Иногда заметное нарушение самочувствия объясняется совершенно естественными факторами, которые можно без труда скорректировать. Нужно только владеть информацией о них, и об их возможном негативном влиянии на человека. Так, наверное, каждый из нас знает, что для сохранения бодрости и работоспособности нужно систематически проветривать в помещении – дышать свежим воздухом. В противном случае может развиться гиперкапния, давайте уточним на этой странице «Популярно о здоровье» что это за состояние, обсудим его симптомы, лечение и причины возникновения.
Под термином гиперкапния подразумевают состояние, при котором аномально возрастает количество углекислого газа (СО2) в организме (в артериальной крови, клеточках и тканях). Некоторые медики сравнивают такое нарушение с отравлением двуокисью углерода.
Гиперкапния - причины
Существует два основных фактора, способных вызвать развитие гиперкапнии. В целом такое состояние может быть эндогенным либо экзогенным.
Так гиперкапния возникает при повышении в окружающей среде газообразной углекислоты. Если человек в течение длительного времени дышит таким воздухом, у него увеличивается объем СО2 в крови.
Также возможно эндогенное развитие данного нарушения. В такой ситуации гиперкапния объясняется возникновением каких-то болезненных изменений в организме, которые дополняются синдромом дыхательной недостаточности.
В любом случае гиперкапния находится в тесной взаимосвязи с гипоксией, при которой происходит снижение количества кислорода в крови и развивается кислородное голодание организма, а также респираторный ацидоз.
Медики утверждают, что респираторный либо газовый ацидоз как раз таки стоит рассматривать, как первичную гиперкапнию. При подобном патологическом состоянии нарушается кислотно-щелочное равновесие в теле человека, что объясняется повышением уровня углекислого газа и дополняется нарушением уровня рН.
Эндогенная форма гиперкапнии может наблюдаться при самых разных патологических состояниях, к примеру, при , повреждениях ствола головного мозга (из-за травм, инсульта, рака или воспаления), патологиях спинного мозга и дистрофии мышечных тканей. Также подобное нарушение часто наблюдается у пациентов, сталкивающихся с . Гиперкапния может развиться из-за передозировки некоторых лекарств, по причине миастении, разных деформаций грудной клетки, выраженного ожирения и хронических бронхо-легочных недугов.
В причины гиперкапнии при нормальном функционировании организма можно отнести вдыхание угарного газа во время пожаров, при погружениях на значительную глубину (при занятиях дайвингом), при длительном нахождении в небольших и закрытых помещениях, а также при техническом сбое в функционировании особенной медапаратуры во время проведения оперативных вмешательств под общим наркозом.
Гиперкапния - симптомы
Гиперкапния может быть как острой, так и хронической. В первом случае больной сталкивается с заметным покраснением кожи, его беспокоит одышка, головные боли и головокружение. Увеличиваются показатели артериального давления, возникают боли в груди, чрезмерная сонливость и тошнота. Также в симптомы гиперкапнии относят несколько учащенный пульс, судороги и спутанность сознания. При отсутствии адекватной коррекции у больного заметно нарушается дыхательный ритм – он дышит редко и поверхностно, кожа начинает синеть, увеличивается потоотделение. Может развиться ацидотическая кома, произойти и смерть.
Если гиперкапния носит хронический характер, она дает о себе знать возникновением постоянной усталости, и нарушениями дыхательного ритма. Больные с такой проблемой отличаются особенно нестабильным нервно-психическим состоянием (вместо возбуждения может резко наступить депрессия и наоборот). Также возможна одышка и существенное уменьшение работоспособности.
Если человек подолгу находится в пространстве с повышенным уровнем углекислоты в воздухе, его организм пытается усилить дыхательные движения, нормализовать кислотность крови и пр.
Гиперкапния - лечение
В качестве первой помощи больному необходимо обеспечить достаточное поступление кислорода. Его можно вынести на свежий воздух. В особенно тяжелых ситуациях медики могут проводить интубацию трахеи, также в некоторых случаях возможно применение кислородной терапии. Если же больной впадает в ацидотическую кому – осуществляют искусственную вентиляцию легких.
Чаще всего мер первой помощи вполне достаточно для коррекции гиперкапнии экзогенного происхождения. Если же недуг имеет эндогенную этиологию, то медики в первую очередь стараются устранить основное заболевание или уменьшить выраженность его симптомов, это позволяет нормализовать состояние пациента.
Так, пациентам может быть показана систематическая очистка дыхательных путей для выведения вязкого секрета. Им могут вводить физиологический раствор при помощи капельницы – это помогает разжижить и устранить бронхиальный секрет, а также способствует улучшению кровотока. Также отличный эффект дает организация пребывания больного в прохладном помещении с достаточным уровнем влажности (более 50%). Чтобы устранить респираторный ацидоз, врачи используют щелочные растворы, а для оптимизации альвеолярной вентиляции легких прибегают к бронходилататорам и стимуляторам дыхания.
Стоит отметить, что выраженная гипекапния может сильно навредить организму и даже стать причиной летального исхода. Поэтому ее нужно обязательно диагностировать. Лечение гиперкапнии проводят под присмотром врача.
Каждый из нас болел острой респираторной инфекцией, сопровождающейся заложенностью носа и, как следствие, затруднённым дыханием, а у кого-то, возможно, на фоне общего благополучия нарушалось самочувствие и во время работы в душном офисе. Что же происходит в этот момент в организме? Что такое гиперкапния и к чему она может привести?
Что такое гиперкапния
Гиперкапния - это увеличение содержания углекислого газа в крови в первую очередь из-за альвеолярной гиповентеляции (нарушения дыхания). Для более глубокого понимания этой патологии необходимо помнить о таком понятии, как кислотно-основное состояние (КОС). КОС - это сбалансированный процесс образования и выделения кислот в организме, который направлен на поддержание рН крови в пределах 7,35–7,45 (это постоянная величина).
Если количество кислот увеличивается, то баланс нарушается в сторону «закисления» крови, такое изменение называется ацидоз (когда рН<7,35), если же повышается уровень оснований, то говорят о «защелачивании» крови (рН>7,45), или алкалозе (нередко возникает из-за гипервентиляции при дайвинге).
