Гипоксемия (дефицит кислорода в крови) — причины, лечение, осложнения

Гипоксемия (дефицит кислорода в крови) — причины, лечение, осложнения

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

Гипоксемия (дефицит кислорода в крови) возникает, когда в крови недостаточно кислорода. Одним из наиболее важных условий поддержания гомеостаза, то есть внутреннего баланса организма, является поддержание правильной оксигенации артериальной крови. Для этого необходимо иметь достаточное содержание кислорода в атмосферном воздухе, правильное функционирование дыхательной системы и эффективный перенос кислорода из альвеол в кровь. Нарушение любой из этих стадий может вызвать гипоксемию.

Гипоксемия и гипоксия

Гипоксия и гипоксемия — похожие, но не идентичные состояния. Гипоксемия является более узким понятием, означающим снижение оксигенации артериальной крови.

С другой стороны, гипоксия означает гипоксию тканей или всего организма. Причиной гипоксии может быть гипоксемия — тогда речь идёт о гипоксии. Недостаточно насыщенная кислородом кровь не может обеспечить ткани необходимым кислородом. Однако стоит осознать, что гипоксия и гипоксемия не всегда сосуществуют.

Однако гипоксия может также развиться, когда содержание кислорода в крови нормальное. Причиной этого может быть уменьшение объема циркулирующей крови или нарушение работы системы кровообращения.

Ишемический инсульт является одним из примеров такого расстройства. Сгусток блокирует просвет сосуда, и кровь (несмотря на достаточную оксигенацию) не поступает в мозг, тем самым развивая его гипоксию.

Гипоксия не всегда должна быть следствием гипоксемии. Снижение оксигенации крови запускает механизмы предотвращения гипоксии тканей. Хорошим примером является компенсаторное увеличение частоты сердечных сокращений (тахикардия). Несмотря на недостаточное количество кислорода в крови, учащенное сердцебиение в целом обеспечивает ткани достаточным количеством.

Определение гипоксемии в мире медицинских публикаций может быть неоднозначным. Большинство авторов считают, что наиболее важным критерием является падение парциального давления кислорода в крови ниже 60 мм рт.ст.

Физиология легочного кровообращения

Прежде чем мы объясним механизмы гипоксемии, стоит понять, откуда кислород поступает в кровь и как он транспортируется.

Легочное кровообращение (также называемое малым кровообращением) начинается в правом желудочке. Его задача — перекачать не насыщенную кислородом кровь в легочный ствол, который разделяется на две легочные артерии. Эти артерии постепенно разветвляются на сосуды все меньшего и меньшего калибра. Самые маленькие из них называются капиллярами и образуют плотную сеть, которая обволакивает альвеолы.

Капиллярная стенка вместе с прилегающей альвеолярной стенкой образуют так называемые везикулярно-капиллярный барьер. Именно через этот барьер происходит газообмен — кислород проникает из просвета пузыря в кровь, расположенную в капиллярном сосуде, а углекислый газ проникает в противоположном направлении.

Затем насыщенная кислородом кровь транспортируется в легочные вены, откуда она попадает в левое предсердие сердца. Стоит отметить, что в малом круге кровообращения дезоксигенированная кровь течет в артериях, а оксигенированная кровь — в венах (в отличие от большого кровотока).

Гипоксемия: причины

Обеспечение правильного количества кислорода в артериальной крови требует трех основных условий:

  • Достаточно кислорода в воздухе, которым мы дышим;
  • Правильный поток воздуха с кислородом через дыхательные пути, вплоть до альвеол;
  • Постоянный приток крови к легочным сосудам и возможность попадания кислорода из вдыхаемого воздуха.

Поэтому развитие гипоксемии может быть следствием различных ситуаций, таких как:

  • Уменьшение количества кислорода в атмосферном воздухе.

Чаще всего мы испытываем падение вдыхаемого воздуха на высотах. По мере увеличения высоты плотность воздуха уменьшается, а парциальное давление кислорода уменьшается. Из-за этого пребывание на высоте может стать причиной гипоксемии и развития высотной болезни.

Гиповентиляция, то есть уменьшение подачи воздуха в лёгкие.

