Гиперкапния: когда углекислый газ становится опасным для здоровья и жизни

Привычное для многих состояние лёгкой гиперкапнии, возникающее в душных помещениях, может стать крайне опасным при большой концентрации в крови углекислоты. Длительное токсическое воздействие углекислого газа способно вызвать тяжёлую дыхательную недостаточность, депрессии, мозговые нарушения при многих внутренних болезнях. Острое отравление при высоких концентрациях этого вещества способно привести к смерти. Поэтому возникает необходимость в умении распознавать признаки этого состояния, особенно у детей и беременных женщин, знать, какие болезни и внешние факторы провоцируют её развитие и как следует оказывать первую помощь.

Что из себя представляет гиперкапния

Гиперкапния — это патологическое состояние, возникающее при переизбытке углекислого газа (CO₂) в крови и тканях, с признаками отравления, гиповентиляции (нарушения дыхания при недостаточной вентиляции лёгких) и гипоксии (пониженного содержания кислорода). По сути, является составной частью кислородного голодания организма на фоне дефицита кислорода в крови и респираторного ацидоза.

Газовый (респираторный) ацидоз — синонимичное название гиперкапнии. Его применяют, когда показатель накопления диоксида углерода (парциальное давление) в артериальной крови превышает норму в 40–45 мм рт. ст. (в венозной — 51), а её кислотность увеличивается, что выражается в снижении параметра pH, который в идеале должен находиться в диапазоне от 7,35 до 7,45.

Признаки отравления углекислым газом формируются в результате поражения переносчиков кислорода — эритроцитов. Двуокись углерода связывает гемоглобин эритроцитов, образуя карбогемоглобин, неспособный переносить кислород к органам, вызывая наряду с гиперкапнией острое кислородное голодание — гипоксию.

Газообмен осуществляется в легочных альвеолах: там кровь избавляется от углекислого газа и насыщается кислородом

По характеру гиперкапния бывает:

• эндогенная;
• экзогенная.

Экзогенная форма означает, что аномальное повышение газообразной углекислоты в тканях и крови обусловлено внешними причинами. К примеру, вдыханием воздуха, насыщенного углекислым газом (более 5%). При этом у человека возникают признаки явной интоксикации.

Эндогенный характер связан с внутренними факторами — патологическими изменениями при определённых болезнях, сопровождаемых признаками недостаточности функции дыхания.

Отравление углекислым газом — видео

Причины и факторы риска

К развитию гиперкапнии приводят следующие состояния:

• лёгочная гиповентиляция, сопровождаемая нарушением газообмена в альвеолах (конечных пузырьковых структурах лёгких) и развивающаяся из-за болезней органов дыхания (непроходимость, воспаление, травмы, инородные предметы, операции);
• нарушение функции дыхания по причине угнетения дыхательного центра из-за мозговых травм, новообразований, отёка мозга, отравления определёнными медикаментами — производными морфина, барбитуратами, анестетиками и другими;
• неспособность грудной клетки осуществлять полноценные дыхательные движения.

Гипервентиляция как «провокатор» гиперкапнии

Отдельно следует выделить гипервентиляцию лёгких, противоположную гиповентиляции и развивающуюся при интенсивном дыхании, в процессе которого происходит перенасыщение организма кислородом. Нередко это состояние приводит в дальнейшем к нарастанию количества углекислоты в тканях и крови. Это случается, например, при дайвинге (глубинном погружении), когда перед ним человек активно и быстро дышит, пытаясь насытить лёгкие кислородом, но делает это неправильно.

Во время неврологической гипервентиляции (например, при панических атаках), провоцирующей у больного частое, но неглубокое дыхание, также может возникнуть отравление — сначала избытком кислорода, затем — углекислым газом. Дело в том, что при поверхностных вдохах и выдохах диоксид углерода не удаляется из лёгких полностью, накапливаясь в них. По этой причине опытные бегуны, охотники, спецназовцы выдерживают ритм дыхания, при котором выдох в 2 или 3 раза длиннее вдоха. В этом случае человек полностью освобождает лёгкие от углекислоты, но не провоцирует и гипервентиляцию.