Таким образом, гиперкапния - это респираторный ацидоз, характеризующийся увеличением рСО 2 - парциального напряжения углекислого газа в крови - выше 45 мм рт. ст. (норма для артериальной крови - 35–45 мм рт. ст., для венозной - 41–51 мм рт. ст.)
Механизмы адаптации организма к изменению КОС
Естественно, организм человека имеет ряд адаптивных инструментов, которые направлены на поддержание рН и регулирование её изменений в ту или иную сторону. К ним относят буферные системы, а также механизмы почечной и дыхательной регуляции.
Буферная система
К таким системам относятся:
- Бикарбонатный буфер.
- Фосфатный буфер.
- Аммонийный буфер.
- Белковый буфер.
Дыхательный механизм регуляции КОС
Концентрация углекислого газа определяет реакцию головного мозга на изменение рН крови: при повышении СО 2 на 1 мм рт. ст. происходит увеличение минутного объёма дыхания (МОД) на 1–4 л/мин., то есть дыхание становится более частым и глубоким (в результате увеличивается ударный объём сердца). Схематично данный механизм можно представить следующим образом: гиперкапния (дыхательный ацидоз) -> повышение МОД -> снижение рСО2 -> нормализация рН.
Почечные механизмы
Почечные механизмы адаптации к изменению рН являются наиболее сложными, но эффективными, требуют больше времени, чем дыхательные, и редко могут регулировать острые нарушения. Выделяют:
- реабсорбцию ионов бикарбоната;
- секрецию протонов;
- аммониогенез.
Причины гиперкапнии
Основные причины гиперкапнии условно можно разделить на три большие группы:
- Угнетение дыхательного центра:
- фармпрепараты: использование наркотических анальгетиков (Морфин, Фентанил и др.) и общих анестетиков, внутривенных и ингаляционных (Тиопентал натрия, Пропофол, Севоран, Галотан и др.);
- ингаляция кислорода при хронической гиперкапнии;
- поражение центральной нервной системы;
- остановка кровообращения.
- Нарушение механики дыхания:
- слабость периферической скелетной мускулатуры: миастения, мышечная дистрофия, полиомиелит, рассеянный склероз, ботулизм, применение миорелаксантов;
- патологическое ожирение, синдром Пиквика;
- травмы груди: перелом рёбер, перелом грудины;
- ограничение экскурсии (подвижности) лёгких при пневмосклерозе;
- сколиоз.
- Нарушение газообмена:
- хроническое обструктивное заболевание лёгких (ХОЗЛ);
- отёк лёгких;
- респираторный дистресс-синдром;
- аспирация (заброс желудочного содержимого в дыхательные пути);
- (воспаление оболочки лёгких);
- пневмоторакс (скопление воздуха в плевральной полости);
- идиопатический фиброзирующий (болезнь Хаммана-Рича).
В норме углекислый газ выводится через лёгкие, проникая из кровеносных сосудов в альвеолы. Причиной его задержки является нарушение процесса дыхания или кровообращения в органе, а также сочетание этих патологических состояний.
Кроме того, увеличение рСО 2 может быть результатом состояний, характеризующихся его повышенным образованием в организме, к ним относят:
- сепсис;
- лихорадку;
- политравму;
- злокачественную гипертермию;
- гипералиментацию (избыточное питание).
Кроме этой классификации, также существует разделение гиперкапнии на:
- эндогенную - к ней относятся все вышеперечисленные состояния;
- экзогенную - развивается при повышенном содержании углекислого газа в воздухе. Такие ситуации возникают, например, при длительном нахождении человека в душном, замкнутом помещении без должной вентиляции.
Нормальный газообмен в лёгких - видео
Симптомы
Симптомы гиперкапнии, скорость их развития и интенсивность проявления зависят от заболевания и его тяжести.
Человеческий организм давно приспособился возмещать признаки дыхательной недостаточности на начальных этапах, особенно если патология формируется постепенно в течение недели, а то и месяца, но встречается и другой вариант, когда тяжёлая ДН развивается молниеносно. В этом случае времени на стабилизацию состояния нет.
К общим признакам нарушения вентиляции можно отнести:
- тахипноэ (увеличение частоты дыхания у взрослых выше 25 в минуту);
- нарушение ментального статуса (сначала это возбуждение и беспокойство, а затем угнетение сознания, вплоть до комы);
- участие вспомогательной мускулатуры в акте дыхания;
- цианоз (синюшность), мраморность;
- потливость;
- головная боль;
- тахикардия и увеличение артериального давления (в тяжёлых случаях развивается брадикардия и снижение АД);
- сердечные аритмии (из-за увеличения содержания калия).
При экзогенной гиперкапнии добавляются следующие симптомы:
- головокружение;
- чувство нехватки воздуха;
- слабость;
- ощущение сердцебиения;
- сниженная работоспособность;
- нарушение концентрации внимания;
- покраснение кожных покровов;
- судорожные припадки.
Особенности дыхательной недостаточности у детей
Они связаны в первую очередь с анатомо-функциональным состояние дыхательной системы:
- узкие дыхательные ходы, что грозит риском нарушения их проходимости даже при незначительном отёке слизистой или скоплении слизи;
Сужение воздухоносных путей у новорождённых на 1 мм приводит к уменьшению диаметра бронха на 70%.
- высокая реактивность дыхательных путей (отвечают отёком, спазмом, повышенной секрецией слизи на большее количество раздражителей по сравнению со взрослыми);
- слабость, недоразвитость дыхательной мускулатуры у ребёнка;
- рёбра отходят от грудины почти под прямым углом, что также оказывает влияние на глубину вдоха.
Таким образом, у детей дыхательная недостаточность развивается быстрее и протекает тяжелее, чем у взрослых.
