Влияние гиперкапнии на сосуды
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?
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 CO2 в газовой смеси повышается до 55-80 мм рт.ст., а уровень кислорода снижается. Проще говоря, наступает отравление углекислым газом.
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:
- Нарушение механизма дыхания за счет слабости скелетной мускулатуры, травм грудной клетки (сдавливание, переломы), патологического ожирения, сколиоза.
- Угнетение дыхательного центра (более редкое дыхание), связанное с поражением центральной нервной системы, применением фармпрепаратов (анестетики, наркотические анальгетики), остановкой кровообращения и др.
- Нарушение газообмена: отек легких, ХОБЛ (хроническая обструктивная болезнь легких), плеврит (воспаление оболочки легких), пневмоторакс (скопление воздуха в плевральной полости) и др.
Увеличение СО2 может быть также следствием повышенного образования его в самом организме. Причиной может стать лихорадка, сепсис, политравма, злокачественная гипертермия.
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.
- Со стороны нервной системы: появляется возбужденность, симптомы повышенного внутричерепного давления (тошнота, головная боль, синяки под глазами, отеки и др.).
- Со стороны сердечно-сосудистой системы: артериальное давление продолжает повышаться, пульс достигает 150 уд./мин., возникает риск развития кровотечений.
- Со стороны дыхательной системы. Нарастают симптомы острой дыхательной недостаточности: нарушается ритм дыхания, оно становится поверхностным и редким, усиливается бронхосекреция, оттенок кожи синюшный, потоотделение сильное.
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 СО2 негативно сказывается на еще не в полной мере развившейся нервной системе малыша.
Как стабилизировать состояние человека, пострадавшего от 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.
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.
Во-первых, тренажер не может привести к такому результату, он направлен лишь на оздоровление организма. Во-вторых, вы всегда сможете измерить уровень углекислого газа с помощью специальной камеры, которая идет в комплекте с тренажером.
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.
Источник
Аномально высокий уровень углекислого газа в тканях
Гиперкапния (от греческого hyper = “выше” или “слишком много” и kapnos = “дым “), также известное как гиперкарбия и CO2задержка , представляет собой состояние аномально повышенного углекислого газа (CO 2 ) уровни в крови. Двуокись углерода представляет собой газообразный продукт метаболизма тела и обычно выводится через легкие . Углекислый газ может накапливаться в любом состоянии, которое вызывает гиповентиляцию , уменьшение альвеолярной вентиляции (удаление воздуха из небольших мешочков легких, в которых газообмен требует место). Неспособность легких очищать углекислый газ приводит к респираторному ацидозу . В конце концов, организм компенсирует повышенную кислотность, удерживая щелочь в почках, и этот процесс известен как «метаболическая компенсация».
Острая гиперкапния называется острой гиперкапнической дыхательной недостаточностью (AHRF) и требует неотложной медицинской помощи, поскольку обычно возникает в контексте острого заболевания. Хроническая гиперкапния, при которой обычно присутствует метаболическая компенсация, может вызывать симптомы, но обычно не является неотложной ситуацией. В зависимости от сценария обе формы гиперкапнии можно лечить с помощью лекарств, с помощью маски неинвазивной вентиляции или механической вентиляции .
Гиперкапния – это опасность подводного плавания, связанная с задержкой дыхания. дайвинг, подводное плавание с аквалангом, особенно на ребризерах, и глубокое погружение, когда это связано с повышенной плотностью дыхательного газа из-за высокого давления окружающей среды.
Признаки и симптомы
Гиперкапния может возникать в контексте основного состояния здоровья, и симптомы могут быть связаны с этим состояние или непосредственно в гиперкапнию. Специфические симптомы, относящиеся к ранней гиперкапнии: одышка (одышка), головная боль, спутанность сознания и летаргия. Клинические признаки включают покраснение кожи, полный пульс (ограничивающий пульс), учащенное дыхание , преждевременные сердечные сокращения , мышечные подергивания и взмахи ладоней (астериксис ). Повышен риск опасных нарушений сердечного ритма . Гиперкапния также возникает, когда вдыхаемый газ загрязнен углекислым газом или когда дыхательный газ не успевает за метаболическим производством углекислого газа, что может произойти, когда плотность газа ограничивает вентиляцию при высоком атмосферном давлении.
При тяжелой гиперкапнии (обычно P a CO 2 { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}}}}} больше 10 кПа или 75 мм рт.ст. ), симптоматика прогрессирует до дезориентации, паники , гипервентиляции , судорог , потери сознания и в конечном итоге смерти .
Причины
Двуокись углерода является нормальным продуктом метаболизма, но она накапливается в организме, если вырабатывается быстрее, чем выводится. Скорость продуктивности может увеличиваться более чем в десять раз от состояния покоя до физических нагрузок. Двуокись углерода растворяется в крови и выводится путем газообмена в легких во время дыхания. Гиперкапния обычно вызывается гиповентиляцией , заболеванием легких или снижением сознания . Это также может быть вызвано воздействием окружающей среды, содержащей аномально высокие концентрации углекислого газа, например, из-за вулканической или геотермальной активности, или повторным дыханием выдыхаемым углекислым газом . В этой ситуации гиперкапния также может сопровождаться респираторным ацидозом.
