Гипоксемия - Hypoxemia

Гипоксемия
Другие имена	Гипоксемия
Кровь с повышенным содержанием кислорода выглядит ярко-красной
Специальность	Пульмонология

Гипоксемия - это аномально низкий уровень кислорода в крови . В частности, это недостаток кислорода в артериальной крови. Гипоксемия имеет множество причин и часто вызывает гипоксию, поскольку кровь не снабжает ткани тела достаточным количеством кислорода.

Определение

Гипоксемия относится к низкому уровню кислорода в крови, а более общий термин гипоксия - это аномально низкое содержание кислорода в любой ткани или органе или организме в целом. Гипоксемия может вызывать гипоксию (гипоксемическая гипоксия), но гипоксия также может возникать через другие механизмы, такие как анемия .

Гипоксемия обычно определяется с точки зрения снижения парциального давления кислорода (мм рт.ст.) в артериальной крови, но и с точки зрения снижения содержания кислорода (мл кислорода на дл крови) или процентное насыщение гемоглобина (кислородно-связывающий белок в красной крови клетки ) с кислородом, который находится либо по отдельности, либо в комбинации.

Хотя существует общее мнение, что измерение газов артериальной крови, которое показывает, что парциальное давление кислорода ниже нормы, представляет собой гипоксемию, существует меньшее согласие относительно того, имеет ли значение содержание кислорода в крови для определения гипоксемии. Это определение включает кислород, переносимый гемоглобином . Таким образом, содержание кислорода в крови иногда рассматривается как показатель доставки тканей, а не гипоксемия.

Подобно тому, как крайняя гипоксия может быть названа аноксией, крайняя гипоксемия может быть названа гипоксемией.

Признаки и симптомы

В остром контексте гипоксемия может вызывать такие симптомы, как респираторный дистресс . К ним относятся одышка , учащенное дыхание, использование мышц груди и живота для дыхания и поджатие губ .

Хроническая гипоксемия может быть компенсированной или некомпенсированной. Компенсация может привести к тому, что симптомы сначала не будут замечены, однако дальнейшее заболевание или стресс, например, любое увеличение потребности в кислороде, могут, наконец, выявить существующую гипоксемию. В компенсированном состоянии кровеносные сосуды, снабжающие менее вентилируемые области легкого, могут выборочно сокращаться , перенаправляя кровь в области легких, которые лучше вентилируются. Однако в хроническом контексте и если легкие обычно плохо вентилируются, этот механизм может привести к легочной гипертензии , перегрузке правого желудочка сердца и возникновению легочного сердца и правосторонней сердечной недостаточности . Также может возникнуть полицитемия . У детей хроническая гипоксемия может проявляться задержкой роста, неврологического и двигательного развития, а также ухудшением качества сна с частыми пробуждениями во сне.

Другие симптомы гипоксемии могут включать цианоз , дискомфорт пальцев и симптомы, которые могут быть связаны с причиной гипоксемии, включая кашель и кровохарканье .

Серьезные гипоксемию обычно возникает , когда парциальное давление кислорода в крови меньше , чем 60 мм рт.ст. (8,0 кПа), начало крутого участка кислородом гемоглобина кривой диссоциации , где небольшое снижение парциального давления кислорода приводит в большой снижение содержания кислорода в крови. Сильная гипоксия может привести к дыхательной недостаточности.

Причины

Гипоксемия означает недостаток кислорода в крови. Таким образом, любая причина, влияющая на скорость или объем воздуха, поступающего в легкие ( вентиляция ), или любая причина, влияющая на перенос воздуха из легких в кровь, может вызвать гипоксемию. Помимо этих респираторных причин, сердечно-сосудистые причины, такие как шунты, также могут привести к гипоксемии.

Гипоксемия вызывается пятью категориями этиологии: гиповентиляция , несоответствие вентиляции и перфузии , шунт справа налево , нарушение диффузии и низкое PO ₂ . Низкое PO ₂ и гиповентиляция связаны с нормальным альвеолярно-артериальным градиентом (градиент Аа), тогда как другие категории связаны с повышенным градиентом Аа.

Вентиляция

Если альвеолярная вентиляция низкая, в альвеолы ​​не поступает достаточно кислорода для использования организмом. Это может вызвать гипоксемию, даже если легкие в норме, поскольку причина кроется в контроле вентиляции стволом мозга или в неспособности организма эффективно дышать.

Респираторный двигатель

Дыхание контролируется центрами в мозговом веществе , которые влияют на частоту дыхания и глубину каждого вдоха. На это влияет уровень углекислого газа в крови, который определяется центральными и периферическими хеморецепторами, расположенными в центральной нервной системе и каротидном и аортальном телах соответственно. Гипоксия возникает, когда дыхательный центр не работает должным образом или когда сигнал не подходит:

• Инсульт , эпилепсия и переломы шеи могут повредить мозговые центры дыхания, которые генерируют ритмические импульсы и передают их по диафрагмальному нерву к диафрагме , мышце, отвечающей за дыхание.
• Снижение дыхательной активности также может быть результатом метаболического алкалоза , состояния пониженного содержания углекислого газа в крови.
• Центральное апноэ сна . Во время сна дыхательные центры мозга могут приостанавливать свою деятельность, что приводит к длительным периодам апноэ с потенциально серьезными последствиями.
• Гипервентиляция с последующей длительной задержкой дыхания. Эта гипервентиляция, которую пытаются использовать некоторые пловцы, снижает количество углекислого газа в легких. Это уменьшает желание дышать. Однако это также означает, что падение уровня кислорода в крови не ощущается, что может привести к гипоксемии.

