гипокапния что это такое
Что такое гипокапния?
Гипокапния – это опасная патология, которая характеризуется снижением концентрации углекислого газа в крови человека, что в свою очередь негативным образом отражается на физиологическом состоянии.
В системе газообмена происходит образование избыточного количества углекислого газа, который частично растворяется в крови. Вещества, образующиеся в результате биохимических реакций, регулируют кислотно-щелочное равновесие в кроветворении. Функции правильного газообмена требуются для нормального функционирования внеклеточных и клеточных элементов человеческого организма.
Патологические процессы, нарушающие естественный газообмен, приводят к нежелательному сдвигу концентрации углекислого газа. В результате угнетаются функции организма и ухудшается общее самочувствие человека.
Причины появления заболевания
Подобное заболевание еще не до конца изучено, и во многих клинических случаях его этиология может оставаться неясной. Если говорить о причинах развития патологии, то они могут иметь следующий характер:
Морфологические поражения органов центральной и периферической нервной системы. В частности, это нарушения мозгового кровообращения, травмы, доброкачественные и злокачественные новообразования;
Патологии, имеющие бактериальное или инфекционное происхождение (менингит или энцефалит);
Острые и хронические психоневрологические расстройства. Это могут быть психозы, параноидальные состояния, панические атаки;
Применение определенных препаратов, обладающих избыточной токсичностью;
Повышение температуры тела или гипертермия;
Снижение степени парциального давления, которое может быть вызвано признаками горной болезни;
Отек и обструктивные изменения в легких и бронхах;
Неправильная техника проведения искусственной вентиляции легких.
Также фактором развития заболевания может служить патология тонусов сосудов, заболевания сердечно-сосудистой системы, наличие диуреза, необъяснимая нервная и мышечная возбудимость.
Симптомы заболевания
Человек может жаловаться на резкие и неприятные головокружения. Часто наблюдается отдышка и головная боль, боли в области груди, повышенная утомляемость и сонливость.
Гипервентиляционный синдром, вызываемый состоянием гипокапнии, может приводить не только к головокружениям, но и к потере сознания. Пациент чувствует потемнение в глазах, который называется эффектом «черных мушек».
Помимо прочего страдает координация движений и двигательная активность пациента. Отмечается снижение умственной работоспособности, а во время наступления приступа гипокапнии иногда появляются судороги и гипертонус мышц. Патологическое состояние наступает, как правило, резко.
Гипокапния может наблюдаться и в те моменты, когда человек находится в состоянии сильного стресса или паники. Кстати, нехватка углекислого газа в крови у отдельных пациентов может проявляться и в связи с возрастными физиологическими изменениями. Отмечается подобное неприятное состояние у людей, страдающих от избыточного веса и гиподинамии.
Диагностика гипокапнии
В системе диагностики заболевания применяются современные инструментальные и лабораторные методы. Контроль уровня углекислого газа в крови помогает обозначить специальный медицинский аппарат под названием ткапнограф, который помогает анализировать количество углекислого газа в крови пациента.
Также измеряется артериальное давление, делаются клинические анализы крови. Стоит сказать то, что гипокапния обычно возникает не самостоятельно, а на фоне уже имеющегося определенного патологического процесса в организме, который медики должны исследовать. Дополнительно может назначаться рентгенография, МРТ, УЗИ.
Лечение и первая помощь при возникновении гипокапнии
Лечебные процедуры предназначаются для создания оптимального уровня углекислого газа в крови пациента. С этой целью медики используют особые воздушные смеси, которые повышают искусственным образом концентрацию углекислого газа.
Этот метод позволяет организму восполнить нехватку углекислого газа и нормализовать его уровень до нормального физиологического состояния. При первой помощи необходимо дать специальную воздушную смесь. Следует постараться дать доступ кислороду в том случае, если больной почувствовал себя плохо в закрытом помещении. Также надо обязательно измерить уровень артериального давления.
Гипокапния – это тревожный симптом, и при его проявлении следует обязательно обратиться к врачу для полного и всестороннего обследования организма, так как за этим патологическим состоянием могут скрываться довольно серьезные и тяжелые патологии, требующие неотложного лечения.
