO-Oxymeter gemessen. Es können auch venöse Blutproben herangezogen werden, da die Unterschiede zwischen arteriellen und venösen Proben vernachlässigbar sind. (1) Arterielle Blutgasanalyse muss nicht routinemäßig durchgeführt werden. Arterielle Blutgasanalyse und die Pulsoxymetrie, alleine oder in Kombination, sind zur Diagnosefindung einer Kohlenmonoxidvergiftung nicht ausreichend, weil die in den arteriellen Blutgasen gemessene O2-Sättigung den gelösten O2 umfasst, der von der Carboxyhämoglobinkonzentration unabhängig ist. Außerdem können Pulsoxymeter nicht zwischen normalem Hämoglobin und Carboxyhämoglobin differenzieren und daher falsch-hohe Oxyhämoglobinwerte angeben (2, 3). Nichtinvasive CO-Detektoren konnten nicht zeigen, dass sie genau genug sind, um bei der Diagnose von CO-Exposition oder -Toxizität nützlich zu sein.
Auch wenn erhöhte Carboxyhämoglobinwerte einen klaren Anhaltspunkt für eine Vergiftung bieten, können die Werte falsch-niedrig sein, da sie nach Expositionsende schnell abfallen, insbesondere wenn bereits zusätzlich Sauerstoff gegeben wurde z. B. im Rettungswagen. Eine metabolische Azidose kann der Schlüssel zur Diagnose sein. Andere Untersuchungen können helfen, spezifische Symptome abzuklären (z. B. EKG bei Brustschmerzen, Computertomographie und MRT bei neurologischen Symptomen).
Die Behandlung mit Hydroxocobalamin bei Cyanidexposition durch einen Brand kann die Messung von Carboxyhämoglobin mittels Spektrophotometrie oder Co-Oximetrie beeinträchtigen. Die sehr tiefe Rubin-Farbe des Hydroxocobalamins kann zu falsch erhöhten oder erniedrigten Carboxyhämoglobin-Bestwerten führen (4).
Literatur zur Diagnose
1. Touger M, Gallagher EJ, Tyrell J. Relationship between venous and arterial carboxyhemoglobin levels in patients with suspected carbon monoxide poisoning. Ann Emerg Med. 1995;25(4):481-483. doi:10.1016/s0196-0644(95)70262-8
2. Bozeman WP, Myers RA, Barish RA. Confirmation of the pulse oximetry gap in carbon monoxide poisoning. Ann Emerg Med. 1997;30(5):608-611. doi:10.1016/s0196-0644(97)70077-5
3. Papin M, Latour C, Leclère B, et al. Accuracy of pulse CO-oximetry to evaluate blood carboxyhemoglobin level: a systematic review and meta-analysis of diagnostic test accuracy studies. Eur J Emerg Med. 2023;30(4):233-243. doi:10.1097/MEJ.0000000000001043
4.Pace R, Bon Homme M, Hoffman RS, et al. Effects of hydroxocobalamin on carboxyhemoglobin measured under physiologic and pathologic conditions. Clin Toxicol (Phila). 2014;52(7):647-650. doi:10.3109/15563650.2014.939659
Behandlung der Kohlenmonoxidvergiftung
100% Sauerstoff
Möglicherweise hyperbarer Sauerstoff
Patienten müssen aus der Kohlenmonoxid (CO)-Atmosphäre gerettet und bei Bedarf stabilisiert werden. Sie sollten 100%igen Sauerstoff (über Atemmasken ohne Rückatmung) erhalten und unterstützend behandelt werden (1). Obwohl die Verwendung umstritten ist, sollte die hyperbare Sauerstoff-Therapie (in einer Kammer bei 2–3 Atmosphären von 100%igem Sauerstoff) (2, 3) für Patienten in Betracht gezogen werden, bei denen eine der folgenden Bedingungen zutrifft:
Lebensbedrohliche kardiopulmonale Komplikationen
Fortdauernde Schmerzen in der Brust
Bewusstseinsstörungen
Verlust des Bewusstseins (unabhängig von der Dauer)
Ein Carboxyhämoglobin-Konzentration > 25%
Die hyperbare Sauerstoff-Therapie sollte auch für schwangere Patientinnen in Betracht gezogen werden, möglicherweise schon bei niedrigeren Serum-CO-Hb-Werten als bei nicht schwangeren Patientinnen.
