Гипоксемия (дефицит кислорода в крови) возникает, когда в крови слишком мало кислорода. Одним из важнейших условий поддержания гомеостаза, т. е. внутреннего баланса организма, является поддержание правильной оксигенации артериальной крови. Для их обеспечения необходимы соответствующее содержание кислорода в атмосферном воздухе, правильное функционирование дыхательной системы и эффективный транспорт кислорода из альвеол в кровь. Нарушение любого из этих этапов может вызвать гипоксемию.
Оглавление
<ол>Гипоксемия и гипоксия
Гипоксия и гипоксемия — схожие, но не идентичные состояния. Гипоксемия – более узкое понятие, оно означает снижение оксигенации артериальной крови.
Гипоксия означает недостаток кислорода в тканях или во всем организме. Причиной гипоксии может быть гипоксемия – тогда речь идет о гипоксемической гипоксии. Недостаточно насыщенная кислородом кровь не может снабжать ткани необходимым кислородом. Однако стоит понимать, что гипоксия и гипоксемия не всегда сосуществуют.
Однако гипоксия может развиваться и при нормальном содержании кислорода в крови. Причиной такой ситуации может быть уменьшение объема циркулирующей крови или нарушение работы системы кровообращения.
Одним из примеров таких заболеваний является ишемический инсульт. Тромб перекрывает просвет сосуда, кровь (несмотря на достаточную оксигенацию) не поступает к мозгу, что вызывает его гипоксию.
Гипоксия не всегда является следствием гипоксемии. Снижение оксигенации крови запускает механизмы предотвращения тканевой гипоксии. Хорошим примером является компенсаторное увеличение частоты сердечных сокращений (тахикардия). Несмотря на недостаток кислорода в крови, более быстрое сердцебиение в целом обеспечивает ткани достаточным количеством кислорода.
Определение гипоксемии в мировой медицинской литературе может быть неоднозначным. Большинство авторов важнейшим критерием считают падение парциального давления кислорода в крови ниже 60 мм рт.ст..
Некоторые люди также включают в это определение снижение процентного содержания гемоглобина с кислородом, т.е. снижение насыщения ниже 90%. Другие считают этот параметр показателем тканевой гипоксии.
Физиология малого круга кровообращения
Прежде чем объяснять механизмы гипоксемии, стоит понять, откуда в крови поступает кислород и как он транспортируется.
Легочное кровообращение (так называемое малое кровообращение) начинается в правом желудочке сердца. Его задача — перекачивать дезоксигенированную кровь в легочный ствол, который разделен на две легочные артерии. Эти артерии постепенно разветвляются на все более мелкие сосуды. Самые мелкие из них называются капиллярами и образуют густую сеть, окружающую альвеолы.
Стенка капилляра и прилегающая к ней альвеолярная стенка образуют так называемую альвеолярно-капиллярный барьер. Именно через этот барьер происходит газообмен – кислород из просвета фолликула проникает в кровь в капилляре, а углекислый газ проходит в обратном направлении.
Оксигенированная кровь затем транспортируется в легочные вены, откуда она поступает в левое предсердие сердца. Стоит обратить внимание на то, что в малом круге кровообращения дезоксигенированная кровь течет по артериям, а насыщенная кислородом - по венам (напротив большого кровотока).
Гипоксемия: причины
Для обеспечения достаточного количества кислорода в артериальной крови необходимо соблюдение трех основных условий:
<ул>Развитие гипоксемии может быть следствием различных ситуаций, таких как:
<ул>Чаще всего мы испытываем уменьшение содержания вдыхаемого воздуха на высоте. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается и парциальное давление кислорода уменьшается. По этой причине пребывание на большой высоте может вызвать гипоксемию и развитие высотной болезни.
<ул>Неэффективное дыхание или слишком низкая частота дыхания вызывают недостаточный приток насыщенного кислородом воздуха в альвеолы. Замедленное дыхание может быть следствием нарушения обмена веществ, приема лекарственных препаратов, а также передозировки некоторых препаратов (например, анестетиков или противоэпилептические препараты).
Нарушения дыхания встречаются и при заболеваниях, нарушающих работу дыхательных мышц - например, в группе заболеваний двигательных нейронов (в том числе боковой амиотрофический склероз) .
