Hipoksemija (pomanjkanje kisika v krvi) je stanje, pri katerem delni tlak kisika v krvi pade pod 60 mmHg. V kakšnih pogojih se pojavi hipoksemija? Katere spremembe se zgodijo v hipoksičnem organizmu? So zapleti lahko življenjsko nevarni?
Hipoksemija (pomanjkanje kisika v krvi) se pojavi, kadar je v krvi premalo kisika. Eden najpomembnejših pogojev za vzdrževanje homeostaze, torej notranje ravnovesje telesa, je vzdrževanje ustrezne oksigenacije arterijske krvi. Da bi jih zagotovili, je treba imeti zadostno vsebnost kisika v atmosferskem zraku, pravilno delovanje dihal in učinkovit transport kisika iz alveolov v kri. Motnje v kateri koli od teh faz lahko povzročijo hipoksemijo.
Kazalo
- Hipoksemija in hipoksija
- Fiziologija pljučne cirkulacije
- Hipoksemija: vzroki
- Hipoksemija in presnova
- Hipoksemija: simptomi
- Hipoksemija: zdravljenje
- Fizični trening v hipoksičnih pogojih
Hipoksemija in hipoksija
Hipoksija in hipoksemija sta podobni, vendar ne enaki stanji. Hipoksemija je ožji izraz, pomeni zmanjšano oksigenacijo arterijske krvi.
Hipoksija pa pomeni hipoksijo tkiv ali celotnega organizma. Vzrok za hipoksijo je lahko hipoksemija - takrat govorimo o hipoksični hipoksiji. Nato premalo kisikova kri ne more oskrbeti tkiv s kisikom, ki ga potrebujejo. Vendar se je vredno zavedati, da hipoksija in hipoksemija ne obstajata vedno sočasno.
Vendar pa se hipoksija lahko razvije tudi, kadar je raven kisika v krvi normalna. To je lahko posledica zmanjšanja količine obtočne krvi ali okvare krvnega obtoka.
Primer takšnih motenj je ishemična možganska kap. Krvni strdek blokira lumen posode, kri (kljub zadostni oksigenaciji) ne teče v možgane, kar povzroči hipoksijo.
Hipoksija ni vedno posledica hipoksemije. Zmanjšanje oksigenacije krvi sproži mehanizme za preprečevanje tkivne hipoksije. Dober primer je kompenzacijsko povečanje srčnega utripa (tahikardija). Kljub temu, da je v krvi premalo kisika, hitrejši srčni utrip tkivom zagotavlja dovolj.
Opredelitev hipoksemije v svetu medicinskih publikacij je včasih dvoumna. Večina avtorjev meni, da je najpomembnejše merilo znižanje parcialnega tlaka kisika v krvi pod 60 mmHg.
Nekateri v to opredelitev vključujejo tudi zmanjšanje odstotka nasičenosti hemoglobina s kisikom, to je zmanjšanje nasičenosti pod 90%. Drugi menijo, da je ta parameter pokazatelj tkivne hipoksije.
Fiziologija pljučne cirkulacije
Pred razlago mehanizmov hipoksemije je pomembno razumeti, od kod prihaja kisik in kako se prenaša.
Pljučni obtok (imenovan majhen krvni obtok) se začne v desnem prekatu srca. Njegova naloga je črpati neoksigenirano kri v pljučni trup, ki se deli na dve pljučni arteriji. Te arterije se postopoma razvejajo v posode vedno manjšega kalibra. Najmanjši med njimi se imenujejo kapilare (kapilare) in tvorijo gosto mrežo, ki se ovije okoli alveolov.
Kapilarna stena skupaj s sosednjo alveolarno steno tvorijo t.i. alveolarno-kapilarna pregrada. Skozi to oviro poteka izmenjava plinov - kisik prodre iz lumena mehurčka v kri v kapilari, ogljikov dioksid pa teče v nasprotno smer.
