Hiperkapnia

Dostarczając organizmowi tlen, układ oddechowy jednocześnie usuwa produkt przemiany materii – dwutlenek węgla (CO2), który krew przenosi z tkanek do pęcherzyków płucnych, a dzięki wentylacji pęcherzykowej jest on usuwany z krwi. Hiperkapnia oznacza więc nieprawidłowo podwyższony poziom dwutlenku węgla we krwi.

Epidemiologia

Według zagranicznych statystyk, przy otyłości ze wskaźnikiem masy ciała BMI wynoszącym 30-35 zespół hipowentylacji rozwija się w 10% przypadków, a przy wskaźniku masy ciała wynoszącym 40 i więcej – w 30-50%.

Wśród pacjentów z ciężką hiperkapnią śmiertelność spowodowana niewydolnością oddechową wynosi średnio 65%.

Przyczyny hiperkapnia

Pulmonolodzy podają następujące przyczyny zwiększonego poziomu dwutlenku węgla (jego ciśnienia parcjalnego – PaCO2) we krwi:

• przewlekłe obturacyjne zapalenie oskrzeli i POChP;
• zaostrzenie astmy i długotrwałe ograniczenie drożności dróg oddechowych (niedrożność), prowadzące do stanu astmatycznego;
• nadciśnienie płucne, które może wiązać się z uszkodzeniem pęcherzyków płucnych w przewlekłym obliteracyjnym zapaleniu oskrzelików, rozedmie płuc, zapaleniu płuc, a także pylicy krzemowej i innych chorobach płuc - chorobach zawodowych układu oddechowego;
• zespół ostrej niewydolności oddechowej u dorosłych;
• zmniejszenie objętości oddechowej, m.in. w przypadkach pneumosklerozy (często spowodowanej przewlekłym zapaleniem oskrzeli); niedodmy płucnej i przewlekłego rozstrzenia oskrzeli; problemów z sercem i niektórych chorób układowych;
• bezdech senny, który negatywnie wpływa na równowagę O2 i CO2 we krwi z powodu płytkiego i przerywanego oddychania; [ 1 ]
• obniżone napięcie i/lub elastyczność przepony oraz międzyżebrowych mięśni oddechowych w miopatiach o charakterze dystroficznym lub neurologicznym, na przykład w miastenii, stwardnieniu zanikowym bocznym, zespole Guillaina-Barrégo.

Hiperkapnia i udar mózgu, urazowe uszkodzenie mózgu i guzy mózgu mogą mieć podłoże etiologiczne, wynikające z zaburzeń krążenia mózgowego i uszkodzenia ośrodka oddechowego w rdzeniu przedłużonym.

Ponadto obserwuje się także hiperkapnię metaboliczną, która jest wynikiem zaburzeń równowagi elektrolitowej (kwasowo-zasadowej) w trakcie gorączki, zaburzeń hormonalnych (hiperkortyzolemii, tyreotoksykozy), chorób nerkowych (niewydolności nerek), zasadowicy metabolicznej oraz rozwoju sepsy. [ 2 ]

Hiperkapnia u dzieci może być spowodowana przez:

• wrodzone wady układu oskrzelowo-płucnego;
• zespół zaburzeń oddechowych u noworodków;
• aspiracja płynu owodniowego i smółki z dróg oddechowych noworodków;
• przetrwałe nadciśnienie płucne noworodka.

U wcześniaków dochodzi do niedoboru tlenu we krwi – hipoksemii i hiperkapnii, a także do dysplazji oskrzelowo-płucnej związanej z długotrwałym sztucznym wspomaganiem oddychania (ALS). [ 3 ]

Czynniki ryzyka

Oprócz częstych zakaźnych zmian płucnych – zapalenia oskrzeli i płuc, a także wszystkich przewlekłych chorób oskrzelowo-płucnych, ryzyko wystąpienia hiperkapnii wzrasta w przypadku:

• palenie;
• wysoki stopień otyłości (przy nadwadze, ze wskaźnikiem masy ciała BMI powyżej 30-35, proces oddychania staje się utrudniony);
• uszkodzenie płuc spowodowane wdychaniem substancji toksycznych lub wdychaniem powietrza zawierającego nienormalnie wysokie stężenia CO2;
• hipotermia (hipotermia);
• rak płuc;
• duże dawki alkoholu, przedawkowanie pochodnych opium (depresja ośrodkowego układu oddechowego);
• deformacje klatki piersiowej, zwłaszcza z wygięciem kręgosłupa;
• patologie autoimmunologiczne z włóknieniem układowym (reumatoidalne zapalenie stawów, mukowiscydoza itp.);
• obecność nieprawidłowości genetycznych - wrodzona ośrodkowa hipowentylacja lub zespół klątwy Ondyny.

