Гіперкапнія

Забезпечуючи організм киснем, дихальна система одночасно видаляє продукт метаболізму - вуглекислий газ (вуглекислий газ, CO2), який кров приносить від тканин до альвеол легень, а завдяки альвеолярній вентиляції видаляє його з кров. Отже, гіперкапнія означає аномально підвищений рівень вуглекислого газу в крові.

Епідеміологія

За даними зарубіжної статистики, при ожирінні з ІМТ 30-35 гіповентиляційний синдром розвивається в 10% випадків, а при ІМТ 40 і вище - в 30-50%.

Серед пацієнтів з вираженою гіперкапнією летальний результат внаслідок дихальної недостатності становить у середньому 65%.

Причини гіперкапнії

Лікарі-пульмонологи називають такі причини підвищення вуглекислого газу (його парціального тиску - RASO2) в крові, як:

• хронічний обструктивний бронхіт і ХОЗЛ ;
• Загострення астми та тривале зниження прохідності дихальних шляхів (обструкція), що призводить до астматичного статусу ;
• Легенева гіпертензія , яка може бути пов'язана з ураженням альвеол при хронічному облітеруючому бронхіоліті , емфіземі легенів, пневмоніті, а також при силікозі та інших пневмоконіозах - професійних захворюваннях органів дихання;
• Респіраторний дистрес-синдром дорослих ;
• зниження дихального об’єму, включаючи пневмосклероз (часто спричинений хронічним бронхітом); ателектаз легень і хронічна бронхоектатична хвороба; проблеми з серцем і деякі системні захворювання;
• нічне апное , яке негативно позначається на балансі O2 і CO2 в крові через поверхневого і переривчастого дихання;[1]
• зниження тонусу та/або еластичності діафрагми та міжреберних дихальних м’язів при міопатіях дистрофічного або неврологічного характеру, наприклад, міастенія, бічний аміотрофічний склероз, синдром Гієна-Барре.

Гіперкапнія та інсульт, черепно-мозкова травма та новоутворення головного мозку можуть бути етіологічно пов'язані - через порушення мозкового кровообігу та ураження дихального центру довгастого мозку.

Крім того, спостерігається метаболічна гіперкапнія внаслідок електролітного дисбалансу (порушення кислотно-лужного стану) при лихоманці, гормональних розладах (гіперкортицизм, тиреотоксикоз), нефрологічних захворюваннях (ниркова недостатність), метаболічному алкалозі , розвитку сепсису.[2]

Гіперкапнія у дітей може бути викликана:

• вроджені вади розвитку бронхолегеневої системи ;
• респіраторний дистрес-синдром новонароджених ;
• аспірація дихальних шляхів новонародженого амніотичною рідиною та меконієм;
• Стійка неонатальна легенева гіпертензія .

У недоношених дітей при нестачі кисню в крові - гіпоксемії і гіперкапнії розвивається бронхолегенева дисплазія , пов'язана з тривалою штучною підтримкою функції дихання (вентиляційна підтримка).[3]

Фактори ризику

Крім частих інфекційних уражень легенів, таких як бронхопневмонія і пневмонія, і всіх хронічних бронхолегеневих захворювань, ризик розвитку гіперкапнії підвищується при:

• куріння;
• високий ступінь ожиріння (при надмірній вазі з ІМТ більше 30-35 утруднене дихання);
• пошкодження легенів, викликане вдиханням токсичних речовин або вдиханням повітря, що містить аномально високі концентрації CO2;
• гіпотермія (переохолодження);
• рак легенів;
• великі дози алкоголю, передозування похідних опію (пригнічення центрального дихання);
• деформації грудної клітки, зокрема викривлення хребта;
• аутоімунні патології з системним фіброзом (ревматоїдний артрит, муковісцидоз та ін.);
• наявність генетичних аномалій - вроджена центральна гіповентиляція або синдром прокляття Ундина .