ГИПОКАПНИЯ
Гипокапния (греч. hypo- + kapnos дым) — пониженное напряжение углекислого газа в артериальной крови (менее 35 мм рт. ст.), возникающее в результате чрезмерного выделения углекислого газа из организма.
Причиной Гипокапнии может быть гипервентиляция легких, обусловленная органическими поражениями мозга, невротическим состоянием, хим. агентами (напр., аналептиками центрального действия, нек-рыми микробными токсинами), острой кровопотерей, болевым раздражением (если оно не связано с дыхательными экскурсиями), гипертермией. Большое значение в возникновении гипервентиляции легких имеют рефлексы с хеморецепторов каротидных клубочков, обладающих высокой чувствительностью к воздействию различных факторов, вызывающих гипоксию: обедненный кислородом вдыхаемый воздух, циркуляторные расстройства, уменьшающие кровоснабжение каротидных клубочков, а также воздействие на них хим. агентами, нарушающими процессы биологического окисления и энергообразования в рецепторных структурах каротидных клубочков. К таким агентам относятся, напр., вещества с высоким отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (так наз. восстановители), соли тяжелых металлов, некоторые микробные токсины, эндогенные токсические вещества и др. Гипервентиляция легких может также возникать при раздражении Н-холинреактивных структур каротидных клубочков различными веществами (никотин, ацетилхолин-хлорид, цититон, лобелин и др.).
К Г. может приводить интенсивная искусственная вентиляция легких, проводимая без контроля газового состава альвеолярного воздуха или артериальной крови; кратковременная Г. может возникать и в результате произвольной гипервентиляции (см. Легочная вентиляция).
По мере снижения парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе и его напряжения в крови ритмическое возбуждение дыхательного центра постепенно ослабевает, дыхание становится аритмичным или полностью прекращается, что можно наблюдать при искусственной гипервентиляции легких. Ритмическая активность дыхательного центра в условиях Г. может быть восстановлена возбуждающей афферентацией, поступающей от хеморецепторов каротидных клубочков, сосудистых барорецепторов, болевых рецепторов и др.
Клинические проявления Гипокапнии
Клинические проявления Гипокапнии не специфичны. Наиболее часто наблюдаются снижение умственной работоспособности, головокружение, нарушение ориентации, иногда обморочное состояние. Считается, что снижение напряжения углекислого газа и возникающие при этом алколоз и электролитные сдвиги могут оказывать воздействие на некоторые нервные структуры, повышая их возбудимость, в связи с чем нередко наблюдаются гипертонус скелетных мышц и судороги. Г. сопровождается изменениями электрической активности коры головного мозга; на ЭЭГ исчезают высокочастотные компоненты и появляются медленные высокоамплитудные волны. В основе характерной для Г. измененной ЭЭГ лежит ослабление восходящих активирующих влияний ретикулярной формации ствола мозга вследствие ишемической гипоксии и дефицита углекислого газа.
Влияние Г. проявляется в общих и регионарных изменениях кровообращения, снижении АД в силу нек-рого ослабления сердечной деятельности и, возможно, за счет уменьшения сопротивления сосудов мышц и некоторых органов, значительном понижении мозгового кровотока в результате падения общего АД и сужения сосудов мозга. Минутный объем крови при Г. обычно не изменяется, но может немного увеличиваться или уменьшаться; коронарный кровоток несколько понижается.
Г. может оказывать отрицательное влияние на переносимость организмом гипоксии вследствие неблагоприятного перераспределения кровотока (ухудшение кровоснабжения мозга и сердца), а также в результате повышения потребности тканей в кислороде.
Гипокапния в условиях авиационного и космического полета
Состояние Г. может развиться у летчика и космонавта под влиянием ускорений, повышенной температуры окружающей среды, примесей токсических веществ в воздухе кабины, при увеличении сопротивления дыханию в кислородно-дыхательной аппаратуре. Указанные факторы, нарушая кислородное обеспечение организма, вызывают гипервентиляцию и повышенное выделение углекислого газа из организма.
Умеренная Г., возникающая в условиях гипоксии, имеет положительное, приспособительное, значение, т. к. за счет снижения напряжения углекислого газа в альвеолах увеличивается парциальное давление кислорода, а следовательно, возрастает его напряжение в артериальной крови и насыщение крови и тканей кислородом. В результате повышается устойчивость организма к действию некоторых факторов полета (гипоксии, ускорениям).