Дыхательный центр, управляющий вдохом и выдохом, расположен в продолговатом мозге в стволе головного мозга. . Повреждение этих структур (например, вследствие ишемии или травмы) может разрушить дыхательный «центр управления», вызывая последующую гиповентиляцию и гипоксемию.
Слишком низкая частота дыхания также возникает при обструктивном апноэ во сне. Это заболевание, характеризующееся перебоями дыхания во время сна.
<ул>Эффективная оксигенация крови возможна только при условии непрерывного притока крови в капилляры, окружающие правильно вентилируемые альвеолы.
Если какая-то часть легкого плохо вентилируется (например, из-за аспирации инородного тела в дыхательные пути или воспаления, как при COVID-19), несмотря на правильный кровоток, она не насыщается кислородом.
Возможно и обратное расстройство: альвеолы хорошо вентилируются и содержат достаточное количество кислорода, но кровь по каким-то причинам не поступает в капилляры.
Типичным примером нарушения малого кровообращения является легочная эмболия, при которой приток дезоксигенированной крови в легочные сосуды блокируется находящимся внутри них тромбом. .
<ул>Альвеолярно-капиллярный барьер обеспечивает газообмен между просветом альвеол и капилляров. Его утолщение может привести к затруднению поступления кислорода в кровь. Примером заболевания, при котором нарушается барьерная функция, является спонтанный фиброз легких.
<ул>Физиологически правая половина сердца содержит дезоксигенированную кровь, которая после прохождения по малому кругу кровообращения достигает левой половины в виде насыщенной кислородом крови. Существуют заболевания, при которых дезоксигенированная кровь поступает в левый желудочек, не насыщая ее кислородом в легких. Мы называем эту ситуацию утечкой.
Наиболее распространенной причиной сброса крови справа налево являются врожденные пороки сердца и/или крупных сосудов. Наличие отверстий в перегородках, разделяющих половины сердца, или соединений между легочным стволом и аортой позволяют деоксигенированной крови поступать прямо в артерии большого кровотока.
Примеры врожденных пороков сердца, сопровождающихся шунтом справа налево, включают отверстия в межжелудочковой или межпредсердной перегородке, а также открытый артериальный проток ( ведущая в кровь плода непосредственно из легочного ствола в аорту).
Гипоксемия и обмен веществ
Нарушение снабжения клеток кислородом вызывает немедленное изменение их функционирования. Они ограничивают свою активность и переходят на так называемый анаэробный метаболизм.
Длительная гипоксия вызывает развитие прогрессирующего метаболического ацидоза и приводит к необратимому повреждению клеток и их гибели. Последствия гипоксемии могут быть драматичными: они включают мультиорганную недостаточность и смерть пациента.
Наиболее чувствительными к гипоксии являются нервные клетки — их функции теряются уже через 1 минуту гипоксии. Клетки сердечной мышцы способны выживать в таких условиях около 4 минут, а клетки скелетных мышц - до 2 часов.
Внезапная гипоксемия запускает целый ряд корректирующих реакций, направленных на минимизацию ее последствий. Учащается сердцебиение, повышается артериальное давление и увеличивается частота дыхания.
Активируются дополнительные дыхательные мышцы, что позволяет вам делать более глубокие вдохи. В наиболее важных для выживания органах (мозг, сердце) кровеносные сосуды расширяются, чтобы снабдить их максимально возможным объемом крови.
В легких ответом на гипоксию является рефлекторная вазоконстрикция. Если определенная часть легкого не вентилируется должным образом, сужение сосудов в этой части позволяет крови перемещаться в лучше вентилируемые части.
Хроническая гипоксемия может привести к генерализованному легочному вазоспазму. Это приводит к развитию легочной гипертензии, оказывающей чрезмерную нагрузку на правый желудочек сердца. Перегрузка и недостаточность правых отделов сердца вследствие изменений в легких называется легочным сердцем (cor pulmonale).
Другим защитным механизмом при хронической гипоксемии является стимуляция продукции эритропоэтина в почках. Эритропоэтин (ЭПО) – это гормон, который стимулирует выработку эритроцитов в организме. костный мозг. 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, учащенным дыханием и увеличением усилий на вдохе. Частота пульса часто увеличивается до >100 ударов в минуту.
