Гіпоксемія (дефіцит кисню в крові) - причини, лікування, ускладнення

Гіпоксемія (нестача кисню в крові) - це стан, при якому парціальний тиск кисню в крові падає нижче 60 мм рт. В яких умовах виникає гіпоксемія? Які зміни відбуваються в гіпоксичному організмі? Чи можуть ускладнення загрожувати життю?

Гіпоксемія (нестача кисню в крові) виникає, коли в крові занадто мало кисню. Однією з найважливіших умов підтримання гомеостазу, тобто внутрішнього балансу організму, є підтримка належної оксигенації артеріальної крові. Для їх забезпечення необхідно мати достатній вміст кисню в атмосферному повітрі, належне функціонування дихальної системи та ефективний транспорт кисню від альвеол до крові. Порушення в ході будь-якої з цих стадій може призвести до гіпоксемії.

Зміст

1. Гіпоксемія та гіпоксія
2. Фізіологія легеневого кровообігу
3. Гіпоксемія: причини
4. Гіпоксемія та метаболізм
5. Гіпоксемія: симптоми
6. Гіпоксемія: лікування
7. Фізична підготовка в гіпоксичних умовах

Гіпоксемія та гіпоксія

Гіпоксія та гіпоксемія подібні, але не однакові стани. Гіпоксемія - вужчий термін, він означає знижену оксигенацію артеріальної крові.

Гіпоксія, навпаки, означає гіпоксію тканин або всього організму. Причиною гіпоксії може бути гіпоксемія - тоді мова йде про гіпоксичну гіпоксію. Тоді недостатньо киснева кров не в змозі забезпечити тканини необхідним їм киснем. Однак варто усвідомити, що гіпоксія та гіпоксемія не завжди співіснують.

Однак гіпоксія може також розвинутися, коли рівень кисню в крові в нормі. Це може бути пов’язано зі зменшенням об’єму циркулюючої крові або неправильним функціонуванням системи кровообігу.

Одним із прикладів таких розладів є ішемічний інсульт. Тромб перекриває просвіт судини, кров (незважаючи на достатню її оксигенацію) не досягає мозку, що спричиняє його гіпоксію.

Гіпоксія не завжди повинна бути наслідком гіпоксемії. Зниження рівня оксигенації крові запускає механізми запобігання гіпоксії тканин. Хорошим прикладом є компенсаторне збільшення частоти серцевих скорочень (тахікардія). Незважаючи на те, що в крові занадто мало кисню, прискорене серцебиття забезпечує тканини достатньою кількістю.

Визначення гіпоксемії у світі медичних видань часом буває неоднозначним. Більшість авторів вважають зниження парціального тиску кисню в крові нижче 60 мм рт. Ст. Найважливішим критерієм.

Деякі також включають у це визначення зменшення відсотка насичення гемоглобіну киснем, тобто зменшення насичення, нижче 90%. Інші вважають цей параметр показником тканинної гіпоксії.

Фізіологія легеневого кровообігу

Перш ніж пояснювати механізми гіпоксемії, важливо зрозуміти, звідки береться кисень і як він транспортується.

Легеневий кровообіг (так званий малий кровотік) починається в правому шлуночку серця. Його завданням є перекачування некисненої крові до легеневого стовбура, який ділиться на дві легеневі артерії. Ці артерії поступово розгалужуються на судини все меншого калібру. Найдрібніші з них називаються капілярами (капілярами) і утворюють густу мережу, яка обвиває альвеоли.

Стінка капіляра разом із сусідньою альвеолярною стінкою утворюють т. Зв альвеолярно-капілярний бар’єр. Саме через цей бар’єр відбувається газообмін - кисень проникає від просвіту міхура до крові в капілярі, тоді як вуглекислий газ тече в зворотному напрямку.

Потім киснева кров транспортується до легеневих вен, звідки вона надходить у ліве передсердя серця. Варто звернути увагу на той факт, що в легеневому кровообігу дезоксигенована кров тече по артеріях, а оксигенована кров - по венах (на відміну від великого кровотоку).

Гіпоксемія: причини

Існує 3 основні умови для забезпечення достатньої кількості кисню в артеріальній крові:

• достатньо кисню в повітрі, яким ми дихаємо
• правильний потік повітря з киснем через дихальні шляхи до альвеол
• постійний приплив крові до легеневих судин і можливість проникнення в неї кисню із вдихуваного повітря

Отже, розвиток гіпоксемії може бути наслідком різних ситуацій, таких як:

• зменшення кількості кисню в атмосферному повітрі

Найчастіше зменшення вмісту вдихуваного повітря відбувається на висотах. Зі збільшенням висоти над рівнем моря густина повітря зменшується, а парціальний тиск кисню зменшується. З цієї причини перебування на висоті може спричинити гіпоксемію та розвиток висотної хвороби.

• гіповентиляція, тобто зменшення припливу повітря до легенів

Неефективне дихання або його занадто низька частота призводять до недостатнього надходження кисневого повітря до альвеол.Уповільнення дихання може бути наслідком порушення обміну речовин, вживання наркотиків та передозування певними ліками (наприклад, анестетиками або антиепілептиками).