Эндогенные факторы

К причинным факторам, вызывающим возникновение эндогенной гиперкапнии, относят следующие болезни и патологические состояния:

• заболевания органов дыхания: пневмонию, астму, эмфизему, пневмосклероз, обструкцию дыхательных путей;
• травмы грудной клетки, включая переломы рёбер, артриты рёберных суставов;
• деформацию позвоночника (сколиоз, кифоз);
• туберкулёзный спондилит, перенесённый рахит;
• крайнюю степень ожирения (пиквикский синдром);
• врождённые дефекты костно-хрящевого аппарата;
• ограничение подвижности грудной клетки при мышечной дистрофии и болях на фоне межрёберной невралгии;
• поражение и повреждение структур головного и спинного мозга — инсульты, энцефалиты, травмы, опухоль, полиомиелит;
• миастению (нервно-мышечное генетическое заболевание);
• ацидоз, метаболический алкалоз;
• атеросклероз;
• эпилептические приступы;
• апноэ (внезапную неконтролируемую остановку дыхания).

Экзогенные факторы

Внешними (экзогенными) причинами появления гиперкапнии являются:

• профессиональная деятельность, связанная с частым вдыханием угарного газа или длительной задержкой дыхания (водолазы, пожарные, пекари, шахтёры, литейщики);
• тяжёлая физическая нагрузка в условиях аккумуляции углекислоты;
• длительное пребывание в душных помещениях, курение, включая пассивное;
• долгое нахождение в закрытых и герметичных пространствах (колодцы, шахты, подводные лодки, скафандры, закрытые автогаражи), где накапливается двуокись углерода;
• неправильная эксплуатация печей, котлов;
• поражение фосгеном, аммиаком, соляной, серной кислотой;
• отравление антихолинэстеразными препаратами;
• технические неполадки в дыхательной аппаратуре при хирургических вмешательствах, когда пациенту проведена анестезия.

Водолазные работы в герметичном скафандре являются предупреждением профессиональной гиперкапнии

Симптомы

По времени проявления различают ранние и поздние клинические симптомы, выраженность которых прямо связана с уровнем углекислоты в организме и степенью гиперкапнии.

Ранние и поздние симптомы газового ацидоза — таблица

Начальными признаками отравления углекислым газом являются покраснение лица, потоотделение, тахикардия

Признаки гиперкапнии также различаются в зависимости от того, каким является состояние аномально высокого содержания углекислого газа — острым (кратковременным) или хроническим.

Нормальная концентрация CO₂ на открытом воздухе составляет около 0,04% или 380–400 ppm в единицах измерения, означающих «количество частиц углекислоты на миллион частиц атмосферного воздуха» или «parts per million». Таким образом, 0,1% углекислого газа соответствует 1 тыс. ppm.

Проявления при кратковременном и длительном и воздействии углекислого газа — таблица

Самочувствие человека при увеличении концентрации углекислоты в воздухе закрытых помещений ухудшается

Адаптация организма к респираторному ацидозу

Если человек длительное время находится в среде с постоянным умеренно-повышенным уровнем углекислоты в воздухе или при медленном увеличении концентрации CO₂, происходит постепенная адаптация к изменениям среды.

Благодаря механизмам компенсации организм до некоторой степени имеет внутренние силы для устранения возникающих нарушений дыхания. Так, увеличение в крови углекислого газа вызывает рефлекторное учащение и углубление дыхательных движений для оптимизации вентиляции лёгких, выведения излишков углекислоты и нормализации кислотно-щелочного баланса крови. Например, при повышении парциального давления углекислого газа в крови на 1 мм рт. ст. объём дыхания в минуту (МОД) увеличивается на 2–4 литра.

Сердце и сосуды также приспосабливаются к новым условиям посредством повышения сердечного выброса и увеличения давления крови. Это явление в медицине имеет название «хронической компенсированной гиперкапнии» и не требует лечения в стационаре.

Особенности состояния гиперкапнии у детей

У детей дыхательная недостаточность при отравлении углекислотой развивается быстрее и протекает тяжелее, чем у взрослых.