Поскольку нервные клетки наиболее чувствительны к гипоксии, первые симптомы гипоксии могут быть связаны с неврологическими расстройствами.
Внезапная спутанность сознания, дезориентация или нарушения речи всегда требуют исключения гипоксемии. .
Симптомами хронической гипоксии могут быть: вторичная гиперемия (увеличенное количество эритроцитов), цианоз и так называемый связанные пальцы (утолщенные на кончиках). Длительная гипоксемия у детей может стать причиной замедления психомоторного развития.
Лабораторным тестом, позволяющим диагностировать гипоксемию, является газометрия артериальной крови. Он позволяет измерить парциальное давление кислорода в крови. Нормальный диапазон этого параметра – 75–100 мм рт. ст.
Результат менее 60 мм рт.ст. указывает на гипоксемию. Столь низкое парциальное давление кислорода обычно также соответствует падению сатурации артериальной крови ниже 90%.
Гипоксемия: лечение
Лечение гипоксемии зависит прежде всего от ее формы: острой или хронической. Диагностика гипоксемии всегда требует определения стабильности состояния больного.
В случае сильной одышки, учащенного пульса, изменения артериального давления или неврологических симптомов (спутанность сознания, деменция) необходимо немедленное вмешательство.
Острая гипоксемия может привести к тканевой гипоксии и, как следствие, к полиорганной недостаточности и смерти.
Повышение содержания кислорода в крови достигается с помощью кислородной терапии. На основании результатов исследования врач подбирает для пациента подходящий поток кислорода, который подается через специальную маску или так называемую кислородные усы.
Существуют разные типы масок, позволяющие подавать кислород в различных концентрациях; наибольшая концентрация достигается маской с резервуарным мешком (до 90% кислорода в дыхательной смеси).
В наиболее тяжелых случаях может потребоваться использование устройств для облегчения дыхания путем создания положительного давления в дыхательных путях во время вдоха. Это так называемый механическая вентиляция легких.
У некоторых пациентов возможно применение неинвазивной вентиляции легких, при которой дыхание поддерживается с помощью маски, соединенной с респиратором. Инвазивная вентиляция предназначена для наиболее тяжело больных пациентов.
Пациент под общим наркозом интубирован, его собственное дыхание "выключается", а вентиляцию берет на себя аппарат искусственной вентиляции легких .
Все описанные выше методы являются формами симптоматического лечения. Введение кислорода может помочь стабилизировать состояние пациента, но поиск причин гипоксии всегда имеет ключевое значение. Кислородная терапия также требует постоянного контроля за состоянием пациента (регулярное измерение сатурации, например, с помощью пульсоксиметра, анализ газов крови).
В случае заболеваний, приводящих к хронической гипоксемии (чаще всего заболеваний легких, в том числе ХОБЛ, фиброза легких, тяжелой астмы), может потребоваться длительное лечение. кислород.
В настоящее время в Польше популярны кислородные концентраторы, позволяющие проводить кислородную терапию в домашних условиях. Пациент должен дышать через кислородную насадку/маску, подключенную к концентратору, не менее 15-17 часов в сутки.
Длительная кислородная терапия продлевает выживаемость и улучшает качество жизни пациентов.
Физическая тренировка при гипоксии
Естественная реакция организма на пониженное содержание кислорода в воздухе уже много лет изучается с точки зрения его возможного использования в тренировках спортсменов. К преимуществам тренировок, проводимых в условиях гипоксии, можно отнести увеличение количества эритроцитов и количества гемоглобина и, как следствие, увеличение способности транспортировать кислород по крови.
Полезные изменения происходят также на уровне метаболизма мышечных клеток и их реакции на нервные раздражители.
Разработано множество различных концепций относительно того, как проводить такие тренировки, а также соответствующего уровня гипоксии.
В настоящее время тренировки в высокогорных условиях могут быть заменены тренировками в гипоксических камерах, имитирующих снижение содержания кислорода в воздухе на больших высотах.
Планирование гипоксической тренировки требует осознания риска побочных эффектов (например, снижения физической работоспособности), постоянного контроля за состоянием здоровья спортсмена и учета его индивидуальной чувствительности к данному виду тренировок.
Совет эксперта