Патогенез

У процесі метаболізму клітини в мітохондріях утворюється вуглекислий газ, який потім дифундує в цитоплазму, міжклітинний простір і капіляри - розчиняючись у крові, тобто зв'язуючись з гемоглобіном еритроцитів. А видалення СО2 відбувається при диханні шляхом газообміну в альвеолах - дифузії газу через альвеолярно-капілярні мембрани.[4]

У нормі (у спокої) дихальний об'єм становить 500-600 мл; вентиляція легень 5-8 л/хв, альвеолярний хвилинний об'єм 4200-4500 мл.

Часто ототожнюючи гіперкапнію, гіпоксію та респіраторний ацидоз, фізіологи пов’язують патогенез підвищення парціального тиску вуглекислого газу (RaCO2) у крові з порушенням вентиляції – альвеолярною гіповентиляцією, що призводить до гіперкапнії.

До речі, гіперкапнія і ацидоз взаємопов'язані, тому що респіраторний ацидоз зі зниженням рН артеріальної крові, це порушення кислотно-лужного стану з підвищенням вмісту вуглекислого газу в крові, яке зумовлене гіповентиляцією. Саме респіраторний ацидоз пояснює головні болі, денну сонливість, тремор і судоми, а також проблеми з пам'яттю.[5]

Але зниження рівня СО2 в крові - гіпокапнія і гіперкапнія (тобто його підвищення) - це діаметрально протилежні стани. Гіпокапнія виникає при гіпервентиляції легень.[6]

Але повернемося до механізму розвитку гіперкапнії. У процесі легеневої вентиляції не все повітря, що видихається (близько третини), звільняється від вуглекислого газу, тому що частина його залишається в так званому фізіологічному мертвому просторі дихальної системи - об'єм повітря в різних його сегментах, який не відразу піддається газообміну.[7]

Бронхолегеневі захворювання та інші фактори викликають порушення легеневих капілярів і структури альвеолярної тканини, зменшують дифузійну поверхню і знижують альвеолярну перфузію, збільшують об'єм мертвого простору, де рівень О2 низький, а вміст СО2 дуже високий. А на наступному дихальному циклі (вдих-видих) вуглекислий газ не виводиться повністю, а залишається в крові.[8]

Наприклад, при хронічному обструктивному бронхіті внаслідок зниження альвеолярної вентиляції спостерігаються гіпоксемія і гіперкапнія, тобто знижується рівень кисню в крові і підвищується вміст вуглекислого газу.[9]

Хронічна гіперкапнія зі зниженим вмістом О2 в крові може бути за відсутності явних причин, насамперед з боку дихальної системи. І в таких випадках альвеолярна гіповентиляція пов’язана з порушенням (швидше за все, генетично обумовленим) функціонуванням центральних хеморецепторів СО2 в довгастому мозку або хеморецепторів в каротидних тілах зовнішньої стінки сонної артерії.[10]

Симптоми гіперкапнії

Повільно розвивається синдром гіперкапнії, точніше, синдром альвеолярної гіповентиляції може протікати безсимптомно, а його перші ознаки - головні болі, запаморочення, відчуття втоми - неспецифічні.

Симптоми гіперкапнії також можуть проявлятися: сонливістю, гіперемією обличчя та шиї, тахіпное (прискорене дихання), порушенням ЧСС з аритміями, підвищенням АТ, судомними скороченнями м'язів і астериксисом (коливальний тремор рук), непритомністю.

Задишка (задишка) зустрічається досить часто, хоча гіперкапнія і задишка можуть бути пов’язані опосередковано, оскільки поверхневе, але часте дихання спостерігається при бронхолегеневих захворюваннях (що призводить до порушення альвеолярної вентиляції).

Клінічна картина тяжкої гіперкапнії характеризується нерегулярним серцебиттям, судомами, сплутаністю свідомості та втратою свідомості, дезорієнтацією, панічними атаками. Якщо мозок і серце не отримують достатньо кисню, існує високий ризик коми або зупинки серця.