Oksigenirana kri se nato prenese v pljučne žile, od koder gre v levi atrij srca. Treba je biti pozoren na dejstvo, da v pljučnem obtoku deoksigenirana kri teče v arterijah, kisikova kri pa v žilah (za razliko od velikega krvnega obtoka).
Hipoksemija: vzroki
Obstajajo trije osnovni pogoji za zagotovitev zadostnega kisika v arterijski krvi:
- dovolj kisika v zraku, ki ga vdihavamo
- pravilen pretok zraka s kisikom skozi dihalne poti do alveolov
- stalen pretok krvi v pljučne žile in možnost prodiranja kisika vanj iz vdihanega zraka
Razvoj hipoksemije je torej lahko posledica različnih situacij, kot so:
- zmanjšanje količine kisika v atmosferskem zraku
Najpogostejše zmanjšanje vsebnosti vdihanega zraka je na višinah. Ko se nadmorska višina poveča, se gostota zraka zmanjša in zmanjša se delni tlak kisika. Zaradi tega lahko bivanje na višini povzroči hipoksemijo in razvoj višinske bolezni.
- hipoventilacija, to je zmanjšanje pretoka zraka v pljuča
Neučinkovito dihanje ali prenizka frekvenca povzročata nezadosten dotok kisika v alveole.Počasnejše dihanje je lahko posledica presnovnih motenj, uživanja drog in prevelikega odmerjanja nekaterih zdravil (na primer anestetikov ali antiepileptikov).
Motnje dihanja se pojavljajo tudi pri boleznih, ki motijo delo dihalnih mišic - na primer v skupini bolezni motoričnih nevronov (vključno z amiotrofično lateralno sklerozo).
Dihalni center, ki poganja aktivnost vdihavanja in izdiha, se nahaja v medulli, podolgovati v možganskem deblu. Poškodbe teh struktur (na primer zaradi ishemije ali travme) lahko uničijo "nadzorni center" dihanja, kar ima za posledico hipoventilacijo in hipoksemijo.
Nezadostno dihanje se pojavi tudi pri obstruktivni apneji med spanjem. To je zdravstveno stanje, ko se dihanje ustavi, ko spite.
- motnje razmerja med prezračevanjem in pljučnim tokom
Učinkovita oksigenacija krvi je mogoča le v primeru neprekinjenega dotoka v kapilare, ki obdajajo pravilno prezračene alveole.
Če je del pljuč slabo prezračen (na primer zaradi aspiracije ali vnetja tujka, kot pri COVID-19), kljub normalnemu pretoku krvi ne bo nasičen s kisikom.
Možno je tudi nasprotno: alveole so dobro prezračene in vsebujejo pravo količino kisika, vendar kri zaradi neznanega razloga ne pride do kapilar.
Tipičen primer pljučne motnje krvnega obtoka je pljučna embolija, pri kateri pretok deoksigenirane krvi v pljučne žile blokira inherentni tromb.
- disfunkcija alveolarno-kapilarne pregrade
Alveolarno-kapilarna pregrada omogoča izmenjavo plinov med lumenom alveolov in kapilarami. Zaradi zgoščevanja lahko kisik težko pride v kri. Primer stanja, pri katerem je ovirana funkcija ovirana, je spontana fibroza.
- puščanje desno-levo
Fiziološko gledano desna polovica srca vsebuje deoksigenirano kri, ki po prehodu skozi pljučni obtok konča v levi polovici kot kisikova kri. Obstajajo bolezni, pri katerih deoksigenirana kri vstopi v levi prekat brez stopnje oksigenacije v pljučih. Temu pravimo puščanje.
Najpogostejši vzroki za šant od desne proti levi so prirojene okvare srca in / ali velikih žil. Prisotnost lukenj v pregradi, ki ločujejo polovice srca, ali povezav med pljučnim trupom in aorto, omogoča neoksidirani krvi teči naravnost v arterije velikega krvnega obtoka.
