Гипоксия

Что такое гипоксия?

Гипоксия — это состояние, при котором кислород недоступен в достаточном количестве на тканевом уровне для поддержания адекватного гомеостаза; она может быть результатом недостаточной доставки кислорода к тканям либо из-за недостаточного кровоснабжения, либо из-за низкого содержания кислорода в крови (гипоксемия).

Гипоксия может варьироваться по интенсивности от легкой до тяжелой и может проявляться в острой, хронической или острой и хронической формах. Ответ на гипоксию разнообразен; в то время как некоторые ткани могут выдерживать некоторые формы гипоксии/ишемии в течение более длительного времени, другие ткани серьезно повреждаются низким уровнем кислорода.

Признаки и симптомы

Гипоксия может быть острой или хронической; острая гипоксия может сопровождаться диспноэ и тахипноэ. Тяжесть симптоматики обычно зависит от тяжести гипоксии. Достаточно серьезная гипоксия может привести к тахикардии с целью обеспечения тканей достаточным количеством кислорода. Некоторые из этих признаков очень заметны при физическом обследовании; по прибытию в больницу врач может услышать у пациента стридор в случае обструкции верхних дыхательных путей. Кожа может быть синюшной, что может указывать на сильную гипоксию.

Когда доставка кислорода серьезно нарушена, функция органов начинает ухудшаться. Неврологические проявления включают беспокойство, головную боль и спутанность сознания с умеренной гипоксией. В тяжелых случаях может произойти нарушение психики и кома, и если ее быстро не исправить, это может привести к смерти.

Хронические проявления обычно менее драматичны, чаще всего возникает одышка при физической нагрузке. Симптомы основного состояния, вызвавшего гипоксию, могут помочь сузить дифференциальный диагноз. Например, при легочной инфекции, отеке ног и ортопноэ в случае сердечной недостаточности может наблюдаться продуктивный кашель и лихорадка, а боль в груди и односторонний отек ног могут указывать на легочную эмболию как на причину гипоксии.

Причины

Есть 2 основные причины гипоксии на тканевом уровне: низкий приток крови к тканям или низкое содержание кислорода в крови (гипоксемия).

Чтобы понять механизм гипоксии, мы должны знать, что для того, чтобы кислород переносился гемоглобином, необходимо прямое взаимодействие между эритроцитами в легочных капиллярах и воздухом в альвеолах. Этот процесс может быть нарушен в любом 1 из следующих 3 пунктов: кровоток в легких (перфузия), поток воздуха в альвеолы ​​(вентиляция) и газообмен через интерстициальную ткань (диффузия).

— Пониженное кислородное напряжение.

Как и в случае с большой высотой.

— Гиповентиляция.

1. Обструкция дыхательных путей, которая может быть проксимальной, как при отеке гортани или вдыхании инородного тела, или дистальной, как при бронхиальной астме или хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).
2. Нарушение дыхания, как в случае глубокого седативного эффекта или комы.
3. Ограниченное движение грудной клетки, как при синдроме ожирения-гиповентиляции, кольцевых ожогах, массивном асците или анкилозирующем спондилите.
4. Нервно-мышечные заболевания, такие как миастения, мышечная дистрофия, боковой амиотрофический склероз или травмы диафрагмального нерва.

— Несоответствие вентиляции и перфузии (V/Q-несоответствие).

1. Пониженное соотношение V/Q: (нарушение вентиляции) или высокая перфузия, например, хронический бронхит, обструктивное заболевание дыхательных путей, слизистые пробки, отек легких — все это ухудшает вентиляцию и, следовательно, снижает соотношение вентиляции и перфузии
2. Повышенное соотношение V/Q: (нарушение перфузии) в случаях тромбоэмболии легочной артерии или усиленной вентиляции, как при эмфиземе (большие пузыри в легких, уменьшенная площадь поверхности, доступная для газообмена, это вызывает более высокую вентиляцию по сравнению с перфузией, что приводит к высокому соотношению V/Q.

*Вентиляция (V), а перфузия (Q).

— Шунтирование крови справа налево​.

Кровь проходит от правой стороны сердца к левой, не насыщаясь кислородом. Причины включают:

1. Анатомические шунты: кровь минует альвеолы; например, внутрисердечные шунты (в частности, дефект межпредсердной перегородки, дефект межжелудочковой перегородки, открытый артериальный проток), легочные артериовенозные мальформации, свищи и гепатопульмональный синдром.
2. Физиологическое шунты: кровь проходит через невентилируемые альвеолы, например, пневмония, ателектаз и острый респираторный дистресс-синдром(ОРДС).

