The ultrastructural effects of carbon monoxide inhalation on the rat lung

Summary

The effects of carbon monoxide inhalation on the ultrastructure of rat lungs were investigated. Rats were exposed to 0.5% to 1.0% carbon monoxide for 13 to 137 min.

The pulmonary ultrastructural alterations consisted of: 1. swelling of alveolar epithelial cell mitochondria and nucleoplasm, 2. capillary endothelial and alveolar epithelial swelling and 3. capillary platelet thrombosis. Due to the swelling of the epithelium defects are formed in the alveolar lining and the basement membranes of the capillaries are no longer covered with epithelium. As a result of the marked swelling of endothelium and epithelium the lumina of the capillaries and alveolar spaces appear to be narrow and slit-like.

The concentration of inhaled carbon monoxide was more important than the level of blood CO Hb and the duration of exposure to carbon monoxide in producing these changes. The results suggest that carbon monoxide has a direct effect on pulmonary tissue.

Zusammenfassung

Die Wirkungen einer Kohlenmonoxyd-Atmung auf die Ultrastruktur der Rattenlunge wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Mehrere Ratten atmeten 13–137 min 0,5–1,0% CO, vermischt mit Luft. Die wichtigsten Veränderungen des Lungengewebes bestehen in einer Schwellung der Mitochondrien der Alveolarepithelien, in einer deutlichen Schwellung des Capillarendothels und des Alveolarepithels sowie in einer capillaren Plättchenthrombose. Durch die Schwellung der Epithelien entstehen Defekte in der Auskleidung der Lungenalveolen. Durch die erhebliche Schwellung der Endothelien und Epithelien werden die Lichtungen der Capillaren und der Alveolen eng und spaltförmig.

Für das Auftreten dieser Veränderungen ist die Konzentration des eingeatmeten CO wichtiger als die Konzentration des CO-Hb und als die Dauer der Gaseinwirkung. Die Ergebnisse lassen vermuten, daß CO unmittelbar auf das Lungengewebe einwirkt und Veränderungen am Lungengewebe hervorruft.