Острая гиперкапническая дыхательная недостаточность может возникать при остром заболевании, вызванном хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), деформацией грудной стенки, некоторыми формами нервно-мышечного заболевания (например, миастения и синдром гиповентиляции ожирения . AHRF также может развиваться при любой форме дыхательной недостаточности, когда дыхательные мышцы истощаются, например как тяжелая пневмония и острая тяжелая астма . Это также может быть следствием глубокого подавления сознания, например, передозировка опиоидов .
Во время дайвинга
Нормально дыхание у водолазов приводит к альвеолярной гиповентиляции , что приводит к неадекватному выведению CO 2 или гиперкапнии. Ланфьер работал в экспериментальном подразделении подводного плавания ВМС США ответил вопрос: «Почему дайверы не дышат достаточно?»:
Существует множество причин, по которым углекислый газ не выводится полностью при выдохе дайвера:
- Дайвер выдыхает в сосуд, который не позволяет всему CO 2 улетучиваться в окружающую среду, например длинная трубка , полнолицевая маска для дайвинга или водолазный шлем , после чего водолаз повторно взлетает с этого судна, вызывая увеличение мертвого пространства .
- Скруббер углекислого газа в ребризере дайвера не может удалить достаточное количество углекислого газа из контура (более высокий вдыхаемый CO 2 ), либо дыхательный газ загрязнен с CO 2.
- Дайвер перенапрягается, выделяя избыток углекислого газа из-за повышенной метаболической активности, а дыхательный газообмен не может успевать за метаболическим производством углекислого газа.
- Плотность газа ограничивает вентиляцию при высоком давлении окружающей среды. Плотность дыхательного газа выше на глубине, поэтому усилие, необходимое для полного вдоха и выдоха, увеличивается, делая дыхание более трудным и менее эффективным (высокая работа дыхания ). Более высокая плотность газа также приводит к тому, что смешивание газа в легких становится менее эффективным, что увеличивает эффективное мертвое пространство.
- Дайвер намеренно гиповентилирует , что называется «пропуском дыхания».
Пропуск дыхания – это спорная техника для сохранения дыхательного газа при использовании акваланга с открытым контуром , который заключается в кратковременной задержке дыхания между вдохом и выдохом (т. Е. «Пропуском» вдоха). Это приводит к тому, что CO 2 не выдыхается эффективно. Риск разрыва легкого (баротравма легкого подъема) увеличивается, если задерживать дыхание во время подъема. Это особенно контрпродуктивно с ребризером , где при дыхании газ нагнетается по «контуру», проталкивая углекислый газ через скруббер и смешивая только что введенный кислород.
В замкнутом контуре. погружение с ребризером , выдыхаемый углекислый газ должен удаляться из дыхательной системы, обычно с помощью скруббера , содержащего твердое химическое соединение с высоким сродством к CO 2 , например как натронная известь. Если его не удалить из системы, его можно повторно вдохнуть, что приведет к увеличению вдыхаемой концентрации.
Механизм
Гиперкапния обычно запускает рефлекс, который увеличивает дыхание и доступ к кислороду (O2), например, возбуждение и повороты головы во время сна. Нарушение этого рефлекса может быть фатальным, например, как фактор, способствующий синдрому внезапной детской смерти .
Гиперкапния может вызвать повышенный сердечный выброс, повышение артериального давления (более высокие уровни углекислого газа стимулируют аортальную и сонную артерии хеморецепторы с афферентами -CN IX и X- в продолговатый мозг со следующими хроно- и инотропными эффектами) и склонностью к сердечным аритмиям . Гиперкапния может увеличить сопротивление легочных капилляров.
Физиологические эффекты
Высокое артериальное парциальное давление углекислого газа (P a CO 2 { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}}) }}} ) вызывает изменения в активности мозга, которые отрицательно влияют как на тонкий мышечный контроль, так и на рассуждение. ЭЭГ изменения, обозначающие незначительные наркотические эффекты, могут быть обнаружены для выдыхаемого газа в конце выдоха парциального давления углекислого газа (PETCO 2 { displaystyle {P_ {ET_ {CO_ {2}} }}} ) увеличивается с 40 торр (0,053 атм) до примерно 50 торр (0,066 атм). Дайвер не обязательно замечает эти эффекты.