Особенности дыхательной недостаточности у беременных женщин
Во время беременности потребление кислорода у женщины повышается приблизительно на 18–22%. По мере увеличения размеров матки изменяется также тип дыхания (становится преимущественно грудным), в результате чего мышцы брюшного пресса, относящиеся к вспомогательной дыхательной мускулатуре, не могут при необходимости участвовать в усиленном выдохе. Кроме того, матка подпирает внутренние органы - отмечается высокое стояние диафрагмы, поэтому невозможно углубить вдох за счёт её сокращения. Следовательно, незначительные нарушения со стороны дыхания приводят к резкому сбою в работе лёгких и развитию гиперкапнии у беременных.
Диагностика
Диагностика нарушения вентиляции и, как следствие, гиперкапнии основывается на следующем:
Нормальные показатели газового состава крови - таблица
| Показатель | Артериальная кровь | Венозная кровь |
| рН | 7,35–7,45 | 7,33–7,43 |
| PaCO2 (мм рт.ст.) | 35–54 | 41–51 |
| PaO2 (мм рт.ст.) | 80–100 | 35–49 |
| SpO2 (%) | 96–100 | 70–75 |
| BE (ABE) | ±2,3 | ±2,3 |
| HCO3 (ммоль/л) | 22–26 | 24–28 |
Лечение
В первую очередь необходимо устранить причину, вызвавшую нарушение дыхания и, как результат, накопление в организме углекислого газа. Если это экзогенная гиперкапния, то необходимо:
- проветрить помещение;
- включить кондиционер;
- выйти на свежий воздух;
- отдохнуть от работы;
- пить много жидкости.
Начальные проявления дыхательной недостаточности, например, при , можно лечить народными средствами: для улучшения отхождения мокроты, её разжижения, а также расширения бронхов рекомендуется использовать отвары трав.
Готовые сборы можно приобрести в аптеке, например, Грудной сбор. В его состав входят шалфей, подорожник, корень солодки и др.
Если состояние пострадавшего ухудшается, то необходимо срочно обратиться в больницу, где при необходимости будет назначено лечение:
- кислородотерапия;
- бронхорасширяющие препараты (Сальбутамол, Фенотерол, Ипратропия бромид, Теофиллин, Аминофиллин и др.);
- инфузионная терапия (введение жидкости через вену);
- искусственная вентиляция лёгких (ИВЛ) - в крайне тяжёлых случаях.
Это общие методы лечения дыхательной недостаточности, дальнейшая терапия будет зависеть от заболевания и может включать:
- Антибиотики.
- Противовоспалительные препараты.
- Гормональные препараты.
- Иммуностимулирующие средства и др.
Возможные последствия
Гиперкапния способна как привести к развитию серьёзных осложнений, так и пройти незаметно для пострадавшего. Всё зависит от тяжести заболевания и лечения. Последствия может повлечь дыхательная недостаточность у новорождённых или ещё не родившихся детей, если беременная женщина страдала от респираторного ацидоза. Высокий уровень СО 2 негативно воздействует на не до конца развившуюся центральную нервную систему малыша, особенно на кору головного мозга, что может спровоцировать:
- задержку умственного, психомоторного развития;
- детский церебральный паралич;
- эпилепсию и другие осложнения.
Профилактика
Своевременное обращение за специализированной помощью поможет избежать отрицательных последствий. В качестве профилактики экзогенной гиперкапнии следует:
- избегать скопления людей;
- ограничить время пребывания в небольших и плохо вентилируемых помещениях;
- проветривать комнаты;
- больше бывать на свежем воздухе;
- соблюдать адекватный режим труда и отдыха.
Гиперкапния - это тяжёлое нарушение газового состава крови. Своевременная диагностика и адекватная терапия дыхательной недостаточности поможет избежать неблагоприятных исходов.
ГИПЕРКАПНИЯ (греч. hyper- + kapnos дым) - повышенное напряжение углекислого газа в артериальной крови и тканях организма.
Нормальное напряжение углекислоты в артериальной крови у людей, обозначаемое термином «нормокапния», равно 35-45 мм рт. ст.
Состояние Гиперкапнии может быть вызвано экзогенными и эндогенными причинами. Гиперкапния экзогенного происхождения возникает при вдыхании воздуха, содержащего повышенное количество углекислого газа (см.). Это может быть связано с пребыванием в небольших изолированных помещениях, в шахтах, колодцах, в подводных лодках, кабинах космических кораблей и автономных водолазных и космических скафандрах в случае неисправности системы регенерации атмосферы, а также при некоторых врачебных вмешательствах, напр, в случае неисправности наркозно-дыхательной аппаратуры или при вдыхании карбогена. Гиперкапния может возникнуть в условиях искусственного кровообращения при недостаточном выведении углекислого газа и др.
Гиперкапния эндогенного происхождения наблюдается при различных патол, состояниях, сопровождающихся недостаточностью внешнего дыхания, нарушением газообмена (см.), и всегда сочетается с гипоксией (см.).
Патофизиологические механизмы и клинические проявления
Влияние Г. на организм зависит от скорости, продолжительности и степени повышения концентрации углекислого газа в крови и тканях. При нарастании напряжения и содержания углекислоты в организме происходят сдвиги физ.-хим. состава внутренней среды, обмена веществ и нарушение многих физиол, процессов. Г. закономерно приводит к газовому (дыхательному) ацидозу (см.), который в значительной мере определяет общую патофизиол, картину Г.; вместе с тем установлено, что характерные для Г. сдвиги во внутренней среде организма нельзя целиком свести к последствиям ацидоза. Уменьшение pH, совместимое с жизнью, при Г. может достигать, по данным разных авторов, величины 7,0-6,5.
При Г. происходит перераспределение ионных градиентов на клеточных мембранах (напр., ион Cl - перемещается в эритроциты, ион K + из клеток переходит в плазму). Г. сопровождается сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина вправо, что указывает на уменьшение сродства гемоглобина к кислороду, приводящее к снижению насыщения кислородом артериальной крови, несмотря на нормальное и даже повышенное парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе.