Выраженная Г. вследствие развивающегося алкалоза и сужения сосудов головного мозга вызывает так наз. гипервентиляционный синдром: снижение работоспособности, головокружение, нарушение зрения, парестезии, иногда обморок; ухудшение самочувствия может привести к серьезным ошибкам в действиях пилота.
Имеются наблюдения, что непроизвольная гипервентиляция легких с последующей Г., кратковременным ухудшением самочувствия и работоспособности может возникать при большом эмоциональном напряжении пилота, вызванном внезапным ухудшением метеорологических условий, аварийной ситуацией и др. Особенно это может возникать у лиц, не имеющих достаточного опыта пилотирования, при освоении новой авиационной техники, после длительного перерыва в летной работе.
Диагностировать, что причиной ухудшения самочувствия является именно Г., удается далеко не всегда, т. к. гипервентиляционный и гипоксический синдромы могут быть весьма сходны.
Профилактика и терапия
Профилактика и терапия Г. заключается в основном в устранении причины гипервентиляции. При Гипокапнии, возникающей вследстствие гипоксии, эффективным иногда может оказаться небольшое увеличение парциального давления углекислого газа во вдыхаемом воздухе.
Для предупреждения и устранения уже развившегося гипокапнического состояния в полете рекомендуется произвольное регулирование частоты и глубины дыхания и произвольное апноэ. Рекомендуются также различные меры, снижающие эмоциональную напряженность в полете.
Библиография: Аничков С. В. и Беленький М. Л. Фармакология химиорецепторов каротидного клубочка, Л., 1962, библиогр.; Асямолова Н. М., Кочетов А. К. и Малкин В. Б. Гипервентиляция как функциональная проба, в кн.: Пробл, космич. мед., под ред. В. В. Парина, с. 42, М., 1966; Гурвич Г. И. и Мартенс В. К. О гипервентиляции у летчиков в полете, Воен.-мед. журн., № 5, с. 64, 1973; Марищук В. Л., Платонов К. К. и Плетницкий Е. А. Напряженность в полете, М., 1969; Маршак М. Е. Физиологическое значение углекислоты, М., 1969, библиогр.; Франкштейн С. И. и Сергеева 3. H. Саморегуляция дыхания в норме и патологии, М. 1966, библиогр.
Н. И. Лосев; И. Н. Черняков (косм.).
Гипокапния что это такое
8.1. Этиология и патогенез брадипноэ, гиперпноэ, тихипноэ, апноэ
Как известно, внешнее дыхание представляет собой процесс газообмена между внешней средой и альвеолярным воздухом, а также между альвеолами и притекающей к легким кровью (альвеолярное дыхание). Различают следующие виды нарушения внешнего дыхания:
Брадипноэ – редкое дыхание, которое возникает при поражении и угнетении дыхательного центра на фоне гипоксии, отека, ишемии и воздействия наркотических веществ, а также при перерезке n. vagus, несостоятельности хеморецепторного аппарата. При сужении крупных воздухоносных путей отмечается редкое и глубокое дыхание – стенотическое. Повышение артериального давления вызывает рефлекторное снижение частоты дыхательных движений (рефлекс с барорецепторов дуги аорты).
Гиперпноэ – глубокое и частое дыхание, отмечается при мышечной работе, гиперкапнии и высокой концентрации Н+, эмоциональном напряжении, тиреотоксикозе, анемии, ацидозе, снижении содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (рефлекс с центральных и периферических хеморецепторов, проприорецепторов дыхательных мышц, с БАР воздухоносных путей и т.д.).
Тахипноэ – частое поверхностное дыхание. Возникает вследствие выраженной стимуляции дыхательного центра при гиперкапнии, гипоксемии и повышении концентрации ионов Н+(рефлекс с хемо-рецепторов, БАР и МАР воздухоносных путей и паренхимы легких). Этот вид дыхания наблюдается при лихорадке, пневмониях, застое в легких, ателектазе и т.п. Тахипноэ способствует развитию альвеолярной гиповентиляции в результате преимущественной вентиляции мертвого пространства.
