Гипоксемия (недостаток кислорода в крови) - причины, лечение, осложнения

Гипоксемия (недостаток кислорода в крови) - это состояние, при котором парциальное давление кислорода в крови падает ниже 60 мм рт. В каких условиях возникает гипоксемия? Какие изменения происходят в гипоксическом организме? Могут ли осложнения быть опасными для жизни?

Гипоксемия (недостаток кислорода в крови) возникает, когда в крови слишком мало кислорода. Одним из наиболее важных условий поддержания гомеостаза, то есть внутреннего баланса тела, является поддержание надлежащего оксигенации артериальной крови. Для их обеспечения необходимо иметь адекватное содержание кислорода в атмосферном воздухе, правильное функционирование дыхательной системы и эффективный транспорт кислорода из альвеол в кровь. Нарушение на любом из этих этапов может привести к гипоксемии.

Оглавление

1. Гипоксемия и гипоксия
2. Физиология легочного кровообращения
3. Гипоксемия: причины
4. Гипоксемия и метаболизм
5. Гипоксемия: симптомы
6. Гипоксемия: лечение
7. Физическая культура в условиях гипоксии

Гипоксемия и гипоксия

Гипоксия и гипоксемия похожи, но не одинаковы. Гипоксемия - более узкий термин, он означает снижение оксигенации артериальной крови.

Гипоксия, напротив, означает гипоксию тканей или всего организма. Причиной гипоксии может быть гипоксемия - тогда речь идет о гипоксической гипоксии. Тогда недостаточно насыщенная кислородом кровь не может обеспечить ткани необходимым им кислородом. Однако стоит понимать, что гипоксия и гипоксемия не всегда сосуществуют.

Однако гипоксия может развиться и при нормальном уровне кислорода в крови. Это может быть связано с уменьшением объема циркулирующей крови или нарушением работы системы кровообращения.

Одним из примеров таких нарушений является ишемический инсульт. Сгусток крови перекрывает просвет сосуда, кровь (несмотря на достаточное насыщение кислородом) не поступает в мозг, что вызывает его гипоксию.

Гипоксия не всегда является следствием гипоксемии. Снижение оксигенации крови запускает механизмы предотвращения гипоксии тканей. Хороший пример - компенсаторное увеличение частоты сердечных сокращений (тахикардия). Несмотря на то, что в крови слишком мало кислорода, учащенное сердцебиение обеспечивает ткани его достаточным количеством.

Определение гипоксемии в мире медицинских публикаций иногда бывает неоднозначным. Большинство авторов считают наиболее важным критерием снижение парциального давления кислорода в крови ниже 60 мм рт.

Некоторые также включают в это определение снижение процента насыщения гемоглобина кислородом, то есть снижение насыщения ниже 90%. Другие считают этот параметр показателем гипоксии тканей.

Физиология легочного кровообращения

Прежде чем объяснять механизмы гипоксемии, важно понять, откуда берется кислород и как он транспортируется.

Легочное кровообращение (называемое малым кровотоком) начинается в правом желудочке сердца. Его задача - перекачивать неоксигенированную кровь к легочному стволу, который разделяется на две легочные артерии. Эти артерии постепенно разветвляются на сосуды все меньшего калибра. Самые крошечные из них называются капиллярами (капиллярами) и образуют плотную сеть, которая обвивает альвеолы.

Стенка капилляра вместе с прилегающей стенкой альвеол образует так называемый альвеолярно-капиллярный барьер. Именно через этот барьер происходит газообмен - кислород проникает из просвета пузыря в кровь в капилляре, а углекислый газ течет в обратном направлении.

Затем насыщенная кислородом кровь транспортируется в легочные вены, откуда она попадает в левое предсердие сердца. Стоит обратить внимание на то, что в малом круге кровообращения деоксигенированная кровь течет по артериям, а насыщенная кислородом кровь - по венам (в отличие от большого кровотока).

Гипоксемия: причины

Для обеспечения адекватного уровня кислорода в артериальной крови необходимо соблюдение трех основных условий:

• достаточно кислорода в воздухе, которым мы дышим
• правильный поток воздуха с кислородом через дыхательные пути к альвеолам
• постоянный приток крови к легочным сосудам и возможность проникновения в них кислорода из вдыхаемого воздуха

Следовательно, развитие гипоксемии может быть следствием множества ситуаций, таких как:

• уменьшение количества кислорода в атмосферном воздухе

Чаще всего уменьшение содержания вдыхаемого воздуха происходит на высоте. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается, а парциальное давление кислорода уменьшается. По этой причине пребывание на высоте может вызвать гипоксемию и развитие высотной болезни.

• гиповентиляция, то есть уменьшение притока воздуха в легкие

Недостаточное дыхание или его слишком низкая частота приводят к недостаточному притоку к альвеолам насыщенного кислородом воздуха.Замедление дыхания может быть результатом нарушения обмена веществ, употребления наркотиков и передозировки некоторых лекарств (например, анестетиков или противоэпилептических средств).