В начальных стадиях умеренной Г. (при содержании углекислого газа во вдыхаемом воздухе в пределах 3-6%) потребление организмом кислорода повышается, что связано с реакциями хим. теплорегуляции, направленными на компенсацию увеличенных под влиянием углекислоты тепловых потерь организма. При продолжительном действии даже небольшого повышения содержания углекислого газа потребление организмом кислорода падает. При выраженной Г. оно понижается с самого начала ее развития, что обусловлено нейро-эндокринными регуляторными механизмами и непосредственным влиянием повышенного содержания углекислоты на метаболические процессы. При Г. обычно наблюдается падение температуры тела, возникающее в основном за счет увеличения теплоотдачи; однако считается, что значительная Г. приводит к расстройству всей системы терморегуляции, т. к. углекислота угнетает обмен веществ. Гипотермический эффект Г., как правило, легко обратим.
Возбуждающее действие углекислого газа на дыхательный центр реализуется через специфические рецепторы, расположенные в ретикулярной формации ствола мозга, а также через повышение концентрации ионов H+, воспринимаемое каротидными и другими хеморецепторными образованиями. При умеренной Г. усиленная деятельность дыхательного центра может сохраняться в течение длительного срока. При нарастающей Г. стимулирующее действие углекислоты прекращается и первоначальная фаза возбуждения дыхательного центра сменяется его угнетением, вплоть до полного прекращения дыхания. Такая смена фаз может происходить при различных величинах парциального давления углекислого газа (pCO 2): от 75 до 125 мм рт. ст. и более (соответствует 10-25% углекислого газа во вдыхаемом воздухе при нормальном атмосферном давлении). Однако в большинстве случаев угнетающее действие Г. начинает проявляться, когда pCO 2 превышает 90-100 мм рт. ст. Угнетающее действие высокой концентрации углекислоты связывают с влиянием Г. и сопутствующего ацидоза на центральные нервные структуры.
Г. умеренной степени (pCO 2 50- 60 мм рт. ст.) нередко наблюдается у больных с хрон, дыхательной недостаточностью, а также во время анестезии (при сохранении спонтанного дыхания) с применением анестетиков, угнетающих дыхательный центр и уменьшающих объем вентиляции (фторотан, циклопропан, метоксифлуран). Такая Г. у бодрствующего человека ведет к снижению работоспособности, а во время анестезии может вызвать осложнения (усиление патол, рефлексов, длительная посленаркозная депрессия), хотя после окончания наркоза напряжение углекислого газа нормализуется самостоятельно.
Г. оказывает значительное влияние на сердечно-сосудистую систему. При умеренной Г. изменения связаны с усилением венозного притока к сердцу, увеличением систолического объема в результате повышения тонуса вен и скелетной мускулатуры, перераспределением кровотока; значительно увеличивается мозговой и коронарный кровоток, может возрастать кровоснабжение почек и печени; несколько снижается кровоснабжение скелетных мышц. Резко выраженная Г. приводит к нарушениям в проводящей системе сердца, падению тонуса периферических сосудов и артериальной гипотензии, переходящей в коллапс. Механизмы изменений гемодинамики при Г. определяются центральными и местными эффектами повышенных концентраций углекислого газа, ионов водорода, а в ряде случаев и сопутствующей гипоксией.
На нервную систему Г. оказывает преимущественно депрессивное действие: понижается возбудимость спинномозговых центров, замедляется проведение возбуждения по нервным волокнам, повышается порог судорожных реакций и др. Возбуждение некоторых отделов ц. н. с., наблюдаемое при умеренной Г., связано с усиленной афферентацией от периферических рецепторных образований, раздражаемых физ.-хим. сдвигами внутренней среды; на ЭЭГ при этом отмечается реакция десинхронизации. Нельзя, однако, исключить и возможность кратковременного повышения возбудимости нейронов в результате непосредственного деполяризующего действия Г. При высоких концентрациях углекислоты (сверх 10%) возникает двигательное возбуждение с судорогами, а затем это состояние сменяется все увеличивающимся угнетением - так наз. наркотическое действие углекислого газа, механизм к-рого недостаточно выяснен.
Не вполне ясен вопрос о предельных концентрациях углекислого газа в воздухе, допускающих длительное пребывание без ущерба для здоровья и без снижения работоспособности, а также вопрос о возможности адаптации к Г. Эксперименты показали, что при длительном дыхании воздухом с примесью 1-3% углекислого газа возникающий вначале ацидоз через несколько дней компенсируется за счет задержки бикарбонатов, усиления эритропоэза и других приспособительных механизмов. Однако у животных, находившихся в атмосфере с примесью 1,5-3% углекислого газа в течение 20-100 дней, отмечены задержка роста и гистол, изменения в органах. По данным ряда авторов, работоспособность человека может сохраняться, изменяясь, но не утрачиваясь, при содержании во вдыхаемом воздухе 1% углекислого газа в течение месяца и более, при 2- 3% - в течение нескольких дней, при 4-5% - в течение нескольких часов; 6% углекислого газа является пределом, когда резко ухудшается состояние человека и нарушается работоспособность. При концентрации углекислого газа до 10% состояние человека нарушается через 5-10 минут, а при 15% - помутнение сознания наступает через 2 мин. Жизнь человека и высших животных при концентрации углекислого газа в 15-20% может сохраняться в течение многих часов и даже ряда суток. Смертельная концентрация - 30-35%; смерть наступает не сразу, а через несколько часов.
Ингаляция карбогена находит применение в медицине при отравлениях окисью углерода или наркотическими средствами, в послеоперационном периоде и в других ситуациях, когда нет серьезных расстройств функции дыхательного центра, но требуется увеличить объем вентиляции за счет углубления дыхания (присутствие во вдыхаемой смеси 5-7% углекислого газа стимулирует дыхательный центр). Исследуются вопросы о положительном влиянии Г. на процессы сатурации и десатурации азота при водолазных и кессонных работах, о возможности использования Г. для получения глубокой гипотермии в условиях искусственного кровообращения (см. Гипотермия искусственная) и др.
Четкой зависимости между уровнем pCO 2 и клин, проявлениями Г. нет; специфической патологоанатомической картины Г. не обусловливает.