Апноэ – отсутствие дыхательных движений наблюдается при гипокапнии, снижении возбудимости дыхательного центра вследствие поражения головного мозга, экзо- и эндоинтоксикаций, действия наркотических веществ.
Апнейстическое дыхание характеризуется судорожным усиленным удлиненным вдохом, который редко прерывается выдохом. Такой вид дыхания можно воспроизвести в эксперименте после перерезки у животного обоих блуждающих нервов и ствола на границе между верхней и средней третью моста.
Гаспинг-дыхание характеризуется редкими, глубокими, убывающими по силе “вздохами”, возникает в терминальной фазе асфиксии. При данном виде дыхания работают только клетки каудальной части продолговатого мозга.
8.2. Периодическое дыхание (Чейна-Стокса, Биота) и терминальное дыхание (Куссмауля)
Дыхание Чейна-Стокса характеризуется чередованием групп дыхательных движений с нарастающей амплитудой и периодов апноэ (остановка дыхания). Следует отметить, что дыхание Чейна-Стокса может встречаться не только в условиях патологии, но и в норме: у здоровых людей во сне, у недоношенных детей с незрелой системой регуляции дыхания, в старческом возрасте (когда имеется повышение порога возбудимости дыхательного центра).
Дыхание Биота характеризуется чередованием периодов апноэ с группами дыхательных движений равной амплитуды (рис.12).
В основе развития периодического дыхания Чейна-Стокса и Биота лежит снижение возбудимости дыхательного центра под влиянием экзогенных и эндогенных патогенных факторов, возникающее, в частности, при острой и хронической гипоксии, действии механической травмы мозга, развитии отека мозга, при аутоинтоксикациях (при сахарном диабете, почечной недостаточности, печеночной недостаточности), а также, на фоне развития коматозных состояний, воспалительного процесса, опухолевого поражения продолговатого мозга, при нарушениях мозгового кровообращения.
При дыхании Чейна-Стокса и Биота адекватные в условиях нормы гуморальные и нервные раздражители не оказывают стимулирующего влияния на бульбарный дыхательный центр Активация нейронов бульбарного дыхательного центра возникает лишь на фоне воздействия сверхпороговой афферентации с центральных и периферических хеморецепторов при возрастании РСО2, [H+] и снижении РаО2 по сравнению с показателями нормы.
В случаях развития дыхания Чейна-Стокса, несмотря на снижение возбудимости бульбарного дыхательного центра, возникает повышение активности бульбарных инспираторных нейронов на фоне дополнительной афферентации, возникающей в момент первых дыхательных движений с рецепторов воздухоносных путей, проприорецепторов дыхательных мышц и сухожильных рецепторов. Последнее приводит к углублению дыхания. Увеличение глубины дыхательных движений сопровождается нормализацией газового состава крови, когда дыхательный центр вновь оказывается нечувствительным к нормальным по силе гуморальным воздействиям. При этом вновь возникает апноэ, сопровождающееся развитием гипоксии, повышением концентрации РСО2 и [H+] сверх нормальных пороговых величин, вновь обеспечивающих гуморальную стимуляцию бульбарных инспираторных нейронов.
В случае развития дыхания Биота также имеет место снижение чувствительности нейронов бульбарного дыхательного центра к адекватным стимулирующим влияниям с хеморецепторов, их активация возникает лишь при воздействии сверхпороговых гуморальных раздражителей. Однако в случае развития дыхания Биота, в отличие от дыхания Чейна-Стокса, инспираторные нейроны дыхательного центра не реагируют повышением активности на дополнительную стимулирующую афферентацию, возникающую при первых дыхательных движениях с рецепторов воздухоносных путей, паренхимы легких, проприорецепторов дыхательных мышц и сухожильных рецепторов. В связи с этим амплитуда дыхательных движений не изменяется.
8.3. Одышка: виды и механизмы развития
1. Усиление стимулирующей афферентации в бульбарный дыхательный центр (с механорецепторов воздухоносных путей, с МАР растяжения альвеол, с рецепторов спадения, юкстакапиллярных рецепторов, проприорецепторов, а также с висцеральных рецепторов и рецепторов болевой, термической чувствительности).