Специфика протекания и последствий гиперкапнии в детстве связаны с особенностями анатомии и функциональности системы дыхания:

• узкие дыхательные пути (обуславливают нарушение их проходимости уже при небольшом отёке или скоплении слизи);
• быстрая реакция тканей дыхательных путей на раздражители (отёки, спазм, повышенная секреция);
• слабость дыхательной мускулатуры у детей;
• анатомические особенности — отведение рёбер от грудины почти под прямым углом снижает глубину вдоха.

В организме ребёнка сильное превышение углекислого газа вызывает замедление обменных процессов, дистрофические и необратимые изменения на фоне кислородного голодания тканей сердца, печени, головного мозга, почек.

Гиперкапния у детей развивается быстрее и протекает тяжелее, чем у взрослых

Увеличенное содержание углекислого газа в крови беременной женщины — опасное состояние и для матери, и для ребёнка. Особенности, усугубляющие или провоцирующие развитие гиперкапнии:

• во время вынашивания малыша необходимость в кислороде у женщины увеличивается примерно на 18–22%;
• в результате роста матки брюшной тип дыхания заменяется грудным, при котором мышцы пресса, как вспомогательные, исключаются из участия в дыхании, что приводит к незавершённости выдоха и накапливанию углекислоты в лёгких;
• растущая матка давит на печень, желудок, поднимает диафрагму, уменьшая дыхательный объём лёгких и не давая возможности углубить вдох с помощью её движения.

Все эти изменения способствуют быстрому развитию респираторного ацидоза уже при небольших расстройствах в работе дыхательной системы.

Состояние респираторного ацидоза опасно для беременных

Последствия:

• дыхательная недостаточность, повышение давления крови, увеличение вязкости или, наоборот, её разжижение с риском кровотечений;
• высокий риск развития эклампсии, ранней отслойки плаценты;
• выкидыш, преждевременные роды;
• гипоксия, дыхательная недостаточность у плода, новорождённого;
• нарушение плацентарного газообмена;
• негативное воздействие диоксида углерода на центральную нервную систему и кору головного мозга младенца, приводящее к развитию следующих патологий:
  • нарушениям формирования органов у эмбриона;
  • задержке умственного и физического развития у новорождённого;
  • церебральному параличу;
  • эпилепсии.

Кислородное голодание может привести к патологиям развития плода

Если младенец переживает роды благополучно, то позднее у него могут развиваться тяжёлые хронические нарушения. Вследствие этого всем новорождённым с респираторным ацидозом требуется интенсивное лечение.

Диагностика

Диагностирование гиперкапнии проводится на основании:

• субъективных ощущений больного;
• объективных признаков гиперкапнии, соответствующих раннему или позднему развитию отравления и его тяжести;
• результатов лабораторных анализов.

Самым достоверным методом считается определение в артериальной крови концентрации углекислого газа. Нормальное содержание двуокиси углерода отмечается при парциальном давлении в пределах от 4,7 до 6 кПа, что соответствует 35–45 мм рт. ст.

При развитии гиперкапнии обнаруживается повышение парциального давления углекислого газа до 55 – 100 мм рт. ст., снижение содержания кислорода, увеличение кислотности крови (ацидоз) на фоне смещения кислотно-щелочного баланса в сторону понижения (pH менее 7,35) или, наоборот, ощелачивание (pH больше 7,45), происходящее, к примеру, при гипервентиляции перед нырянием.

Исследование крови на содержание углекислого газа — самый достоверный способ диагностики гиперкапнии

Проводится также исследование альвеолярной вентиляции (обновление газового состава в лёгочных альвеолах при дыхании), чтобы выявить состояние гиповентиляции, то есть недостаточной вентиляции лёгких, при которой в крови образуется дефицит кислорода и переизбыток углекислоты.

Чтобы отследить развитие газового ацидоза, используют медицинский анализатор — капнограф, определяющий содержание в крови углекислого газа по его парциальному давлению в воздухе при выдохе.

Капнограф используется для отслеживания развития газового ацидоза

В последнее время большую популярность набирает аппарат пульсоксиметр. Он используется для определения пульса и оценки насыщения кислородом гемоглобина. Последний показатель позволяет косвенно судить о том, имеется ли у человека кислородное голодание, следовательно, и избыток углекислого газа в крови. Такая диагностика может проводиться дома самим пациентом, если у него имеется данный прибор.