Физические состояния

Различные условия, которые физически ограничивают поток воздуха, могут привести к гипоксемии.

• Удушье , включая временное прерывание или прекращение дыхания, как при обструктивном апноэ во сне , или постельное белье могут мешать дыханию у младенцев, что является предполагаемой причиной СВДС .
• Структурные деформации грудной клетки, такие как сколиоз и кифоз , которые могут ограничивать дыхание и приводить к гипоксии.
• Слабость мышц , которая может ограничивать работу диафрагмы , основной мышцы, втягивающей новый воздух в легкие. Это может быть результатом врожденного заболевания , такого как заболевание двигательных нейронов , или приобретенного состояния, например усталости в тяжелых случаях ХОБЛ .

Кислород окружающей среды

В условиях, когда доля кислорода в воздухе мала или когда парциальное давление кислорода снижается, меньше кислорода присутствует в альвеолах легких. Альвеолярный кислород передается гемоглобину , белку-переносчику внутри красных кровяных телец , с эффективностью, которая снижается с увеличением парциального давления кислорода в воздухе.

• Высота . Внешнее парциальное давление кислорода уменьшается с высотой, например, на большой высоте или во время полета . Это уменьшение приводит к снижению переноса кислорода гемоглобином. Это особенно заметно как причина церебральной гипоксии и горной болезни у альпинистов Эвереста и других экстремальных высот. Например, на пике Эвереста парциальное давление кислорода составляет всего 43 мм рт. Ст., Тогда как на уровне моря парциальное давление составляет 150 мм рт. По этой причине давление в салоне самолета поддерживается на уровне от 5000 до 6000 футов (от 1500 до 1800 м).
• Дайвинг . Гипоксия при нырянии может возникнуть в результате внезапного всплытия. Парциальные давления газов увеличиваются при погружении на один атм каждые десять метров. Это означает, что парциальное давление кислорода, достаточное для поддержания хорошего переноса гемоглобина, возможно на глубине, даже если оно недостаточно на поверхности. Дайвер, который остается под водой, будет медленно потреблять свой кислород, и при всплытии парциальное давление кислорода может быть недостаточным ( затемнение на мелководье ). На глубине это может проявляться в виде затемнения на глубокой воде .
• Удушье . Снижение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе, вызванное уменьшением замены кислорода в дыхательной смеси.
• Анестетики . Низкое парциальное давление кислорода в легких при переходе с ингаляционной анестезии на атмосферный воздух из-за эффекта Финка или диффузной гипоксии.
• Недостаток кислорода в воздухе также оказался смертельным. В прошлом наркозные аппараты работали со сбоями, доставляя пациентам газовые смеси с низким содержанием кислорода. Кроме того, кислород в замкнутом пространстве может потребляться, если скрубберы с углекислым газом используются без достаточного внимания к восполнению потребляемого кислорода.

Перфузия

Несоответствие вентиляции и перфузии

Это относится к нарушению равновесия вентиляции / перфузии. Кислород, попадающий в легкие, обычно диффундирует через альвеолярно-капиллярную мембрану в кровь. Однако это уравновешивание не происходит, когда альвеола недостаточно вентилируется, и, как следствие, кровь, выходящая из альвеолы, является относительно гипоксичной. Когда такая кровь добавляется к крови из хорошо вентилируемых альвеол, смесь имеет более низкое парциальное давление кислорода, чем альвеолярный воздух, и поэтому возникает разница Аа. Примеры состояний, которые могут вызвать несоответствие вентиляции и перфузии, включают:

• Упражнение. Хотя умеренная активность и упражнения улучшают вентиляцию-перфузию, гипоксемия может развиться во время интенсивных упражнений в результате ранее существовавших заболеваний легких. Во время упражнений почти половина гипоксемии возникает из-за ограничений диффузии (опять же, в среднем).
• Старение . С возрастом наблюдается ухудшение соответствия вентиляции и перфузии, а также снижение способности компенсировать гипоксические состояния.
• Заболевания, поражающие легочный интерстит, также могут приводить к гипоксии, влияя на способность кислорода диффундировать в артерии. Примером этих заболеваний является фиброз легких , при котором даже в состоянии покоя пятая часть гипоксемии возникает из-за диффузионных ограничений (в среднем).
• Заболевания, приводящие к острой или хронической респираторной недостаточности, могут привести к гипоксии. Эти заболевания могут быть острыми в начале (например, обструкция при вдыхании или эмбол легочной артерии ) или хроническими (например, хроническая обструктивная болезнь легких ).
• Цирроз может осложняться рефрактерной гипоксемией из-за высокой скорости кровотока через легкие, что приводит к несоответствию вентиляции и перфузии.