2. Усиление рефлекторных влияний с барорецепторов аорты и каротидных синусов. Эти рецепторы включаются в патогенез одышки при кровопотере, шоке, коллапсе. При артериальном давлении ниже 70 мм рт. ст. (9,1 кПа и меньше) уменьшается поток импульсов, оказывающих тормозное влияние на центр вдоха.
3. При снижении в крови напряжения О2, увеличении СО2 или возрастании концентрации ионов [H+] возникают усиление афферентации с центральных и периферических хеморецепторов в бульбарный дыхательный центр, активация инспирации (сердечная недостаточность, дыхательная недостаточность, почечная недостаточность, анемии, нарушения КОС различного генеза).
4. Ощущение недостаточности дыхания может возникнуть при чрезмерном растяжении межреберных мышц (например, при тяжелой физической работе, уменьшении эластичности легких, сужении верхних дыхательных путей), когда возбуждаются проприорецепторы мышц, импульсация с которых поступает в высшие отделы головного мозга.
5. Стимуляция дыхательного центра и ощущение недостаточности воздуха имеет место при локальных нарушениях мозгового кровообращения (спазм, тромбоз сосудов мозга, эмболия, развитие деструктивных изменений инфекционного, аллергического и другого происхождения).
В случаях развития рестриктивных нарушений вентиляции легких (например, при бронхиальной астме, отеке легких, пневмофиброзе легочной ткани и т.д.), когда снижается эластичность легочной ткани и значительно затрудняется растяжение альвеол под влиянием физиологического объема вдыхаемого воздуха, с МАР растяжения альвеол длительное время поступает низкочастотная афферентация в бульбарный дыхательный центр. Последняя приводит к длительной стимуляции бульбарных инспираторных нейронов и удлинению акта вдоха, т.е. развитию инспираторной одышки.
При развитии обструктивной формы дыхательной недостаточности, в основе которой лежит нарушение проходимости воздухоносных путей, особенно в случаях развития бронхоспазма при атопической и инфекционной бронхиальной астме, возникает резкое затруднение удаления воздуха из альвеол в окружающую среду. При этом альвеолы длительное время находятся в перерастянутом состоянии. С МАР растяжения альвеол длительное время поступает высокочастотная импульсация в бульбарный дыхательный центр, пессимальная для инспираторных нейронов, что препятствует развитию акта вдоха и, соответственно, обеспечивает пролонгирование фазы экспирации, т.е. развитие экспираторной одышки.
Следует отметить, что выделение инспираторной и экспираторной одышки в определенной степени относительно, поскольку нередко одышка, начинаясь как инспираторная или экспираторная, достаточно быстро приобретает смешанный инспираторно-экспираторный характер.
Чем опасна гиперкапния?
Гиперкапния – это повышенное содержание углекислого газа в артериальной крови и тканях организма. Этот термин знаком не многим, но состояние, характеризуемое этим словом, ощущал практически каждый.
Вспомните, что вы испытывали при большом скоплении народа – в очередях, в душных офисах. Или состояние во время респираторных заболеваний, когда заложен нос и бронхи забиты мокротой. Начинает кружиться или болеть голова, возникает сильная слабость, тошнота, учащенно стучит сердце, выступает пот.
В статье о пользе углекислого газа мы уже затрагивали понятие гиперкапнии. Давайте подробнее разберемся, что же означает этот термин?
Что такое гиперкапния?
Углекислый газ в нашем организме, может быть как полезным, так и вредным. Все зависит от количества его содержания. Существует понятие баланса, нормы для этого показателя – 4,7-6%.
Нормальный механизм выведения углекислого газа из организма человека – через легкие, путем проникновения из кровеносных сосудов в альвеолы. Если по каким-то причинам этот процесс нарушается, наступает гиперкапния – повышение содержания углекислого газа.
Тогда давление CO 2 в газовой смеси повышается до 55 – 80 мм рт.ст., а уровень кислорода снижается. Проще говоря, наступает отравление углекислым газом.
Виды гиперкапнии
Гиперкапния по своей природе бывает экзогенная и эндогенная.
Экзогенная развивается при повышенном содержании углекислого газа в воздухе. Она возникает, можно сказать, по причинам внешним, не зависящим от вас: очереди, душное помещение.