  • Неэффективное или слишком низкое дыхание вызывает недостаточный приток насыщенного кислородом воздуха в альвеолы. Замедление дыхания может быть связано с нарушением обмена веществ, употреблением наркотических средств, а также передозировкой некоторых лекарств (например, анестетиков или противоэпилептических средств).
  • Нарушения дыхательных путей встречаются также при заболеваниях, которые влияют на работу дыхательных мышц — например, в группе заболеваний двигательных нейронов (включая боковой амиотрофический склероз).
  • Дыхательный центр, который управляет инспираторно-экспираторной функцией, расположен в продолговатом мозге в стволе мозга. Повреждение этих структур (например, в результате ишемии или травмы) может разрушить «центр контроля» дыхания, что приведет к последующей гиповентиляции и гипоксемии.
  • Недостаточное дыхание также возникает при обструктивном апноэ во сне. Это состояние, характеризующееся нарушением сна при дыхании.

Нарушение вентиляции / легочного потока

Эффективная оксигенация крови возможна только в случае ее непрерывного притока к капиллярам, сплетения правильно вентилируемых легочных альвеол.

Если часть легкого плохо проветривается (например, из-за аспирации инородного тела в дыхательные пути или воспаления, как в случае COVID-19), несмотря на нормальный кровоток, он не будет насыщаться кислородом.

Также возможно обратное расстройство: везикулы хорошо вентилируются и содержат необходимое количество кислорода, но по какой-то причине кровь не достигает капилляров.

Типичным примером легочного нарушения кровообращения является легочная эмболия, при которой приток дезоксигенированной крови к легочным сосудам блокируется тромбом.

Дисфункция везикулярно-капиллярного барьера

Везикулярно-капиллярный барьер обеспечивает обмен газами между просветом альвеол и капиллярными сосудами. Его утолщение может привести к затруднению попадания кислорода в кровь. Примером состояния, при котором нарушается барьерная функция, является идиопатический легочный фиброз.

Правосторонняя утечка

Физиологически правая половина сердца содержит дезоксигенированную кровь, которая после прохождения через легочную циркуляцию переходит в левую половину в виде оксигенированной крови. Существуют заболевания, при которых деоксигенированная кровь поступает в левый желудочек, минуя стадию оксигенации в легких. Мы называем это утечкой.

Наиболее распространенной причиной левостороннего протекания являются врожденные пороки сердца и / или крупных сосудов. Наличие отверстий в перегородке, разделяющей половинки сердца или соединения между легочным стволом и аортой, позволяет потоку не насыщенной кислородом крови прямо в артерии большого кровотока.

Примерами врожденных пороков сердца, сопровождающихся протеканием справа налево, являются отверстия в желудочковой или межпредсердной перегородке, а также открытый артериальный проток (который переносит кровь непосредственно из легочного ствола в аорту в утробе матери).

Гипоксемия и обмен веществ

Нарушение подачи кислорода к клеткам вызывает немедленное изменение их функционирования. Они ограничивают свою деятельность и переключаются на так называемые анаэробный метаболизм.

Длительная гипоксия вызывает развитие прогрессирующего метаболического ацидоза, что приводит к необратимому повреждению клеток и смерти. Последствия гипоксемии могут быть драматичными — к ним относятся полиорганная недостаточность и смерть пациента.

Наиболее чувствительными к гипоксии являются нервные клетки — они теряют свою функцию после 1 минуты гипоксии. Клетки сердечной мышцы способны выживать в таких условиях около 4 минут, а скелетные мышцы — до 2 часов.

Внезапная гипоксемия запускает целый ряд лечебных реакций, чтобы свести к минимуму ее последствия. Частота сердечных сокращений увеличивается, а кровяное давление увеличивается, а частота дыхания увеличивается.

В работу включены дополнительные дыхательные мышцы, позволяющие делать более глубокие вдохи. В органах, наиболее важных для выживания (мозг, сердце), кровеносные сосуды расширяются, чтобы обеспечить им как можно больший объем крови.

С другой стороны, в легких ответом на гипоксию является рефлекторная вазоконстрикция. Если определенная часть легкого не вентилируется должным образом, сужение сосудов внутри него позволяет крови перемещаться в более хорошо вентилируемые фрагменты.

Хроническая гипоксемия может привести к генерализованному легочному спазму. Таким образом, развивается легочная гипертензия, которая является чрезмерной нагрузкой на правый желудочек. Застой и недостаточность правой половины сердца из-за изменений в легких называют легочным сердцем (cor pulmonale).