Клинические проявления непостоянны и лишены специфических диагностических признаков. При хронической Г. с умеренным повышением pCO 2 клин, признаки наблюдаются редко в связи с постепенной адаптацией систем организма. Клин, проявления свойственны гл. обр. остро развивающейся Г. При этом обусловленные Г. сдвиги (дыхательный ацидоз) не зависят от того, каким путем - эндогенным или экзогенным - произошло увеличение содержания углекислоты в организме.
При остром отравлении углекислым газом появляются одышка в покое, тошнота и рвота, головная боль, головокружение, синюшность слизистых оболочек и кожи лица, сильное потоотделение, нарушается зрение. Наиболее важный признак Г.- депрессия, усиливающаяся по мере нарастания напряжения углекислоты в организме. При повышении pCO 2 примерно до 80 мм рт. ст. нарушается способность концентрировать внимание, появляются дремота, спутанность сознания; при увеличении pCO 2 до 90-120 мм рт. ст. пострадавший теряет сознание, у него появляются патол, рефлексы; зрачки обычно равномерно сужены.
При хрон. Г.- изменения психомоторной деятельности (возбуждение, сменяющееся депрессией), головная боль и тошнота выражены меньше; в основном наблюдаются сильная усталость и стойкая гипотензия.
Дыхание вначале углубляется с тенденцией к учащению дыхательных экскурсий, что приводит к увеличению минутного объема вентиляции; однако при хрон, дыхательной недостаточности реакция организма на углекислый газ как на стимулятор вентиляции существенно ослаблена (это же отмечается при применении анестетиков, наркотиков, релаксантов). При нарастании Г. дыхательные циклы постепенно урежаются, появляется патол, дыхание, может наступить полная остановка дыхания.
В результате вазодилатации появляется ярко-розовая окраска кожи. Пульс обычно хорошего наполнения, редкий, но может быть и учащен, АД значительно повышается (увеличение сердечного выброса). Но с увеличением напряжения углекислоты сердечный выброс уменьшается, снижается АД. Однако изменения частоты пульса и величины АД непостоянны и не могут служить надежными признаками. Г. нередко сопровождается аритмиями, чаще отдельными или групповыми экстрасистолами, что обычно не представляет опасности, но в условиях анестезии фторотаном или циклопропаном аритмии могут приобретать угрожающий характер (фибрилляция желудочков сердца).
Небольшая степень Г. мало влияет или слегка повышает почечный кровоток и клубочковую фильтрацию (выделение мочи немного увеличивается); при высоком pCO 2 в связи с сокращением приводящих артериол в клубочках количество мочи, выделяемой почками, уменьшается (см. Олигурия).
Одним из грозных осложнений Г. может быть коматозное состояние, развитие к-рого наблюдается при переходе от дыхания гиперкапническими смесями на дыхание кислородом; при переводе дыхания на воздух может развиться глубокая гипоксия, могущая быть причиной смерти.
Диагноз
Состояние Г. можно установить по показаниям приборов, а также предположить по субъективным признакам и объективным показателям. Однако единственным надежным критерием как острой, так и хрон. Г. служит определение pCO 2 в артериальной крови. Исследование показателей кислотно-щелочного равновесия (см.) обнаруживает декомпенсированные дыхательный ацидоз (см.), который в последующем компенсируется за счет возникновения метаболического алкалоза (см.).
Инструментальная диагностика Г. основана на прямом или косвенном измерении напряжения углекислого газа в артериальной крови.
Прямое измерение производится в пробе артериальной или артериализованной крови, взятой из пальца, электрохимическим методом по изменению ЭДС электродной системы при контакте последней с анализируемой средой. Электродная система представляет собой стеклянный электрод для измерения pH и вспомогательный хлорсеребряный электрод, погруженные в буферный раствор, содержащий бикарбонат Na или К. Оба электрода соединены электрической цепью с высокоомным усилителем. Электролит и pH-электрод отделены от пробы крови мембраной, проницаемой для углекислого газа, но непроницаемой для жидкости. При контакте с газопроницаемой мембраной углекислый газ, растворенный в крови, диффундирует через мембрану в бикарбонатный раствор электрода, изменяя при этом его pH, что в свою очередь приводит к изменению величины ЭДС в электрической цепи. Такая электродная система для прямого измерения pCO 2 крови является основным узлом ряда зарубежных моделей газоанализаторов. Выпускаемый отечественной промышленностью газоанализатор АЗИВ-2 обеспечивает косвенное определение pCO 2 по номограмме О’Сигор-Андерсена на основе определения pH крови. В некоторых случаях Г. может быть косвенно установлена измерением и записью концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе - капнографией с помощью оптико-акустического газоанализатора, действие к-рого основано на измерении степени избирательного поглощения инфракрасной радиации углекислым газом. Отечественной промышленностью выпускается газоанализатор углекислого газа малоинерционный ГУМ-3, позволяющий произвести экспресс-диагностику (см. Газоанализаторы , Газовый анализ).
Лечение
При признаках острой Г. экзогенного происхождения в первую очередь необходимо вывести пострадавшего из атмосферы с повышенным содержанием углекислого газа (устранить неисправности наркозного аппарата, заменить инактивированный абсорбент углекислого газа, при нарушении системы регенерации - срочно восстановить нормальный газовый состав вдыхаемого воздуха). Единственный надежный способ выведения пострадавшего из коматозного состояния - экстренное применение искусственной вентиляции легких (см. Искусственное дыхание , искусственная вентиляция легких). Кислородная терапия (см.) безоговорочно показана только при Г. экзогенного происхождения и в сочетании с искусственной вентиляцией легких. При Г. оказывает хороший терапевтический эффект вдыхание кислородно-азотной газовой смеси (кислорода до 40%); этот эффект отмечен в опытах при барометрическом давлении 760 мм рт. ст.
Эндогенная Г. ликвидируется при лечении острой дыхательной недостаточности. Необходимо иметь в виду, что при нарушении центральной регуляции дыхания (у большинства больных с обострением хрон, дыхательной недостаточности, при отравлении наркотиками, барбитуратами и др.) бесконтрольное применение кислорода может привести к еще большему угнетению вентиляции и нарастанию Г., т. к. устраняется эффект гипоксии на дыхательный центр.