Patogeneza

W procesie metabolizmu komórkowego w ich mitochondriach powstaje dwutlenek węgla, który następnie dyfunduje do cytoplazmy, przestrzeni międzykomórkowej i naczyń włosowatych – rozpuszczając się we krwi, czyli wiążąc się z hemoglobiną erytrocytów. A usuwanie CO2 następuje podczas oddychania poprzez wymianę gazową w pęcherzykach płucnych – dyfuzję gazu przez błony pęcherzykowo-włośniczkowe. [ 4 ]

W warunkach prawidłowych (w spoczynku) objętość oddechowa wynosi 500–600 ml, wentylacja płuc wynosi 5–8 l/min, a objętość minutowa wentylacji pęcherzykowej wynosi 4200–4500 ml.

Fizjolodzy często utożsamiają hiperkapnię, niedotlenienie i kwasicę oddechową, wiążą też patogenezę zwiększonego ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla (PaCO2) we krwi z upośledzoną wentylacją – hipowentylacją pęcherzykową, której skutkiem jest hiperkapnia.

Nawiasem mówiąc, hiperkapnia i kwasica są ze sobą powiązane, ponieważ kwasica oddechowa ze spadkiem pH krwi tętniczej jest naruszeniem równowagi kwasowo-zasadowej ze wzrostem zawartości dwutlenku węgla we krwi, co jest spowodowane hipowentylacją. To właśnie kwasica oddechowa tłumaczy bóle głowy, senność w ciągu dnia, drżenia i drgawki, problemy z pamięcią. [ 5 ]

Natomiast spadek poziomu CO2 we krwi – hipokapnia i hiperkapnia (czyli jego wzrost) – to stany diametralnie odmienne. W tym przypadku hipokapnia występuje przy hiperwentylacji płuc. [ 6 ]

Wróćmy jednak do mechanizmu powstawania hiperkapnii. Podczas wentylacji płuc nie całe wydychane powietrze (około jednej trzeciej) zostaje uwolnione od dwutlenku węgla, gdyż część z niego pozostaje w tzw. fizjologicznej przestrzeni martwej układu oddechowego – objętości powietrza w jego poszczególnych segmentach, która nie podlega natychmiastowej wymianie gazowej. [ 7 ]

Choroby oskrzelowo-płucne i inne czynniki powodują zaburzenia w łożysku naczyń włosowatych płuc i strukturze tkanki pęcherzykowej, zmniejszają powierzchnię dyfuzyjną i zmniejszają perfuzję pęcherzykową, a także zwiększają objętość przestrzeni martwej, w której poziom O2 jest niski, a zawartość CO2 bardzo wysoka. A wraz z kolejnym cyklem oddechowym (wdech-wydech) dwutlenek węgla nie jest całkowicie eliminowany, ale pozostaje we krwi. [ 8 ]

Na przykład w przewlekłym obturacyjnym zapaleniu oskrzeli, na skutek zmniejszonej wentylacji pęcherzykowej, obserwuje się hipoksemię i hiperkapnię, czyli spadek poziomu tlenu we krwi i wzrost zawartości dwutlenku węgla.

Przewlekła hiperkapnia z niskim poziomem O2 we krwi może wystąpić przy braku oczywistych przyczyn, przede wszystkim ze strony układu oddechowego. W takich przypadkach hipowentylacja pęcherzykowa jest związana z zaburzeniem (najpewniej uwarunkowanym genetycznie) w funkcjonowaniu centralnych chemoreceptorów CO2 w rdzeniu przedłużonym lub chemoreceptorów w ciałkach szyjnych zewnętrznej ściany tętnicy szyjnej. [ 9 ]

Objawy hiperkapnia

Powoli rozwijający się zespół hiperkapnii, a dokładniej zespół hipowentylacji pęcherzykowej, może przebiegać bezobjawowo, a jego pierwsze objawy – bóle głowy, zawroty głowy, uczucie zmęczenia – są niespecyficzne.

Objawami hiperkapnii mogą być również: senność, zaczerwienienie skóry twarzy i szyi, przyspieszony oddech, nieprawidłowa częstość akcji serca z arytmią, podwyższone ciśnienie krwi, skurcze mięśni i drżenie rąk (asterix) oraz omdlenia.

Duszność (zadyszka) jest obserwowana dość często, chociaż hiperkapnia i zadyszka mogą być pośrednio powiązane, ponieważ w chorobach oskrzelowo-płucnych obserwuje się płytkie, ale częste oddychanie (prowadzące do pogorszenia wentylacji pęcherzykowej).

Obraz kliniczny ciężkiej hiperkapnii charakteryzuje się nieregularnym biciem serca, drgawkami, splątaniem i utratą przytomności, dezorientacją, atakami paniki. Jednocześnie, jeśli mózg i serce nie otrzymują wystarczającej ilości tlenu, istnieje wysokie ryzyko śpiączki lub zatrzymania akcji serca.