Порушення дихання також трапляються при захворюваннях, які порушують роботу дихальних м’язів - наприклад, у групі захворювань моторних нейронів (включаючи бічний аміотрофічний склероз).

Дихальний центр, що керує активністю вдиху та видиху, розташований у довгастому мозку, витягнутому в стовбурі мозку. Пошкодження цих структур (наприклад, внаслідок ішемії або травми) може зруйнувати "центр управління" дихання, що призведе до подальшої гіповентиляції та гіпоксемії.

Недостатнє дихання також виникає при обструктивному апное сну. Це медичний стан, коли дихання зупиняється, коли ви спите.

• порушення коефіцієнта вентиляції / легеневого потоку

Ефективна оксигенація крові можлива лише у разі її безперервного припливу до капілярів, що оточують правильно провітрювані альвеоли.

Якщо частина легені погано провітрюється (наприклад, через аспірацію або запалення стороннього тіла, як у COVID-19), вона не буде насичена киснем, незважаючи на нормальний кровотік.

Можливо і протилежне: альвеоли добре провітрюються і містять потрібну кількість кисню, але кров з якихось причин не надходить до капілярів.

Типовим прикладом порушення легеневого кровообігу є емболія легеневої артерії, при якій потік знекисленої крові до легеневих судин перекривається властивим тромбом.

• дисфункція альвеолярно-капілярного бар’єру

Альвеолярно-капілярний бар'єр забезпечує газообмін між просвітом альвеол і капілярами. Його потовщення може ускладнити надходження кисню в кров. Прикладом стану, при якому порушується бар’єрна функція, є спонтанний фіброз.

• витік праворуч-ліворуч

Фізіологічно в правій половині серця міститься деоксигенована кров, яка після проходження через легеневий кровообіг опиняється в лівій половині як оксигенована кров. Існують захворювання, при яких дезоксигенована кров потрапляє в лівий шлуночок без стадії оксигенації в легенях. Ми називаємо це витоком.

Найпоширенішими причинами шунтування справа наліво є вроджені вади серця та / або великих судин. Наявність отворів у перегородці, що відокремлює половинки серця, або зв’язок між легеневим стовбуром та аортою, дозволяє некисненій крові текти прямо в артерії великого кровотоку.

Прикладами вроджених вад серця, що супроводжуються шунтом справа наліво, є отвори в міжшлуночковій або міжпередсердній перегородці та відкрита артеріальна протока (кров, яка несе кров безпосередньо з легеневого стовбура в аорту внутрішньоутробно).

Гіпоксемія та метаболізм

Порушення постачання кисню клітинам викликає негайну зміну їх функціонування. Вони обмежують свою активність і переходять на т. Зв анаеробний метаболізм.

Тривала гіпоксія спричинює розвиток прогресуючого метаболічного ацидозу, що призводить до незворотних пошкоджень клітин та їх загибелі. Наслідки гіпоксемії можуть бути значними, включаючи поліорганну недостатність та смерть.

Нервові клітини найбільш чутливі до гіпоксії - вони втрачають свої функції через 1 хвилину гіпоксії. Клітини серцевого м’яза виживають в таких умовах близько 4 хвилин, а скелетні м’язи - до 2 годин.

Раптова гіпоксемія викликає низку коригувальних реакцій, щоб мінімізувати її наслідки. Збільшується частота серцевих скорочень і артеріальний тиск, а частота дихання збільшується.

До роботи включаються додаткові дихальні м’язи, що дозволяють глибше вдихати. В найважливіших для виживання органах (мозок, серце) кровоносні судини розширюються, щоб забезпечити їх якомога більшою кількістю крові.

У легенях реакцією на гіпоксію є рефлекторне звуження судин. Якщо частина легені не провітрюється належним чином, звуження судин у ній дозволяє крові рухатися в краще провітрювані місця.

Хронічна гіпоксемія може призвести до генералізованого спазму судин у легенях. Таким чином, розвивається легенева гіпертензія, яка надмірно навантажує правий шлуночок. Перевантаження та відмова правої сторони серця внаслідок змін в легенях називається легеневим серцем (cor pulmonale).

Іншим захисним механізмом при хронічній гіпоксемії є стимуляція вироблення еритропоетину нирками. Еритропоетин (ЕРО) - гормон, який стимулює вироблення еритроцитів у кістковому мозку. Збільшення їх кількості дозволяє транспортувати більше кисню.

Гіпоксемія: симптоми

Діагноз гіпоксемії на основі клінічних симптомів залежить від ступеня тяжкості та можливої ​​компенсації.

Гостра гіпоксемія, як правило, проявляється відчуттям задишки, прискореного дихання та збільшення зусиль для вдиху. Частота серцевих скорочень часто збільшується до> 100 ударів на хвилину.

Оскільки нервові клітини найбільш чутливі до гіпоксії, перші симптоми гіпоксії можуть бути пов’язані з неврологічними розладами.

Раптова плутанина, дезорієнтація або порушення мови завжди виключають гіпоксемію.