— Нарушение диффузии кислорода.

Нарушается диффузия кислорода между альвеолами и легочными капиллярами. Причинами обычно являются интерстициальный отек, интерстициальное воспаление или фиброз легких. Клинические примеры включают жидкость в легких и интерстициальное заболевание легких.

Эпидемиология

Гипоксия — распространенное заболевание, с которым врачи сталкиваются каждый день в больницах. Однако причины гипоксии многочисленны, и ее распространенность непостоянна. Некоторые из выше описанных причин очень распространены, например пневмония или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ); другие довольно редки, как гипоксия из-за пониженного давления кислорода, например, на большой высоте или из-за отравления цианидом.

Патофизиология

—​ Гиповентиляция.

Сюда входят факторы, снижающие процентное содержание кислорода в альвеолах либо из-за обструкции дыхательных путей, либо из-за увеличения парциального давления альвеолярных газов, отличительных от кислорода. Двуокись углерода — один из примеров. Гиповентиляция также может возникать из-за нарушения дыхания, как в случае глубокой седации, или из-за ограниченного движения грудной клетки, как при синдроме ожирения-гиповентиляции или анкилозирующем спондилите. В этой настройке градиент A-a будет нормальным, поскольку кислород недостаточен как в альвеолах, так и в кровотоке.

В альвеолах повышение парциального давления одного газа будет происходить за счет других газов, составляющих воздух, например, увеличение парциального давления углекислого газа приводит к снижению парциального давления кислорода как в альвеолярном, так и артериальный уровень. Этот тип гипоксемии легко корректируется дополнительным кислородом.

— Несоответствие вентиляции и перфузии (V/Q-несоответствие).

При котором наблюдается дисбаланс между вентиляцией легких и кровотоком. Даже в нормальном легком наблюдается V​/Q-несоответствие. У вертикально стоящих особей соотношение V​/Q на верхушках выше, чем у основания легкого. Эта разница отвечает за нормальный A-a градиент. Несоответствие V/Q увеличивается при заболеваниях сосудов легких, тромбоэмболии или ателектазе, и это лишь некоторые из них. Такой процесс в конечном итоге приводит к гипоксемии, которую труднее исправить с помощью дополнительного кислорода.

— Шунтирование крови справа налево​.

Возникает, когда кровь проходит из правой части сердца в левую, не насыщаясь кислородом. Анатомические аномалии, такие как дефекты межпредсердной или межжелудочковой перегородки, а также легочные артериовенозные мальформации, могут вызывать гипоксемию, которую, как известно, трудно исправить с помощью дополнительного кислорода. Сходная физиология наблюдается при гепатопульмональном синдроме. Физиологический шунт справа налево существует, когда кровь проходит через невентилируемые альвеолы ​​в случаях ателектаза, пневмонии и острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС).

— Нарушение диффузии кислорода из альвеол в кровь.

Обычные причины — интерстициальный отек, воспаление легочной ткани или фиброз. В зависимости от степени заболевания, для коррекции этого типа гипоксемии может потребоваться дополнительное количество кислорода от умеренного до большого. Физические упражнения могут усугубить гипоксемию в результате нарушения диффузии. Увеличение сердечного выброса при выполнении упражнений приводит к ускоренному кровотоку через альвеолы, сокращая время, доступное для газообмена. При патологическом легочном интерстиции время газообмена становится недостаточным, и возникает гипоксемия.

Диагностика

— Оценка острой гипоксии.

Пульсоксиметрия для оценки сатурации артериальной крови кислородом (SaO2).

Сатурация артериальной крови кислородом (SaO2) означает количество кислорода, связанного с гемоглобином в артериальной крови. Измерение дано в процентах. SaO2 в состоянии покоя меньше или равный 95% или десатурация при физической нагрузке больше или равная 5% считается ненормальным. Однако всегда необходима клиническая корреляция, поскольку точный порог, ниже которого наступает тканевая гипоксия, не определен.

Газ артериальной крови.

Это полезный инструмент для оценки гипоксемии. Помимо диагностики гипоксемии, полученная дополнительная информация, такая как PCO2, может пролить свет на этиологию процесса.

1. Артериальное давление кислорода (PaO2): парциальное давление кислорода — это количество кислорода, растворенного в плазме. PaO2 менее 80 мм рт. ст. считается ненормальным. Однако это должно соответствовать клинической ситуации.
2. Парциальное давление CO2: это косвенная мера обмена CO2 с воздухом через альвеолы, его уровень связан с минутной вентиляцией. PCO2 повышается при гиповентиляции, как при синдром ожирения-гиповентиляции, глубокой седации, или может быть низким при острой гипоксии, вторичной по отношению к тахипноэ и вымыванию CO2.