Прогноз
Легкая Г. (до 50 мм рт. ст.) не оказывает на жизнедеятельность организма существенного влияния даже при длительном воздействии: от 1-2 мес.- на лиц, работающих в герметически закрытых помещениях, до многих лет - на больных, страдающих хрон. дыхательной недостаточностью. Переносимость и исход Г. при более высоком pCO 2 определяется тренированностью, составом вдыхаемой газовой смеси (воздух или кислород) или наличием заболевания сердечно-сосудистой системы.
При дыхании воздухом повышение pCO 2 до 70-90 мм рт. ст. вызывает выраженную гипоксию, к-рая при дальнейшем прогрессировании Г. может служить причиной смерти. На фоне дыхания кислородом достижение pCO 2 90-120 мм рт. ст. вызывает коматозное состояние, требующее экстренных леч. мер.
Точный срок, после которого еще возможно вывести человека из коматозного состояния, неизвестен; этот срок тем короче, чем тяжелее общее состояние больного. Однако своевременным экстренным лечением возможно предупредить смертельный исход, даже если человек находится в коматозном состоянии в течение нескольких часов и даже суток.
Известны случаи благополучного исхода Г., возникшей во время анестезии, с повышением pCO 2 до 160- 200 мм рт. ст.
Профилактика
Профилактика предусматривает обеспечение поглощения углекислого газа при работе в герметически закрытых помещениях, соблюдение правил работы с аппаратами для наркоза и искусственной вентиляции легких и принципов проведения общей анестезии, своевременное лечение заболеваний, сопровождающихся острой или хрон, дыхательной недостаточностью. Специфические методы повышения устойчивости организма к действию повышенных концентраций углекислого газа еще не разработаны.
Особенности гиперкапнии в условиях авиационного и космического полета
У летчика Г. маловероятна, т. к. небольшой объем вредного пространства кислородных масок, умеренная физ. активность экипажа в полете, относительная непродолжительность полета исключают накопление углекислого газа во вдыхаемом воздухе. При неисправностях систем вентиляции летчик может воспользоваться аварийной системой кислородного питания и прекратить полет.
Большая потенциальная опасность возникновения Г. существует в космическом полете вследствие возможности накопления углекислого газа в атмосфере кабины или в гермошлеме скафандра при неисправности кислородно-дыхательной аппаратуры (см.). Однако некоторый избыток углекислого газа в кабине может допускаться программой полета из соображений экономии веса, габаритов и энергоснабжения системы жизнеобеспечения, а также с целью усиления регенерации кислорода и профилактики гипокапнии (см.) и др. Но программами современных полетов никаких повышений концентрации углекислого газа сверх применяемых физиологических пределов не допускается (1% - для дней полетов и 2-3% - для часов полета).
Если нарастание концентрации углекислоты до токсического уровня происходит в течение нескольких минут (или часов), у человека развивается состояние острой Г. Длительное пребывание в атмосфере с умеренно повышенным содержанием газа приводит к хрон. Г. Расчеты показывают, что при выходе из строя ранцевой системы поглощения углекислого газа в космическом скафандре во время работы космонавта на поверхности Луны токсический уровень углекислого газа в гермошлеме будет достигнут за 1 - 2 мин.
В кабине космического корабля типа «Аполлон» с тремя космонавтами, выполняющими обычную для них работу, это может произойти более чем за 7 час. после полного отказа системы регенерации. В обоих случаях возможно возникновение острой Г. При меньших неполадках в работе системы поглощения углекислого газа в длительных полетах создаются предпосылки для развития хрон. Г.
Г. в космическом полете чревата тяжелыми осложнениями и в связи с «обратным» действием углекислоты (клин, симптомы ее противоположны прямому действию), т. к. после перевода дыхания на нормальную газовую смесь нарушения в организме часто не только не ослабевают, но даже усиливаются.
Содержание углекислого газа в пределах 0,8-1% (6-7,5 мм рт. ст.) можно считать допустимым уровнем для кратковременного и длительного пребывания как в кабине, так и в гермошлеме. Если космонавту предстоит в течение нескольких часов работать в скафандре, то содержание углекислого газа в гермошлеме не должно превышать 2% (15 мм рт. ст.); хотя у космонавта несколько снижается работоспособность (появляются одышка и утомление), работа может быть выполнена в полном объеме.
При содержании углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 3% (22,5 мм рт. ст.) космонавт может выполнять легкую работу в течение нескольких часов, однако при этом наблюдается выраженная одышка, головная боль и другие симптомы; поэтому повышение содержания углекислого газа в гермошлеме скафандра или в кабине до 3% и более необходимо рассматривать как ситуацию, подлежащую немедленному устранению.
Библиография: Бреслав И. С. Восприятие дыхательной среды и газопреферендум у животных и человека, Л., 1970, библиогр.; Голодов И. И. Влияние высоких концентраций углекислоты на организм, Л., 1946, библиогр.; Шаров С. Г., и др. Искусственная атмосфера кабин космических кораблей, в кн.: Космич. биол, и мед., под ред. В. И. Яздошского, с. 285, М., 1966; Иванов Д. И. и Хромушкин А.И. Системы жизнеобеспечения человека при высотных и космических полетах, М., 1968; Коваленко Е. А. и Черняков И. Н. Кислород тканей при экстремальных факторах полета, М., 1972; Маршак М. Е. Физиологическое значение углекислоты, М., 1969# библиогр.; Основы космической биологии и медицины, под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина, т. 2, кн. 1, М., 1975, Кэмпбелл Э. Д. М. Дыхательная недостаточность, пер. с англ., М., 1974, библиогр.; Сулимо-Самуйлло 3. К. Гиперкапния, Л., 1971. Физиология в космосе, пер. с англ., Кн. 1-2, М., 1972; Вusbу D. E. Space clinical medicine, Dordrecht, 1968.
H. И. Лосев; В. А. Гологорский (общ. тер.), И. H. Черняков (ав. мед.), В. М. Юревич (инстр. диагн.).
Гиперкапния – это разновидность гипоксии, при которой повышается уровень углекислого газа в крови. Заболевание возникает на фоне кислородного голодания, происходящего в закрытых, непроветриваемых помещениях.