Нарушения дыхания возникают и при заболеваниях, нарушающих работу дыхательных мышц - например, в группе заболеваний двигательных нейронов (в том числе при боковом амиотрофическом склерозе).

Дыхательный центр, который управляет инспираторно-экспираторной деятельностью, расположен в продолговатом мозговом веществе ствола головного мозга. Повреждение этих структур (например, из-за ишемии или травмы) может разрушить «центр управления» дыханием, что приведет к последующей гиповентиляции и гипоксемии.

Недостаточное дыхание также возникает при обструктивном апноэ во сне. Это заболевание, при котором во время сна останавливается дыхание.

• нарушение соотношения вентиляции и легочного кровотока

Эффективное насыщение крови кислородом возможно только в случае ее непрерывного поступления в капилляры, окружающие правильно вентилируемые альвеолы.

Если часть легкого плохо вентилируется (например, из-за аспирации инородного тела или воспаления, как при COVID-19), она не будет насыщена кислородом, несмотря на нормальный кровоток.

Возможно и обратное: альвеолы ​​хорошо вентилируются и содержат нужное количество кислорода, но кровь почему-то не доходит до капилляров.

Типичным примером нарушения легочного кровообращения является тромбоэмболия легочной артерии, при которой поток дезоксигенированной крови к легочным сосудам блокируется внутренним тромбом.

• дисфункция альвеолярно-капиллярного барьера

Альвеолярно-капиллярный барьер обеспечивает газообмен между просветом альвеол и капиллярами. Его утолщение может затруднить попадание кислорода в кровь. Примером состояния, при котором нарушается барьерная функция, является спонтанный фиброз.

• право-левая утечка

Физиологически правая половина сердца содержит дезоксигенированную кровь, которая после прохождения через малый круг кровообращения попадает в левую половину в виде насыщенной кислородом крови. Существуют заболевания, при которых дезоксигенированная кровь поступает в левый желудочек без стадии оксигенации в легких. Мы называем это утечкой.

Наиболее частые причины шунта справа налево - врожденные пороки сердца и / или крупных сосудов. Наличие отверстий в перегородке, разделяющей половинки сердца, или соединениях между легочным стволом и аортой, позволяет потоку неокисленной крови прямо в артерии большого кровотока.

Примерами врожденных пороков сердца с шунтом справа налево являются отверстия в межжелудочковой или межжелудочковой перегородке, а также открытый артериальный проток (кровь, которая переносит кровь непосредственно из легочного ствола в аорту внутриутробно).

Гипоксемия и метаболизм

Нарушение снабжения клеток кислородом вызывает немедленное изменение их функционирования. Они ограничивают свою деятельность и переходят на так называемые анаэробный метаболизм.

Продолжительная гипоксия вызывает развитие прогрессирующего метаболического ацидоза, приводящего к необратимому повреждению клеток и их гибели. Последствия гипоксемии могут быть драматичными, включая полиорганную недостаточность и смерть.

Нервные клетки наиболее чувствительны к гипоксии - их функция теряется через 1 минуту гипоксии. Клетки сердечной мышцы выживают в таких условиях около 4 минут, а скелетных мышц - до 2 часов.

Внезапная гипоксемия запускает ряд лечебных реакций, чтобы минимизировать ее последствия. Учащается пульс, повышается артериальное давление и увеличивается частота дыхания.

В работу включаются дополнительные дыхательные мышцы, позволяющие делать более глубокие вдохи. В органах, наиболее важных для выживания (мозг, сердце), кровеносные сосуды расширяются, чтобы снабжать их как можно большим количеством крови.

В легких ответ на гипоксию - рефлекторное сужение сосудов. Если часть легкого не вентилируется должным образом, вазоконстрикция в нем позволяет крови перемещаться в лучше вентилируемые области.

Хроническая гипоксемия может привести к генерализованному спазму сосудов в легких. Таким образом, развивается легочная гипертензия, ложащая чрезмерную нагрузку на правый желудочек. Перегрузка и недостаточность правой части сердца из-за изменений в легких называется легочным сердцем (легочное сердце).

Другой защитный механизм при хронической гипоксемии - это стимуляция выработки эритропоэтина почками. Эритропоэтин (ЭПО) - гормон, стимулирующий выработку красных кровяных телец в костном мозге. Увеличение их количества позволяет транспортировать больше кислорода.

Гипоксемия: симптомы

Диагноз гипоксемии на основании клинических симптомов зависит от ее тяжести и возможной компенсации.

Острая гипоксемия обычно проявляется ощущением одышки, учащением дыхания и увеличением усилий при вдохе. Часто частота сердечных сокращений увеличивается до> 100 ударов в минуту.

Поскольку нервные клетки наиболее чувствительны к гипоксии, первые симптомы гипоксии могут быть связаны с неврологическими нарушениями.