Примечание. Отношение PaO2: FiO2 (нормальное соотношение составляет от 300 до 500), если это соотношение падает, это может указывать на ухудшение газообмена, это особенно важно при определении ОРДС.

Визуализация.

Визуализирующие исследования грудной клетки, такие как рентген грудной клетки или компьютерная томография (КТ), помогают определить причину гипоксии, например пневмонию, отек легких, гиперинфляцию легких при ХОБЛ и других состояниях. КТ грудной клетки может дать более подробные изображения, которые точно определяют патологию, КТ-ангиограмма грудной клетки имеет особое значение для выявления тромбоэмболии легочной артерии. Другой способ — VQ-сканирование, которое может обнаружить несоответствие вентиляции и перфузии, что полезно при диагностике острой или хронической тромбоэмболии легочной артерии. VQ-сканирование может быть особенно полезно, когда почечная недостаточность или аллергия на йодсодержащий контраст вызывает повышенные риски при проведении КТ-ангиографии.

Соотношение PaO2/FiO2.

Это соотношение — еще один способ измерить степень гипоксии. Нормальное соотношение PaO2/FiO2 составляет от 300 до 500 мм рт. Если рацион менее 300, это указывает на ненормальный газообмен, а значения менее 200 мм рт. ст. указывают на тяжелую гипоксемию. Соотношение PaO2/FiO2 в основном используется для определения тяжести острого респираторного дистресс-синдрома.

— Оценка хронической гипоксии.

Тест легочной функции.

Обеспечьте прямое измерение объема легких, реакции бронходилататора и диффузионной способности, что может помочь в постановке диагноза и назначении лечения заболеваний легких. Путем сбора анамнеза и физического обследования тест легочной функции можно использовать для различения обструктивных (бронхиальная астма, ХОБЛ, обструкция верхних дыхательных путей) и рестриктивных заболеваний легких (интерстициальные заболевания легких, аномалии грудной стенки). Тест легочной функции играют роль в оценке тяжести обструкции дыхательных путей, а также в ответе на терапию. Следует иметь в виду, что тест зависят от усилий и требуют от пациента способности сотрудничать и понимать инструкции.

Тест шестиминутной ходьбы.

Предоставляет информацию о реакции насыщения оксигемоглобином при физических нагрузках, а также об общем расстоянии, которое пациент может пройти за 6 минут. Эта информация может быть использована для титрования кислородных добавок, а также для оценки реакции на терапию. Тест с 6-минутной ходьбой часто используется для предоперационной оценки состояния легких, лечения легочной гипертензии и оценки потребности в дополнительном кислороде при физических нагрузках.

Лечение

Лечение гипоксии подразделяется на 3 категории: поддержание проходимости дыхательных путей, увеличение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе и улучшение диффузионной способности.

— Поддержание проходимости дыхательных путей​.

Необходимо обеспечить проходимость верхних дыхательных путей с помощью хорошей аспирации, маневров, предотвращающих окклюзию горла, иногда требуется установка эндотрахеальной трубки или трахеостомия.

При хронических состояниях, таких как синдром обструктивного апноэ сна, поддержание проходимости дыхательных путей может быть достигнуто с помощью вентиляции с положительным давлением, такой как СИПАП или БИПАП.

Для поддержания проходимости нижних дыхательных путей могут использоваться бронходилататоры и агрессивная легочная гигиена, такая как физиотерапия грудной клетки, трепетание клапана и стимулирующая спирометрия.

— Увеличение доли вдыхаемого O2 (FiO2).

Она показана при низком PaO2 менее 60 или SaO2 менее 90, и она может быть достигнуто путем увеличения процентного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, который достигает альвеол.

— Улучшение диффузии кислорода через альвеолярную интерстициальную ткань.

Общая идея заключается в лечении основной причины дыхательной недостаточности:

1. При отеке легких можно использовать диуретики.
2. Стероиды используются в некоторых случаях интерстициальных заболеваниях легких.
3. Экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО) может использоваться как лучший метод увеличения оксигенации.

Прогноз

Прогноз определяется длительностью и интенсивностью действия причины, а также реактивностью организма. Более длительные периоды кислородного голодания, особенно у младенцев, маленьких детей и пожилых, как правило, приводят к большему ущербу. Не существует единого метода лечения, который мог бы излечить или обратить вспять повреждение головного мозга. Врачи также не в полной мере понимают повреждения мозга, поэтому невозможно делать достоверные прогнозы. Некоторые люди полностью выздоравливают. Другие никогда не восстанавливаются.