Primeri prirojenih srčnih napak s šantom od desne proti levi so luknje v interventrikularnem ali interventrikularnem septumu in patent ductus arteriosus (kri, ki prenaša kri neposredno iz pljučnega debla v aorto in utero).
Hipoksemija in presnova
Motnje v oskrbi celic s kisikom povzročijo takojšnje spremembe v njihovem delovanju. Omejijo svojo aktivnost in preidejo na t.i. anaerobna presnova.
Dolgotrajna hipoksija povzroči razvoj progresivne metabolične acidoze, ki vodi do nepopravljivih poškodb celic in njihove smrti. Posledice hipoksemije so lahko dramatične, vključno z odpovedjo več organov in smrtjo.
Živčne celice so najbolj občutljive na hipoksijo - izgubijo svojo funkcijo po 1 minuti hipoksije. Celice srčne mišice v takšnih pogojih preživijo približno 4 minute, skeletne mišice pa do 2 uri.
Nenadna hipoksemija sproži vrsto popravnih odzivov, da zmanjša svoje učinke. Poviša se srčni utrip in zviša krvni tlak ter poveča dihanje.
Pri delu sodelujejo dodatne dihalne mišice, ki omogočajo globlje dihanje. V organih, ki so najpomembnejši za preživetje (možgani, srce), se krvne žile razširijo, da jih oskrbijo s čim več krvjo.
V pljučih je odziv na hipoksijo refleksna vazokonstrikcija. Če del pljuč ni pravilno prezračen, vazokonstrikcija v njem omogoča, da se kri premakne na bolje prezračene prostore.
Kronična hipoksemija lahko privede do generaliziranega vazospazma v pljučih. Tako se razvije pljučna hipertenzija, ki prekomerno obremeni desni prekat. Preobremenitev in odpoved desne strani srca zaradi sprememb v pljučih se imenuje pljučno srce (cor pulmonale).
Drug obrambni mehanizem pri kronični hipoksemiji je spodbujanje tvorbe eritropoetina v ledvicah. Eritropoetin (EPO) je hormon, ki spodbuja nastajanje rdečih krvnih celic v kostnem mozgu. Povečanje njihovega števila omogoča prevoz več kisika.
Hipoksemija: simptomi
Diagnoza hipoksemije, ki temelji na kliničnih simptomih, je odvisna od njene resnosti in možne kompenzacije.
Akutna hipoksemija se ponavadi kaže s pomanjkanjem dihanja, hitrejšim dihanjem in povečanim naporom za vdih. Srčni utrip se pogosto poveča na> 100 utripov na minuto.
Ker so živčne celice najbolj občutljive na hipoksijo, so prvi simptomi hipoksije lahko povezani z nevrološkimi motnjami.
Nenadna zmedenost, dezorientacija ali oslabljen govor vedno izključujejo hipoksemijo.
Simptomi kronične hipoksije v telesu lahko vključujejo sekundarno hiperemijo (povečano število rdečih krvnih celic), cianozo in tako imenovano palčke (odebeljene na konicah). Dolgotrajna hipoksemija pri otrocih lahko povzroči počasen psihomotorični razvoj.
Laboratorijski test za diagnozo hipoksemije je merjenje plinov v arterijski krvi. Meri delni tlak kisika v krvi. Veljavno območje vrednosti za ta parameter je 75-100 mmHg.
Rezultat manj kot 60 mmHg kaže na hipoksemijo. Tako nizek parcialni tlak kisika običajno ustreza tudi zmanjšanju nasičenosti arterijske krvi pod 90%.
Hipoksemija: zdravljenje
Zdravljenje hipoksemije je odvisno predvsem od tega, s katero obliko hipoksemije imamo opravka: akutno ali kronično. Diagnosticiranje hipoksemije vedno zahteva določitev stabilnosti bolnikovega stanja.
Takojšen poseg je potreben v primeru hude dispneje, povečanega srčnega utripa, sprememb krvnega tlaka ali nevroloških simptomov (zmedenost, demenca).