Маневрирование

Шунтирование относится к крови, которая обходит малый круг кровообращения, что означает, что кровь не получает кислород из альвеол. Как правило, шунт может находиться в сердце или легких и не может быть исправлен путем введения только кислорода. Шунтирование может происходить в нормальных состояниях:

• Анатомическое шунтирование, происходящее через бронхиальное кровообращение , которое снабжает кровью ткани легкого. Шунтирование также происходит с помощью мельчайших сердечных вен , которые впадают непосредственно в левый желудочек.
• Физиологические шунты, возникающие из-за действия силы тяжести. Самая высокая концентрация крови в малом круге кровообращения возникает в основании легочного дерева по сравнению с самым высоким давлением газа в верхушках легких. Альвеолы нельзя вентилировать при поверхностном дыхании.

Шунтирование также может происходить при болезненных состояниях:

• Синдром острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). Коллапс альвеол, который может увеличить объем физиологического шунтирования, можно контролировать с помощью комбинации увеличения оксигенации, а также положительного давления для привлечения спавшихся альвеол.
• Патологические шунты, такие как открытый артериальный проток , открытое овальное отверстие и дефекты межпредсердной перегородки или дефекты межжелудочковой перегородки . Это состояния, когда кровь из правой части сердца движется прямо в левую, не проходя сначала через легкие. Это называется шунтом справа налево , который часто бывает врожденным.

Упражнение

Артериальная гипоксемия, вызванная физической нагрузкой, возникает во время физических упражнений, когда у тренированного человека сатурация артериальной крови кислородом ниже 93%. Встречается у здоровых людей разного возраста и пола в хорошей физической форме. Адаптации, вызванные тренировками, включают увеличение сердечного выброса из-за гипертрофии сердца, улучшение венозного возврата и метаболической вазодилатации мышц, а также увеличение VO ₂ max . Должно быть соответствующее увеличение VCO _2, следовательно, необходимо очистить диоксид углерода, чтобы предотвратить метаболический ацидоз . Гипоксемия возникает у этих людей из-за увеличения легочного кровотока, вызывающего:

• Уменьшение времени прохождения капилляров из-за увеличения кровотока в легочных капиллярах. Время прохождения капилляра (tc) в состоянии покоя составляет около 0,8 с, что дает достаточно времени для диффузии кислорода в кровоток и диффузии CO ₂ из кровотока. После тренировки объем капилляров остается прежним, однако сердечный выброс увеличивается, что приводит к уменьшению времени прохождения капилляров, которое у тренированных людей при максимальной скорости работы сокращается примерно до 0,16 с. Это не дает достаточно времени для диффузии газа и приводит к гипоксемии.
• Внутрилегочные артериовенозные шунты - это спящие капилляры в легких, которые активируются, когда венозное давление становится слишком высоким. Обычно они расположены в мертвой зоне, где не происходит диффузии газа, поэтому кровь, проходящая через них, не насыщается кислородом, что приводит к гипоксемии.

Физиология

Ключом к пониманию того, вовлечены ли легкие в конкретный случай гипоксемии, является разница между альвеолярным и артериальным уровнями кислорода ; эту разницу Aa часто называют градиентом Aa, и она обычно невелика. Парциальное давление кислорода в артериальной крови получается непосредственно из определения газов артериальной крови . Кислород, содержащийся в альвеолярном воздухе, можно рассчитать, потому что он прямо пропорционален его фракционному составу в воздухе. Так как дыхательные пути увлажняют (и так разбавленных) вдыхаемого воздуха, барометрическое давление в атмосфере снижается давление паров воды.

История

Термин гипоксемия первоначально использовался для описания низкого содержания кислорода в крови, возникающего на больших высотах, и определялся, как правило, как недостаточное насыщение крови кислородом.

использованная литература

• Запад, Джон Б. (2012). Легочная патофизиология: Основы (8-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-1-4511-0713-5.
• Андерсон, Кеннет Н. (2002). Словарь Мосби по медицине, уходу и смежному здоровью (6-е изд.). Резюме Мосби. ISBN 978-0-323-01430-4.
• Дин Р. Хесс, Нил Р. Макинтайр, Шелли С. Мишу, Уильям Ф. Гэлвин, Александр Б. Адамс (2012) Респираторная помощь: принципы и практика. (ред.) (2-е изд). Jones and Bartlet Learning ISBN  978-0-7637-6003-8
• Джейкоб Самуэль и Кори Франклинг, «Гипоксемия и гипоксия» у Джонатана А. Майерса, Кейта В. Милликена и Теодора Дж. Сакларидеса (редакторы) (2008) Общие хирургические заболевания . (2-е изд.). 391–394 ISBN  978-0-387-75245-7

внешние ссылки

Классификация	D МКБ - 10-CM : R09.02