Невідкладним станом є гостра гіперкапнія або гостра гіпоксемічна легенева недостатність .

А пермісивна гіперкапнія відноситься до підвищеного парціального тиску CO2. внаслідок гіповентиляції у хворих на ШВЛ з ураженням легенів при ГРЗ або загостренні бронхіальної астми.[11]

Ускладнення і наслідки

Помірна та важка гіперкапнія може спричинити помітні ускладнення та побічні ефекти.

Гіперкапнія і гіпоксія призводять до кисневої недостатності організму .

Крім того, високий вміст вуглекислого газу в крові викликає збільшення серцевого викиду з різким підвищенням артеріального і внутрішньочерепного тиску; гіпертрофія правого шлуночка серця (легеневе серце); зміни в гормональній системі, головному мозку і ЦНС - з певними психічними реакціями і станами дратівливості, тривоги і паніки.

І, звичайно, може виникнути раптова дихальна недостатність, яка може призвести до смерті.[12]

Діагностика гіперкапнії

Оскільки порушення альвеолярної вентиляції має багато причин, обстеження пацієнта, його анамнезу та скарг доповнюється дослідженнями органів дихання , стану дихальної мускулатури та мозкового кровообігу, виявленням гормональних та метаболічних порушень, патологій нирок тощо. діагностика може вимагати залучення відповідних вузьких спеціалістів.

Необхідні аналізи крові на газовий склад, pH, бікарбонат плазми та ін.

Проводиться інструментальна діагностика: спірометрія легенів , капнометрія та капнографія (визначення парціального тиску СО2 артеріальної крові), рентгенологічне дослідження функції легень , ЕЕК; при необхідності - УЗД і КТ інших систем і органів.

Диференційна діагностика спрямована на визначення етіології гіперкапнії.[13]

Лікування гіперкапнії

Коли точно відома причина гіперкапнії, лікування спрямоване на основне бронхолегеневе захворювання та призначаються відповідні ліки.

Перш за все, це бронхолітики: Алупент (Орципреналін), Атровент , Ізадрин, Аерофілін , Гексапреналін та інші.

Фізіотерапія також широко використовується при обструктивному бронхіті та ХОЗЛ; для отримання додаткової інформації див. - F фізіотерапія при хронічних обструктивних захворюваннях легень .

При кисневій недостатності призначають Бензомопін, Азамолін, Оліпен та інші антигіпоксанти. Таким чином, препарат Оліфен (таблетки і розчин для ін'єкцій) протипоказаний пацієнтам з порушенням мозкового кровообігу, а його побічні ефекти зводяться до алергічної кропив'янки і помірної артеріальної гіпотензії.[14], [15]

Вентиляція при гіперкапнії (з ендотрахеальною інтубацією) необхідна у випадках гострої дихальної недостатності . А щоб покращити газообмін і запобігти проблемам з диханням і гіпоксемії, використовується неінвазивна вентиляція з позитивним тиском (при якій кисень подається через лицьову маску).[16]

Профілактика

Щоб уникнути гіперкапнії важливо:

• відмовитися від куріння і обмежити вживання алкоголю;
• позбутися зайвих кілограмів;
• своєчасно лікувати бронхолегеневі захворювання, не доводячи їх до переходу в хронічну форму, а також контролювати стан при наявності системних і аутоімунних патологій;
• уникати вдихання токсичних газоподібних речовин
• підтримувати тонус м'язів (регулярними фізичними вправами і, по можливості, спортом).

Прогноз

Гіперкапнія має різний прогноз, який залежить від її етіології. І тим краще, чим молодший пацієнт.[17]

А при сильній гіперкапнії цілком реальною загрозою є дисфункція дихальної системи, зупинка серця і загибель клітин мозку через нестачу кисню.