Akutna hipoksemija lahko povzroči tkivno hipoksijo in posledično odpoved več organov in smrt.
Povečanje vsebnosti kisika v krvi dosežemo s kisikovo terapijo. Na podlagi rezultatov testa zdravnik izbere pretok kisika, primeren za pacienta, ki ga dajemo s posebno masko ali tako imenovano kisikovi brki.
Obstajajo različne vrste mask, ki vam omogočajo dajanje kisika v različnih koncentracijah; najvišjo koncentracijo dosežemo z masko z rezervoarsko vrečko (do 90% kisika v dihalni mešanici).
V najhujših primerih bo morda treba uporabiti dihalne podporne naprave z ustvarjanjem pozitivnega tlaka v dihalnih poteh med vdihavanjem. To se imenuje mehansko prezračevanje.
Pri nekaterih bolnikih je mogoče uporabiti neinvazivno prezračevanje, pri katerem dihanje podpira maska, priključena na ventilator. Invazivno prezračevanje je rezervirano za najtežje bolne.
Pacient v splošni anesteziji je intubiran, lastno dihanje je "izključeno" in prezračevanje prevzame ventilator.
Vse zgoraj opisane metode so simptomatsko zdravljenje. Dajanje kisika lahko pomaga pri stabiliziranju bolnikovega stanja, vendar je iskanje vzrokov za hipoksijo vedno ključno. Terapija s kisikom zahteva tudi stalno spremljanje bolnikovega stanja (redne meritve nasičenosti, npr. Z uporabo pulznega oksimetra, gasometrija).
Pri boleznih, ki vodijo v kronično hipoksemijo (najpogosteje pljučne bolezni, vključno s KOPB, pljučno fibrozo, hudo astmo), bo morda potrebna kronična terapija s kisikom.
Trenutno so na Poljskem koncentratorji kisika priljubljeni in omogočajo terapijo s kisikom doma. Pacient mora vsaj 15-17 ur na dan dihati skozi kisikove brke / masko, priključeno na koncentrator.
Dolgotrajna terapija s kisikom podaljša preživetje in izboljša kakovost življenja bolnikov.
Fizični trening v hipoksičnih pogojih
Naravni odziv telesa na zmanjšano vsebnost kisika v zraku že vrsto let preučujejo glede njegove možne uporabe pri treningu športnikov. Prednosti treninga v hipoksičnih pogojih vključujejo povečanje števila rdečih krvnih celic in količine hemoglobina ter s tem - povečanje možnosti prenosa kisika po krvi.
Ugodne spremembe potekajo tudi na ravni presnove mišičnih celic in njihove reaktivnosti na živčne dražljaje.
Obstajalo je veliko različnih idej o tem, kako izvesti takšen trening, pa tudi o ustrezni ravni hipoksije.
Trenutno je trening v visokogorskih razmerah mogoče nadomestiti z vadbo v hipoksičnih komorah, ki simulirajo zniževanje vsebnosti kisika v zraku na nadmorski višini.
Načrtovanje hipoksičnega treninga zahteva zavedanje tveganja neželenih učinkov (npr. Zmanjšana telesna zmogljivost), stalno spremljanje zdravja športnika ter upoštevanje njegove individualne občutljivosti za to vrsto treninga.
Bibliografija:
- Samuel J., Franklin C. (2008) Hipoksemija in hipoksija. V: Myers J.A., Millikan K.W., Saclarides T.J. (ur.) Pogoste kirurške bolezni. Springer, New York, NY
- Mehanizmi hipoksemije Malay Sarkar, N Niranjan in PK Banyal, Lung India. 2017 januar-februar; 34 (1): 47–60.
- "Hipoksemija" Stevea C. Haskinsa, https://www.sciencedirect.com
- Interna Szczeklik 2018, Piotr Gajewski, Andrzej Szczeklik, založba Poslanec
Preberite več člankov tega avtorja