А гиперкапнию эндогенную вызывают внутренние причины:
Увеличение СО 2 может быть также следствием повышенного образования его в самом организме. Причиной может стать лихорадка, сепсис, политравма, злокачественная гипертермия.
Чем опасна гиперкапния и кто ей подвержен?
Форма гиперкапнии может быть легкой, такую человек не особо ощутит. Покинув душное помещение, он быстро забудет об ощущениях, которые испытал, – легкое головокружение, покраснение кожи, учащенное сердцебиение и дыхание.
С гиперкапнией начальной формы, особенно если она «формируется» постепенно (в течение нескольких дней, даже месяца), человеческий организм справляется легче. Включаются механизмы адаптации и компенсации.
При глубокой гиперкапнии симптоматика носит более агрессивный характер. Тут могут появиться отклонения со стороны сразу нескольких систем организма.
Самая тяжелая степень гиперкапнии (она же самая опасная) – гиперкапническая кома. У человека в состоянии комы отсутствуют рефлексы и сознание, резко снижается АД, оттенок кожи цианотичный (синюшный). Результатом может стать остановка дыхания и работы сердца, т. е. летальный исход.
Очень большую опасность гиперкапния представляет для женщин во время беременности. Речь может идти
о выкидыше вследствие развития дыхательной недостаточности, повышения артериального давления
и нарушения плацентарного газообмена.
Второй вариант развития событий – ребенок может появиться на свет с патологией (задержка умственного, психомоторного развития, детский церебральный паралич, эпилепсия и др.). Высокий уровень СО 2 негативно сказывается на еще не в полной мере развившейся нервной системе малыша.
Как стабилизировать состояние человека, пострадавшего от гиперкапнии?
Оказание помощи при гиперкапнии
Объем помощи пострадавшему зависит, конечно же, от степени отравления углекислым газом. Чтобы стабилизировать состояние человека и уменьшить риски осложнений, нужно, во-первых, обеспечить достаточный приток кислорода. Это самое простое и вместе с тем самое важное действие.
Если человек сам не в состоянии покинуть душное помещение, нужно вынести его на воздух. Чаще всего этого достаточно для устранения легкой гиперкапнии экзогенного характера.
При эндогенном (внутреннем) происхождении речь идет о том, чтобы устранить основное заболевание или смягчить выраженность его симптомов. Некоторым пациентам назначают систематическую очистку дыхательных путей, разжижение и выведение вязкого бронхиального секрета.
Хороший эффект дает пребывание больного в прохладном помещении с уровнем влажности более 50%. Для улучшения вентиляции легких применяют бронходилататоры – группу лекарственных препаратов способных расслаблять мышечную стенку бронхов и тем самым увеличивать их просвет, а также стимуляторам дыхания. Благодаря этим мерам нормализуется состояние больного.
В случае тяжелого отравления углекислым газом вы не обойдетесь своими силами, здесь понадобится помощь медиков, иногда экстренная. Иначе человек может погибнуть.
В особо тяжелых случаях медики проводят интубацию трахеи (введение особой трубки для проведения интенсивной терапии), кислородотерапию (больной дышит сбалансированной кислородно-азотной смесью), прибегают к искусственной вентиляции легких.
Гиперкапния и дыхательная гимнастика
При эндогенной гиперкапнии, появляющейся из-за внутренних нарушений в работе организма, противопоказано заниматься дыхательной гимнастикой или проводить занятия на дыхательных тренажерах.
Но несмотря на это, нам было важно рассказать в блоге о таком явлении и его последствиях. Ведь мы часто говорим о пользе углекислого газа, поэтому умалчивать о его вреде было бы просто нечестно.
Если врач поставил вам диагноз гиперкапния или ацидоз, ни в коем случае не начинайте занятия на дыхательных тренажерах. Это может усугубить ситуацию.
Если подобного диагноза у вас нет, а содержание углекислого газа ниже нормы, то вы можете приобрести дыхательный тренажер. При этом не нужно бояться, что у вас появится серьезная эндогенная гиперкапния.
Тщательно следите за своим здоровьем, прислушивайтесь ко всем «сигналам» своего организма
и подписывайтесь на наш блог, чтобы вовремя их распознать.
Подробнее о дыхательном тренажере «Самоздрав» вы можете узнать, перейдя по ссылке.