Die hyperbare Sauerstofftherapie reduziert wahrscheinlich die Inzidenz von späteren neuropsychiatrischen Symptomen. Möglicherweise ist vor Ort auch keine Überdruckkammer vorhanden. Diese Therapie kann ein Barotrauma bewirken und, da sie nicht in allen Krankenhäusern verfügbar ist, die Verlegung von Patienten erforderlich machen, auch wenn diese nicht ausreichend stabil sind. Die Wirksamkeit der hyperbaren Sauerstofftherapie ist zunehmend umstritten, da einige Studien eine Schädigung der Patienten zeigen. In Fällen, in denen die hyperbare Sauerstoff-Therapie in Betracht gezogen wird, muss Rücksprache mit einem Giftinformationszentrum oder entsprechenden Experten gehalten werden.
Literatur zur Behandlung
1. Weaver LK, Howe S, Hopkins R, Chan KJ. Carboxyhemoglobin half-life in carbon monoxide-poisoned patients treated with 100% oxygen at atmospheric pressure. Chest. 2000;117(3):801-808. doi:10.1378/chest.117.3.801
2. Huang CC, Ho CH, Chen YC, et al. Hyperbaric Oxygen Therapy Is Associated With Lower Short- and Long-Term Mortality in Patients With Carbon Monoxide Poisoning. Chest. 2017;152(5):943-953. doi:10.1016/j.chest.2017.03.049
3. Hampson NB, Dunford RG, Kramer CC, Norkool DM. Selection criteria utilized for hyperbaric oxygen treatment of carbon monoxide poisoning. J Emerg Med. 1995;13(2):227-231. doi:10.1016/0736-4679(94)00144-8
Prävention von Kohlenmonoxidvergiftungen
Die Prävention beinhaltet die Suche nach Quellen wie Verbrennungsöfen innerhalb des Hauses, um sicherzugehen, dass sie korrekt installiert und ausreichend nach außen belüftet sind. Abluftleitungen sind regelmäßig auf Leckagen zu überprüfen. Automotoren sollten nie in einer geschlossenen Garage laufen gelassen werden. Kohlenmonoxid (CO)-Detektoren sollten installiert werden, da sie frühzeitig darauf hinweisen, dass sich CO frei in der Atmosphäre einer Wohnung befindet. Sobald Kohlenmonoxid in einem Heizungskeller vermutet wird, sollten die Fenster geöffnet, die Heizungsanlage abgestellt und der Quelle der CO-Produktion nachgegangen werden.
Wichtige Punkte
Die Kohlenmonoxidvergiftung (z. B. verursacht durch Wohnungsbrände, nicht ordnungsgemäß belüftete Autos, Gasheizungen, Öfen, Warmwasserbereiter, Holz-, Kohle- und Gasöfen, Heizungen) gehört zu den häufigsten tödlichen Vergiftungen.
Eine Kohlenmonoxidvergiftung sollte bei Patienten mit unspezifischen Symptomen (z. B. grippeähnlichen Symptomen im Winter) oder unerklärliche metabolischer Azidose in Betracht gezogen werden.
Messen Sie den CO-Gehalt im venöses Blut mit einem CO-Oximeter.
Eine Toxizität sollte nicht aufgrund eines normalen CO-Wertes ausgeschlossen werden, weil die Werte schnell abnehmen, insbesondere nach einer Behandlung mit Sauerstoff.
Behandlung mit 100%igem Sauerstoff.
Bei schweren Vergiftungen muss ein Experte oder eine Giftzentrale hinzugezogen werden, um über eine Behandlung mit hyperbarem Sauerstoff zu entscheiden.