Гиперкапния, по сути, отравление диоксидом углерода, которое вызывает тошноту, головные боли, а в некоторых случаях обмороки, при длительном течении заболевание приобретает хроническую форму.
Характеристика
Патогенез гиперкапнии заключается в накоплении углекислого газа в организме человека, что приводит к смещению вправо кривой диссоциации гемоглобина. Этот процесс приводит к увеличению концентрации катионов водорода и анионов бикарбоната. Заболевание развивается на фоне дыхательной недостаточности. Заболевание делится на два вида:
- эндогенный, который появляется из-за некоторых изменений в самом организме;
- экзогенный появляется при высоком содержании углекислого газа в окружающей среде, где больной длительное время находился. Это приводит к отравлению организма и повышению CO2 в крови.
Первичная гиперкапния называется респираторным или газовым ацидозом, при котором нарушается кислотно-щелочное равновесие и снижение уровня pH в крови.
Причины
Существует три группы возникновения гиперкапнии. В зависимости от группы заболевания отличаются методы лечения.
Сбои в механике дыхательной системы:
- слабость мышц;
- сколиоз;
- ботулизм;
- патологическое ожирение;
- рассеянный склероз;
- травмы и переломы в области грудины;
- сниженная подвижность легких при пневмосклерозе;
- синдром Пиквика.
Подавление центра дыхательной системы:
- снижение скорости или остановка кровотока;
- употребление препаратов с содержанием наркотических веществ;
- заболевания центральной нервной системы;
- кислородные ингаляции.
Сбои в процессе газообмена:
- респираторный дистресс-синдром;
- отек легких;
- аспирация;
- плеврит.
В здоровом организме углекислый газ с помощью попадания из сосудов в альвеолы выходит через легкие. Если происходит сбой в кровообращении или нарушается правильная работа органов дыхания, развивается это заболевание.
И также СО2 задерживается в организме по следующим дополнительным причинам:
- переедание;
- сепсис;
- лихорадочное состояние;
- политравма;
- перегрев.
А также гиперкапния развивается в следующих ситуациях:
- во время отключения аппарата при операции с применением наркоза;
- если при пожаре человек вдыхал угарный газ;
- при нахождении длительное время в непроветриваемом помещении;
- погружение в воду на большую глубину.
Симптомы
Гипоксия и гиперкапния имеют похожие признаки, которые проявляются следующим образом в острой форме:
- болевые ощущения в области грудины;
- тошнота;
- сонливость;
- одышка;
- покраснения на коже;
- высокая частота пульса;
- головокружения;
- головная боль.
Яркость проявления симптомов заболевания зависит от уровня содержания СО2 в крови пациента.
Признаки гиперкапнии при кратковременном воздействии:
- снижение концентрации внимания;
- безразличие ко всему;
- дефицит свежего воздуха;
- упадок сил;
- раздражение слизистой глаз.
Симптоматика заболевания при регулярном воздействии:
- бессонница;
- ринит;
- сухость слизистых;
- аллергия;
- сухой кашель, приступообразный;
- сильный храп;
- астма.
Клиническая картина
Клинические проявления заболевания выражаются следующим образом:
- на ранних стадиях появляются покраснения, повышенное потоотделение, расширение сосудов. А также высокий уровень углекислоты негативно влияет на работу сердечно-сосудистой системы, появляется увеличенное сердцебиение и повышается тонус вен;
- на поздних стадиях в этом случае появляется посинение на кожных покровах, пациент становится возбужденным или, наоборот, замечается заторможенность.
А также симптомы гиперкапнии зависят от тяжести заболевания:
- умеренная: тахикардия, высокое артериальное давление, бессонница, учащенное дыхание;
- глубокая: головные боли, тошнота и рвота, общая слабость организма, снижение остроты зрения, проявление синевы на кожном покрове, высокие показатели давления и пульса, сбои в ритме дыхания, возбужденное состояние;
- ацидотическая кома: резкое снижение показателей артериального давления, потеря сознания и отсутствие рефлекса, цианотичный окрас кожи.
Существенно повышается вероятность летального исхода в случае остановки дыхания и сердца, если вовремя не оказать медицинскую помощь больному.
Гиперкапния в хронической форме имеет следующие симптомы:
- одышка;
- перепады настроения;
- сбои в дыхательном ритме;
- потеря работоспособности;
- упадок сил;
- низкие показатели артериального давления.
Специалисты отмечают, что при хронической форме патологии симптомы появляются со временем, так как болезнь развивается медленно и первое время совершенно не беспокоит больного.
Течение заболевания у детей и беременных
У детей гиперкапния проявляется быстрее, чем у взрослого человека и протекает намного сложнее. Происходит это, потому что организм ребенка имеет свои особенности:
- узкие дыхательные проходы, в которых даже при небольших воспалительных процессах скапливается слизь или происходит отек;
- слабые мышцы дыхательных путей или их недоразвитость;
- ребра отходят от области грудины под прямым углом.
У беременных особенно в третьем триместре все возможные нарушения в дыхании часто приводят к развитию заболевания в кратчайшие сроки. Это происходит по следующим причинам:
- во время беременности организму необходимо на 20% больше кислорода;
- дыхание перестает зависеть от брюшного пресса и стает полностью грудным;
- из-за роста матки стояние диафрагмы становится выше, что делает вдох менее глубоким, в те моменты, когда это необходимо.
Профилактика гипоксии плода у беременной
Диагностика
Гиперкапнию медики могут выявить с помощью следующих методов:
- врач знакомится со всеми жалобами пациента, оценивает симптоматику и назначает лабораторные исследования;
- определяется содержание газа в крови с помощью аэротнометрии;
- исследуется кислотно-основного состояния.
Нормальным уровнем СО2 в крови считается 20–29 мэкв/л. Любые отклонения от установленной нормы, говорят о присутствии некоторых заболеваний. Если анализ показал аномальные цифры, тогда проводится процесс стабилизации с помощью чистого кислорода. После этого проводится серия анализов, чтобы установить повышение или понижение уровня углекислого газа в крови.