Стимуляция выработки эритропоэтина в почках является еще одним защитным механизмом при хронической гипоксемии. Эритропоэтин (ЭПО) — это гормон, который стимулирует выработку эритроцитов в костном мозге. Увеличение их количества позволяет транспортировать больше кислорода.

Гипоксемия: симптомы

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

Острая гипоксемия обычно проявляется ощущением одышки, учащенного дыхания и повышенных усилий при вдохе. ЧСС часто увеличивается до> 100 ударов в минуту.

Поскольку нервные клетки наиболее чувствительны к гипоксии, первые признаки гипоксии могут быть связаны с неврологическими расстройствами.

Внезапная путаница, дезориентация или нарушения речи всегда требуют исключения гипоксемии.

Симптомы хронической гипоксии могут включать вторичную гипертонию (увеличение количества эритроцитов), цианоз и так называемые палочковидные пальцы (утолщенные на концах). Длительная гипоксемия у детей может вызвать замедленное психомоторное развитие.

Газ артериальной крови — это лабораторный тест, который можно использовать для диагностики гипоксемии. Это позволяет измерять парциальное давление кислорода в крови. Допустимый диапазон этого параметра — 75-100 мм рт.

Результат менее 60 мм рт. Ст. Указывает на гипоксемию. Такое низкое парциальное давление кислорода обычно также соответствует снижению насыщения артериальной крови ниже 90%.

Гипоксемия: лечение

Лечение гипоксемии зависит, прежде всего, от ее формы: острой или хронической. Диагностика гипоксемии всегда требует определения стабильности пациента.

В случае сильной одышки, учащенного сердцебиения, изменений артериального давления или неврологических симптомов (спутанность сознания, деменция) необходимо немедленное вмешательство.

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

Увеличение содержания кислорода в крови достигается кислородной терапией. На основании результатов анализов врач подбирает подходящий для пациента поток кислорода, который вводится через специальную маску или так называемый кислородные усы.

Существуют различные типы масок, которые позволяют вводить кислород в различных концентрациях; Наивысшая концентрация позволяет получить маску с резервуарным мешком (до 90% кислорода в дыхательной смеси).

В наиболее серьезных случаях может потребоваться использование устройств поддержки дыхания путем создания положительного давления в дыхательных путях при вдохе. Это называется механическая вентиляция.

Некоторые пациенты могут использовать неинвазивную вентиляцию, при которой дыхание поддерживается маской, соединенной с респиратором. Инвазивная вентиляция предназначена для самых тяжелых больных.

Пациент под общим наркозом интубирован, его собственное дыхание «отключено», и респиратор перехватывает вентиляцию.

Все методы, описанные выше, являются формами симптоматического лечения.

Кислородное введение может помочь стабилизировать пациента, но поиск причин гипоксии всегда играет ключевую роль. Кислородная терапия также требует постоянного мониторинга состояния пациента (регулярные измерения насыщения, например, с помощью пульсового оксиметра, газометрии).

В случае заболеваний, ведущих к хронической гипоксемии (чаще всего это заболевания легких, в том числе ХОБЛ, фиброз легких, тяжелая астма), может потребоваться хроническая кислородная терапия.

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

Долгосрочная кислородная терапия продлевает жизнь и улучшает качество жизни пациентов.

Физическая культура в условиях гипоксии

Естественная реакция организма на пониженное содержание кислорода в воздухе изучалась в течение многих лет на предмет возможности использования его при тренировках спортсменов. Одним из преимуществ тренировок, проводимых в условиях гипоксии, является увеличение количества эритроцитов 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.

Возникло много разных концепций о том, как проводить такое обучение, а также о соответствующем уровне гипоксии.

В настоящее время обучение в высокогорных условиях можно заменить тренировками в гипоксических камерах, имитирующих преобладающее снижение высоты кислорода в воздухе.

Планирование гипоксической тренировки требует осознания риска побочных эффектов (например, снижения физической работоспособности), постоянного мониторинга здоровья спортсмена, а также учета его индивидуальной чувствительности к этому типу тренировок.

Нажимая на кнопку отправить, я принимаю условия пользовательского соглашения , а также ознакомлен и согласен с политикой конфиденциальности и даю согласие на обработку моих персональных данных.