Более высокие уровни P a CO 2 { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}}}}} имеют более сильный наркотический эффект: спутанность сознания и иррациональное поведение могут возникать около 72 торр (0,095 атм), а потеря сознания – около 90 торр (0,12 атм). Высокий P a CO 2 { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}}}}} вызывает реакцию борьбы или бегства, влияет на уровень гормонов и может вызвать беспокойство, раздражительность и неуместность или панику. ответы, которые могут быть неподконтрольными субъекту, иногда с небольшим предупреждением или без него. Расширение сосудов – еще один эффект, особенно в коже, где сообщается о неприятном жаре, и в мозге, где кровоток может увеличиваться на 50% при PETCO 2 { displaystyle {P_ {ET_ {CO_ {2}) }}}} из 50 торр (0,066 атм), внутричерепное давление может повыситься с пульсирующей головной болью. Если связано с высоким P a CO 2 { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}}}}} , высокая доставка кислорода в мозг может увеличить риск кислородного отравления ЦНС. при частичном давлении обычно считается приемлемым.
У многих людей высокое P a CO 2 { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}}}}} вызывает чувство одышки, но отсутствие этого симптома не гарантирует, что другие эффекты не возникнут. Значительный процент смертей, связанных с дыхательными аппаратами, был связан с задержкой CO 2 . Последствия высокого P a CO 2 { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}}}}} могут занять от нескольких минут до часов, чтобы разрешиться после устранения причины.
Диагностика
Анализ газов крови может быть выполнен, как правило, путем пункции лучевой артерии в случае острых проблем с дыханием или других острых заболеваний. Гиперкапния обычно определяется как уровень углекислого газа в артериальной крови выше 45 мм рт. Ст. (6 кПа). Поскольку углекислый газ находится в равновесии с угольной кислотой в крови, гиперкапния снижает pH сыворотки, что приводит к респираторному ацидозу. Клинически влияние гиперкапнии на pH оценивается с помощью отношения артериального давления углекислого газа к концентрации бикарбонат-иона, P a CO 2 / HCO 3 – { displaystyle {P_ {a_ {CO_ {2}} / HCO_ {3} ^ {-}}}}} .
Допуск
Допуск к повышенной концентрации CO в атмосфере 2 концентрации
| % CO 2in вдыхаемый воздух | Ожидаемый толерантность к полезной активности при продолжительном воздействии повышенного CO 2 | |
|---|---|---|
| Продолжительность | Основное ограничение | |
| 0.028 | Срок службы | атмосфера, год 1780 |
| 0,04 | Срок службы | текущая атмосфера |
| 0,5 | Срок службы | без обнаружимых ограничений (Примечание: см. Современные исследования в Углекислый газ # Ниже 1% , который показывает измеримые эффекты ниже 1%.) |
| 1.0 | продолжительность жизни | |
| 1.5 | >1 месяц | легкая респираторная стимуляция |
| 2,0 | >1 месяц | |
| 2,5 | >1 месяц | |
| 3.0 | >1 месяц | умеренная респираторная стимуляция |
| 3,5 | >1 неделя | |
| 4.0 | >1 неделя | умеренная респираторная стимуляция, повышенная респираторная реакция на физическую нагрузку |
| 4.5 | >8 часов | |
| 5.0 | >4 часа | выраженный респираторный раздражитель, усиленное дыхание реакция на упражнение |
| 5,5 | >1 час | |
| 6.0 | >0,5 часа | выраженный респираторный раздражитель, усиленная респираторная реакция на упражнение, начало спутанности сознания |
| 6,5 | >0,25 часа | |
| 7,0 | >0,1 часа | ограничение одышкой и спутанностью сознания |
Лечение
Лечение острая гиперкапническая дыхательная недостаточность зависит от основной причины, но может включать прием лекарств и механическую респираторную поддержку. У тех, у кого нет противопоказаний, часто используется неинвазивная вентиляция (НИВ), а не инвазивная механическая вентиляция . В прошлом препарат доксапрам (стимулятор дыхания) использовался при гиперкапнии при остром обострении хронической обструктивной болезни легких , но мало доказательств в поддержку его использования по сравнению с НИВЛ. и он не упоминается в последних профессиональных руководствах.
Очень тяжелая дыхательная недостаточность, при которой также может присутствовать гиперкапния, часто лечится с помощью экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО), при которой кислород добавляется в кровь и удаляется диоксид углерода непосредственно из крови.
Относительно новым методом является экстракорпоральное удаление диоксида углерода (ECCO 2 R). Этот метод удаляет CO 2 из кровотока и может сократить время, необходимое для искусственной вентиляции легких у пациентов с AHRF; он требует меньших объемов кровотока по сравнению с ЭКМО.
Терминология
Гиперкапния противоположна гипокапнии , состоянию аномально пониженного уровня углекислого газа в крови .
См. Также
- Удушение инертным газом
- Озеро Ниос – Кратерное озеро в северо-западном регионе Камеруна
- Гипокапния – Пониженное состояние пониженного содержания углекислого газа в крови уровень углекислого газа
- Закисление океана – Постоянное снижение pH океанов Земли, вызванное поглощением углекислого газа
- Разрешающая гиперкапния
- Водопад – Метод пыток, имитирующий утопление
Ссылки
Внешние ссылки
Источник