Симптомами хронічної гіпоксії в організмі можуть бути вторинна гіперемія (збільшення кількості еритроцитів), ціаноз і т.зв. палиці пальців (потовщені на кінчиках). Тривала гіпоксемія у дітей може спричинити повільний психомоторний розвиток.

Лабораторним тестом для діагностики гіпоксемії є вимірювання газів артеріальної крові. Він вимірює парціальний тиск кисню в крові. Дійсний діапазон для цього параметра - 75-100 мм рт. Ст.

Результат менше 60 мм рт.ст. свідчить про гіпоксемію. Такий низький парціальний тиск кисню зазвичай також відповідає зниженню рівня насичення артеріальної крові нижче 90%.

Гіпоксемія: лікування

Лікування гіпоксемії насамперед залежить від того, з якою формою вона має справу: гострою чи хронічною. Діагностика гіпоксемії завжди вимагає визначення стабільності стану пацієнта.

Потрібне негайне втручання у разі сильної задишки, збільшення частоти серцевих скорочень, зміни артеріального тиску або неврологічних симптомів (сплутаність свідомості, деменція).

Гостра гіпоксемія може призвести до тканинної гіпоксії і, як наслідок, поліорганної недостатності та смерті.

Збільшення вмісту кисню в крові досягається за допомогою оксигенотерапії. На підставі результатів тесту лікар підбирає придатний для пацієнта потік кисню, який вводять через спеціальну маску або т.зв. кисневі вуса.

Існують різні типи масок, які дозволяють вводити кисень у різних концентраціях; найвища концентрація досягається маскою з резервуарним мішком (до 90% кисню в дихальній суміші).

У найважчих випадках може знадобитися використовувати пристосування для підтримки дихання шляхом створення позитивного тиску в дихальних шляхах під час вдиху. Це називається ШВЛ.

У деяких пацієнтів можливе використання неінвазивної вентиляції, при якій дихання підтримується маскою, підключеною до вентилятора. Інвазивна вентиляція призначена для найбільш важких хворих.

Пацієнт під загальним наркозом інтубується, його власне дихання «вимикається», а вентиляцію здійснює апарат штучної вентиляції легенів.

Всі вищеописані методи є симптоматичним лікуванням. Введення кисню може допомогти стабілізувати стан пацієнта, але пошук причин гіпоксії завжди є ключовим. Киснева терапія також вимагає постійного контролю за станом пацієнта (регулярні вимірювання насиченості, наприклад із використанням пульсоксиметра, газометрії).

При захворюваннях, що призводять до хронічної гіпоксемії (найчастіше захворювання легенів, включаючи ХОЗЛ, фіброз легень, важку астму), може знадобитися хронічна киснева терапія.

В даний час концентратори кисню популярні в Польщі, дозволяючи проводити кисневу терапію в домашніх умовах. Пацієнт повинен дихати кисневими вусами / маскою, підключеними до концентратора, принаймні 15-17 годин на день.

Тривала киснева терапія продовжує виживання та покращує якість життя пацієнтів.

Фізична підготовка в гіпоксичних умовах

Природна реакція організму на знижений вміст кисню в повітрі вивчалася протягом багатьох років з точки зору його можливого використання при тренуванні спортсменів. Переваги тренувань у гіпоксичних умовах включають збільшення кількості еритроцитів і кількості гемоглобіну, а отже - збільшення можливості транспорту кисню по крові.

Корисні зміни відбуваються також на рівні метаболізму м’язових клітин та їх реактивності на нервові подразники.

Існувало багато різних ідей про те, як проводити таке навчання, а також про відповідний рівень гіпоксії.

В даний час тренування у високогірних умовах можна замінити тренуваннями в гіпоксичних камерах, що імітують зниження вмісту кисню в повітрі на висотах.

Планування гіпоксичних тренувань вимагає усвідомлення ризику побічних ефектів (наприклад, зниження фізичної працездатності), постійного контролю за станом здоров’я спортсмена, а також врахування його індивідуальної чутливості до цього виду тренувань.

Бібліографія:

1. Семюель Дж., Франклін К. (2008) Гіпоксемія та гіпоксія. У: Myers J.A., Millikan K.W., Saclarides T.J. (ред.) Поширені хірургічні захворювання. Спрінгер, Нью-Йорк, Нью-Йорк
2. Механізми гіпоксемії Малайський Саркар, Н. Ніранджан та П. К. Баніал, легені Індії. 2017 січень-лютий; 34 (1): 47–60.
3. "Гіпоксемія" Стіва К. Хаскінса, https://www.sciencedirect.com
4. Interna Szczeklik 2018, Piotr Gajewski, Andrzej Szczeklik, видавництво Народний депутат

Про автора

Кшиштоф Бяложи Студент медичного факультету Collegium Medicum у Кракові, повільно потрапляючи у світ постійних викликів роботи лікаря. Її особливо цікавлять гінекологія та акушерство, педіатрія та медицина способу життя. Любитель іноземних мов, подорожей та гірських походів.

Прочитайте більше статей цього автора