Внезапная спутанность сознания, дезориентация или нарушение речи всегда исключают гипоксемию.

Симптомы хронической гипоксии в организме могут включать: вторичную гиперемию (повышенное количество эритроцитов), цианоз и т.н. пальцы палочки (утолщенные на кончиках). Длительная гипоксемия у детей может вызвать замедление психомоторного развития.

Лабораторный тест для диагностики гипоксемии - это измерение газов артериальной крови. Он измеряет парциальное давление кислорода в крови. Допустимый диапазон для этого параметра составляет 75–100 мм рт.

Результат ниже 60 мм рт. Ст. Свидетельствует о гипоксемии. Такое низкое парциальное давление кислорода обычно также соответствует снижению сатурации артериальной крови ниже 90%.

Гипоксемия: лечение

Лечение гипоксемии зависит в первую очередь от того, с какой формой гипоксемии мы имеем дело: острой или хронической. Диагностика гипоксемии всегда требует определения стабильности состояния пациента.

Незамедлительное вмешательство требуется в случае сильной одышки, учащенного сердцебиения, изменений артериального давления или неврологических симптомов (спутанность сознания, деменция).

Острая гипоксемия может привести к гипоксии тканей и, как следствие, к полиорганной недостаточности и смерти.

Повышение содержания кислорода в крови достигается за счет кислородной терапии. По результатам обследования врач подбирает подходящий для пациента поток кислорода, который вводится через специальную маску или так называемый кислородные усы.

Существуют разные типы масок, которые позволяют подавать кислород в различных концентрациях; самая высокая концентрация достигается за счет маски с резервуаром (до 90% кислорода в дыхательной смеси).

В наиболее тяжелых случаях может потребоваться использование устройств респираторной поддержки, создавая положительное давление в дыхательных путях во время вдоха. Это называется механическая вентиляция.

У некоторых пациентов можно использовать неинвазивную вентиляцию легких, при которой дыхание поддерживается маской, подключенной к аппарату ИВЛ. Инвазивная вентиляция предназначена для наиболее тяжелых больных.

Пациенту под общей анестезией проводят интубацию, его собственное дыхание «выключают», а вентиляцию выполняет вентилятор.

Все вышеописанные методы являются симптоматическими методами лечения. Введение кислорода может помочь стабилизировать состояние пациента, но поиск причин гипоксии всегда является ключевым. Кислородная терапия также требует постоянного наблюдения за состоянием пациента (регулярные измерения сатурации, например, с использованием пульсоксиметра, газометрии).

При заболеваниях, приводящих к хронической гипоксемии (чаще всего заболеваниям легких, включая ХОБЛ, фиброз легких, тяжелую астму), может потребоваться хроническая кислородная терапия.

В настоящее время в Польше популярны кислородные концентраторы, позволяющие проводить кислородную терапию дома. Пациент должен дышать через кислородные усы / маску, подключенную к концентратору, не менее 15-17 часов в день.

Длительная кислородная терапия продлевает выживаемость и улучшает качество жизни пациентов.

Физическая культура в условиях гипоксии

Естественная реакция организма на пониженное содержание кислорода в воздухе изучается в течение многих лет с точки зрения возможности его использования при тренировках спортсменов. К преимуществам тренировок в условиях гипоксии можно отнести увеличение количества красных кровяных телец и количества гемоглобина, а значит, - увеличение возможности транспорта кислорода через кровь.

Благоприятные изменения происходят также на уровне метаболизма мышечных клеток и их реактивности на нервные раздражители.

Было много разных представлений о том, как проводить такие тренировки, а также о соответствующем уровне гипоксии.

В настоящее время тренировки в высокогорных условиях можно заменить тренировками в гипоксических камерах, имитирующих снижение содержания кислорода в воздухе на высоте.

Планирование гипоксических тренировок требует осознания риска побочных эффектов (например, снижения физической работоспособности), постоянного наблюдения за здоровьем спортсмена, а также учета его индивидуальной чувствительности к этому виду тренировок.

Библиография:

1. Сэмюэл Дж., Франклин К. (2008) Гипоксемия и гипоксия. В: Myers J.A., Millikan K.W., Saclarides T.J. (ред.) Общие хирургические заболевания. Спрингер, Нью-Йорк, Нью-Йорк
2. Механизмы гипоксемии Малай Саркар, Н. Ниранджан и П. К. Баньял, Lung India. 2017 январь-февраль; 34 (1): 47–60.
3. «Гипоксемия» Стива К. Хаскинса, https://www.sciencedirect.com
4. Interna Szczeklik 2018, Петр Гаевский, Анджей Щеклик, издательство Депутат

Об авторе

Krzysztof Białoy Студент медицинского факультета Collegium Medicum в Кракове, постепенно вступая в мир постоянных проблем, связанных с работой врача. Ее особенно интересуют гинекология и акушерство, педиатрия и медицина образа жизни. Любитель иностранных языков, путешествий и горных походов.

Прочитать больше статей этого автора