Stanem nagłym jest ostra hiperkapnia lub ostra niewydolność płuc z niedotlenieniem.

Hiperkapnia dopuszczalna odnosi się do podwyższonego ciśnienia parcjalnego CO2 z powodu hipowentylacji u pacjentów wentylowanych mechanicznie z uszkodzeniem płuc spowodowanym zespołem ostrej niewydolności oddechowej lub zaostrzeniem astmy oskrzelowej. [ 10 ]

Komplikacje i konsekwencje

Umiarkowana lub ciężka hiperkapnia może powodować poważne powikłania i negatywne skutki.

Hiperkapnia i hipoksja prowadzą do niedotlenienia organizmu.

Ponadto wysoki poziom dwutlenku węgla we krwi powoduje wzrost rzutu serca z gwałtownym wzrostem ciśnienia tętniczego i śródczaszkowego; przerost prawej komory serca (serca płucnego); zmiany w układzie hormonalnym, mózgu i ośrodkowym układzie nerwowym - z pewnymi reakcjami psychicznymi i stanami drażliwości, lęku i paniki.

I oczywiście może nagle wystąpić niewydolność oddechowa, która może prowadzić do śmierci. [ 11 ]

Diagnostyka hiperkapnia

Ponieważ zaburzenia wentylacji pęcherzykowej mają wiele przyczyn, badanie pacjenta, wywiad i skargi uzupełniane są o badania narządów oddechowych, stanu mięśni oddechowych i krążenia mózgowego, identyfikację zaburzeń hormonalnych i metabolicznych, patologii nerek itp. Dlatego diagnostyka może wymagać zaangażowania odpowiednich specjalistów o wąskim profilu.

Konieczne jest wykonanie badań krwi w celu określenia składu gazów, poziomu pH, zawartości wodorowęglanów w osoczu itp.

Wykonuje się diagnostykę instrumentalną: spirometrię płucną, kapnometrię i kapnografię (oznaczanie ciśnienia parcjalnego CO2 we krwi tętniczej), badanie rentgenowskie czynności płuc, EEC; w razie potrzeby - USG i TK innych układów i narządów

Diagnostyka różnicowa ma na celu ustalenie etiologii hiperkapnii. [ 12 ]

Leczenie hiperkapnia

Gdy przyczyna hiperkapnii jest dokładnie znana, leczenie jest ukierunkowane na podstawową chorobę oskrzeli i płuc oraz przepisuje się odpowiednie leki.

Przede wszystkim są to leki rozszerzające oskrzela: Alupent (Orciprenalina), Atrovent, Isadrin, Aerophyllin, Hexaprenalina, itp.

Fizjoterapia jest również szeroko stosowana w leczeniu obturacyjnego zapalenia oskrzeli i POChP; więcej szczegółów można znaleźć w artykule Fizjoterapia w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc.

Benzomopina, Azamolin, Olifen i inne leki przeciwhipoksacyjne są przepisywane w przypadku niedoboru tlenu. Tak więc lek Olifen (tabletki i roztwór do wstrzykiwań) jest przeciwwskazany u pacjentów z zaburzeniami krążenia mózgowego, a jego działania niepożądane ograniczają się do pokrzywki alergicznej i umiarkowanego niedociśnienia tętniczego. [ 13 ], [ 14 ]

Wentylacja mechaniczna w hiperkapnii (z intubacją dotchawiczą) jest konieczna w przypadkach ostrej niewydolności oddechowej. Aby poprawić wymianę gazową i zapobiec problemom z oddychaniem i niedotlenieniu, stosuje się nieinwazyjną wentylację ciśnieniem dodatnim (w której tlen dostarczany jest przez maskę twarzową). [ 15 ]

Zapobieganie

Aby uniknąć hiperkapnii konieczne jest:

• rzuć palenie i ogranicz spożycie alkoholu;
• pozbyć się zbędnych kilogramów;
• leczyć choroby oskrzelowo-płucne w odpowiednim czasie, zapobiegając ich przekształceniu się w choroby przewlekłe, a także monitorować stan w przypadku występowania patologii układowych i autoimmunologicznych;
• Unikaj wdychania toksycznych gazów
• utrzymywać napięcie mięśniowe (poprzez regularne ćwiczenia i, jeśli to możliwe, aktywność sportową).

Prognoza

Hiperkapnia ma zmienne rokowanie, które zależy od jej etiologii. Im młodszy pacjent, tym lepiej. [ 16 ]

W przypadku ciężkiej hiperkapnii bardzo realnym zagrożeniem jest dysfunkcja układu oddechowego, ustanie czynności serca i obumieranie komórek mózgowych z powodu braku tlenu.