После того как все результаты получены, специалист ставит диагноз и назначает адекватное лечение.
Терапия
В первую очередь, когда диагноз установлен, рекомендуется провести мероприятия для устранения причин возникновения гиперкапнии:
- проветрить помещение;
- максимально увеличить прием жидкости;
- дать организму больше времени для отдыха;
- чаще бывать на свежем воздухе.
Если человек впал в ацидотическую кому, единственным способом неотложной помощи считается – ИВЛ. Современная искусственная вентиляция легких проходит с помощью специального аппарата или экспираторными (простыми) способами. Простой метод чаще всего применяется в экстренных случаях – обычное искусственное дыхание изо рта в рот.
Стоит отметить, что в следующих случаях бесконтрольное применение кислородной терапии является опасным:
- отравление лекарственными средствами;
- передозировка наркотическими веществами;
- обострение хронической гиперкапнии.
Если состояние больного ухудшается, после обращения к врачу назначается следующее лечение этого заболевания:
- терапия с использованием кислорода;
- внутривенные инъекции жидкости для разжижения или полного исключения бронхиального секрета и для повышения скорости кровообращения;
- прием бронхорасширояющих медикаментов;
- увлажнение воздуха в помещении, где находится пациент;
- при очень тяжелом состоянии внутривенно, капельно вводится NaHCO3 - гидрокарбонат натрия или других щелочных растворов, чтобы снять респираторный ацидоз;
- назначаются диуретики, которые помогают повысить растяжимость легких.
А также при гиперкапнии назначаются следующие препараты:
- иммуностимулирующие;
- гормональные;
- противовоспалительные;
- антибиотики.
Все зависит от формы и течения заболевания. Чтобы взять приступы под контроль используют прибор капнограф. Этот аппарат является инфракрасным спектрометром, который замеряет количество диоксида углерода в выдыхаемом человеком воздухе. Такая процедура помогает оценить уровень углекислого газа в крови пациента.
Капнограф применяют для контроля больного во время искусственной вентиляции легких в реаниматологии и анестезиологии. Он помогает понять степень развития заболевания.
Гиперкапническая энцефалопатия
Во время заболевания может развиться хронический респираторный ацидоз, при котором увеличиваются показания РаСО2 и становятся ниже показатели РаО2. Энцефалопатия появляется на фоне наркотического отравления мозга углекислым газом, расширения сосудов головы и повышения ВЧД. Заболевание часто усугубляется сопутствующими болезнями.
Во время развития патологии проявляются следующие симптомы:
- сильные головные боли в области лобной зоны;
- заторможенность, апатия и чувство безразличия ко всему;
- отек зрительного диска;
- обмороки;
- постоянное желание спать;
- кома;
- тремор;
- астериксис;
- миоклонии.
Если вовремя не принять терапевтические действия энцефалопатия приводит к негативным последствиям. Например, в некоторых случаях поражаются жизненно важные функции, что приводит к нарушениям двигательной системы, потере работоспособности и даже к полному параличу.
Возможные последствия и прогноз
Начальная стадия гиперкапнии даже при длительном воздействии на организм не приносит заметных осложнений и чаще всего проходит бесследно. Более высокое содержание в крови углекислого газа негативно сказывается на работе сердечно-сосудистой системы и общем физическом состоянии больного.
Показатель 70–90 мм рт. ст. углекислоты в крови оборачивается тяжелой гипоксией, которая при неоказании медицинской помощи часто заканчивается смертью пациента.
Самым тяжелым последствием гиперкапнии считают кому, которая опасна остановкой дыхания и сердца.
В период беременности гиперкапния провоцирует появления не менее страшного заболевания респираторный ацидоз. Эта патология усиливает присутствие углекислого газа в крови матери и ребенка. Такой сценарий негативно сказывается на процессе формирования организма малыша.
По итогу, избыток углекислого газа часто приводит к следующим нарушениям в теле ребенка:
- появление эпилепсии в юношеском возрасте;
- задержка в умственном развитии;
- физическая неполноценность;
- паралич.
Первопричиной развития этой патологии у ребенка является неправильный образ жизни матери. Курение, малоподвижный образ жизни, регулярные стрессы приводят к тяжелому состоянию беременной женщины и развитию гиперкапнии. Самочувствие ребенка ухудшается в случае постоянного недомогания матери.
Для снижения проявлений заболевания беременной женщине необходимо регулярно проходить консультации и исследования. Первые признаки заболевания или малейшие подозрения обязаны пройти проверку у специалиста. Только квалифицированные медики в силах изменить течение беременности и патологии, а также подкорректировать состояние матери после родов.
Профилактика
Чтобы снизить риск развития гиперкапнии и предупредить ее, специалисты рекомендуют соблюдать некоторые правила:
- вовремя проводить лечение заболеваний дыхательной системы, особое внимание стоит обратить на патологии, которые вызывают недостаточность дыхание и кислородное голодание;
- для представителей, таких профессий, как: шахтеры, космонавты, пожарные, водолазы, дайверы необходимо обеспечить бесперебойное поступление кислорода, а также полноценную работу дыхательного аппарата;
- периодически проветривать помещения;
- обеспечить правильную вентиляцию;
- совершать частые прогулки на свежем воздухе.
Гиперкапния – это такое состояние, с которым на ранних стадиях сталкивался каждый и если во время ее предупредить, то для организма большой опасности нет. Самые большие неприятности со здоровьем могут начаться на более сложной стадии развития патологии.
Поэтому врачи не рекомендуют оставлять это состояние без внимания. А также советуют соблюдать профилактику гиперкапнии, проводить дыхательную гимнастику и всегда следить за воздухом в помещении, особенно если на протяжении длительного времени в нем находится много людей.
При длительном ухудшении состояния следует обязательно обратиться к специалисту. Не стоит проводить профилактику гиперкапнии народными средствами или другими препаратами без консультации у врача.
Симптоматику гиперкапнии трудно перепутать с другими заболеваниями. Поэтому необходимо контролировать состояние здоровья и проходить регламентированные медицинские осмотры каждый год.
Видео:Гипоксия Кислородное голодание