Kohlenmonoxid, Methämoglobin und Cyanid

Mechanismus
Prüfungsrelevanz: mittel

Drei Gifte entziehen dem Gewebe Sauerstoff, obwohl die Lunge arbeitet: zwei verändern das Hämoglobin, eines hindert die Zellen an der O₂-Nutzung.

Aktualisiert 1 Nov 2026

Auch genannt: Carboxyhämoglobin, Methämoglobinämie, Histotoxische Hypoxie

Das Wichtigste

CO: normaler PaO₂, falsch normale SpO₂ (ein Zwei-Wellenlängen-Oximeter liest Carboxyhämoglobin als Oxyhämoglobin). Messung mittels CO-Oximetrie.
CO und Methämoglobin verschieben die Dissoziationskurve nach links: weniger O₂ wird transportiert und schwerer abgegeben.
Methämoglobinämie: schokoladenbraunes Blut, Zyanose, die sich unter O₂ nicht bessert, SpO₂ bei etwa 85 % festgefahren. Ursachen: topische Lokalanästhetika, Dapson, Nitrite; Mangel an Cytochrom-b5-Reduktase.
Cyanid: hohe SvO₂ („arterialisiertes“ venöses Blut), schwere Laktatazidose, normaler PaO₂. Quellen: Brandrauch, Nitroprussid, unzureichend verarbeiteter Bittermaniok.
Brand in geschlossenen Räumen: an CO und Cyanid gemeinsam denken.
Keines der drei spricht auf eine Erhöhung der FiO₂ an wie eine pulmonal bedingte Hypoxämie.

Worum es geht

Kohlenmonoxid besetzt die O₂-Bindungsstelle des Hämoglobins mit etwa 200- bis 250-fach höherer Affinität und verhindert zudem die Abgabe des verbliebenen O₂. Methämoglobin ist Hämoglobin mit dreiwertigem Eisen (Fe³⁺), das kein O₂ transportiert und die Kurve ebenfalls nach links verschiebt. Cyanid lässt das Hämoglobin unberührt: Es blockiert die Cytochrom-c-Oxidase, sodass die Zellen das ankommende O₂ nicht nutzen können. In allen drei Fällen kann der PaO₂ normal sein.

Wie es funktioniert, Schritt für Schritt

CO bindet an das Häm mit einer Affinität, die hunderte Male höher ist als die von O₂, und besetzt die Transportplätze.
Die übrigen Häme desselben Moleküls halten O₂ fester und geben es im Gewebe nicht ab (Linksverschiebung).
Im Methämoglobin ist das Eisen zu Fe³⁺ oxidiert, das kein O₂ binden kann; die übrigen Häme halten ihr O₂ fester.
Normalerweise reduziert die Cytochrom-b5-Reduktase Methämoglobin wieder zurück; Oxidanzien überfordern diese Abwehr.
Cyanid bindet an das Eisen der Cytochrom-c-Oxidase (Komplex IV) und stoppt die Atmungskette.
Ohne oxidative Phosphorylierung wechseln die Zellen zur anaeroben Glykolyse: ATP sinkt und Laktat steigt, vor allem in Gehirn und Herz.

Oxygen–hemoglobin dissociation curve

P50 17.2 mmHgArterial blood 59 %Mixed venous blood 54 %O₂ given up to the tissues 5 %

With 40% HbCO those sites no longer carry O₂ (the plateau falls) and the rest release it less well (left shift): that is why the harm is greater than in an anaemia of the same size. A standard pulse oximeter may still read normal.

Left shift (P50 17.2 mmHg): Hb holds O₂ more tightly and gives up less in the tissues.

Current curve
Normal curve (pH 7.40 · 37 °C)
Arterial blood (PO₂ 100)
Mixed venous blood (PO₂ 40)
O₂ given up to the tissues

Sehen Sie, wie CO das Plateau senkt und die Kurve nach links verschiebt; vergleichen Sie mit der Anämie, die das Plateau senkt, ohne die Kurve zu verschieben.

Unterscheidung

Merkmal	Kohlenmonoxid	Methämoglobin	Cyanid
Was versagt	Transport (Bindungsstelle besetzt)	Transport (oxidiertes Eisen)	Zelluläre O₂-Nutzung
PaO₂	Normal	Normal	Normal
SpO₂ (Standard-Oximeter)	Falsch normal	≈85 %, steigt unter O₂ nicht an	Normal
Klinischer Hinweis	Kopfschmerzen, mehrere Betroffene, kirschrote Haut (selten)	Schokoladenbraunes Blut, Zyanose	Sehr hohes Laktat, hohe SvO₂
Dissoziationskurve	Linksverschiebung	Linksverschiebung	Unverändert

Klinischer Bezug

Gasheizungen und Kohlebecken in geschlossenen Räumen verursachen CO-Vergiftungen in kalten Gegenden wie dem Hochland von Cundinamarca–Boyacá.
Methämoglobinämie nach topischen Lokalanästhetika für eine Endoskopie: Zyanose bei normalem PaO₂.
Bittermaniok enthält cyanogene Glykoside; die traditionelle Verarbeitung (Reiben, Einweichen, Kochen) entfernt sie.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Warum kann ein Standard-Pulsoximeter bei schwerer CO-Vergiftung 98 % anzeigen?

Es arbeitet mit zwei Wellenlängen, und Carboxyhämoglobin absorbiert ähnlich wie Oxyhämoglobin, sodass es als gesättigt gelesen wird. Eine CO-Oximetrie ist nötig.

Warum wird eine Anämie mit halbiertem Hämoglobin besser vertragen als 50 % Carboxyhämoglobin?

Bei der Anämie verschiebt sich die Kurve nicht und das verbleibende Hämoglobin gibt O₂ normal ab; CO verschiebt die Kurve zusätzlich nach links und hält O₂ im Blut zurück.

Warum bessert sich die Zyanose der Methämoglobinämie unter Sauerstoff nicht?

Das Problem ist nicht der PaO₂, sondern oxidiertes Eisen, das kein O₂ binden kann; mehr eingeatmeter O₂ ändert an diesem Hämoglobin nichts.

Warum verursacht eine Cyanidvergiftung eine Laktatazidose bei gut oxygeniertem venösem Blut?

Es blockiert Komplex IV: Die Zellen verbrauchen kein O₂, das Blut kehrt fast gesättigt zurück und ATP stammt aus der anaeroben Glykolyse, die Laktat bildet.

In der Pharmakologie

Lokalanästhetika

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Lehrinhalt zur Physiologie; kein Leitfaden für Diagnose oder Behandlung und kein Ersatz für den Rat einer medizinischen Fachperson. Die Werte sind ungefähre Referenzwerte. Ohne Dosierungen.

Quellen: Carbon monoxide poisoning: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2026); Methemoglobinemia: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2026); Hydrogen Cyanide (PubChem, NCBI, 2026).

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