Пульсоксиметр удобен для оценки насыщения крови кислородом в домашних условиях

Лечение

Лечение при гиперкапнии в первую очередь направлено на улучшение лёгочной вентиляции.

Первая помощь

Если состояние газового ацидоза развивается при воздействии внешних факторов (экзогенная гиперкапния), необходимо:

• проветрить помещение или выйти на открытый воздух;
• выпить большое количество жидкости, чтобы предотвратить сгущение крови и снизить интоксикацию.

При остром респираторном ацидозе следует:

• немедленно вывести больного из места, где повышена концентрация углекислоты в воздухе;
• во время оперативных вмешательств наладить аппаратуру для анестезии;
• при развитии коматозного состояния и остановке дыхания немедленно начинать принудительную вентиляцию лёгких так, чтобы вдыхание воздуха в рот или нос пациента длилось в два раза дольше, чем выдох;
• в случае особой тяжести и невозможности самостоятельного дыхания больного, например, при перекрытии дыхательных путей, сделать интубацию трахеи.

Медикаментозная и инструментальная терапия

Терапия при гиперкапнии и дыхательной недостаточности, развивающейся на её фоне, нацелена:

• на ликвидацию причин, которые спровоцировали патологию;
• на лечение внутренних болезней, вызвавших респираторный ацидоз;
• на восстановление нормального обмена газов в лёгочных альвеолах.

Нередко проводят аппаратную вентиляцию лёгких. К её помощи прибегают в случаях, если:

• человек не дышит, или у него отмечается сильная одышка с частотой более 40 вдохов в минуту;
• кислородотерапия не даёт положительного результата (парциальное давление кислорода падает ниже 45 мм рт. ст.);
• показатель pH артериальной крови менее 7,3.

Также прибегают к оксигенотерапии, которую используют только при острой экзогенной гиперкапнии (вызванной внешними условиями) в сочетании с искусственной вентиляцией лёгких. При этом больной дышит сбалансированной кислородно-азотной смесью с содержанием кислорода до 40%.

Вдыхание кислородной смеси через маску при гиперкапнии является одним из эффективных вариантов лечения

Неграмотное проведение оксигенотерапии (особенно чистым кислородом под давлением) приводит к нарастанию содержания углекислоты в крови и ещё более выраженным дыхательным нарушениям. С особым вниманием следует отнестись к состоянию угнетённости дыхательного центра, которое происходит при наркотической передозировке, отравлении анестетиками и других патологических состояниях.

Кроме того, при оксигенотерапии легко пропустить развитие «обратного» критического состояния — гипокапнии (дефицита углекислого газа в крови) и алкалоза (ощелачивания крови). Поэтому лечение кислородом требует постоянного отслеживания содержания газов в крови и показателя pH (кислотно-щелочного равновесия).

При необходимости проводятся следующие мероприятия:

• регулярно очищаются дыхательные пути от вязкой мокроты, при помощи катетера или интубационной трубки;
• вводится физиологический раствор посредством капельниц для разжижения и выведения секрета бронхов, активизации кровотока;
• подкожно вводится 0,5–1 мл раствора Атропина сульфата 0,1% при обильном слюноотделении и выделении мокроты;
• при острой дыхательной недостаточности, приступе астмы внутривенно вводится Преднизолон, быстро снимающий отёк слизистой;
• при тяжёлой степени респираторного ацидоза капельно вливаются щелочные растворы (Карбикарб, Трометамин), гидрокарбонат натрия, компенсирующие дыхательный ацидоз;
• для снятия отёков, улучшения растяжимости лёгких применяются диуретики;
• для стимуляции дыхания, расширения бронхов, усиления лёгочной вентиляции используются Доксопрам, бронходилататоры (Теофиллин, Сальбутамол, Фенотерол, Ипратропия бромид, Аминофиллин).

Дальнейшая терапия зависит от заболевания-провокатора гиперкапнии и может включать:

• антибактериальные, противовоспалительные, гормональные, иммуностимулирующие препараты;
• бронходилататоры у больных с обструкцией лёгких (Адреналин, Изопротеронол) совместно с осторожной терапией небольшими дозами кислорода;
• аэрозольную терапию для улучшения проходимости дыхательных путей, включая ингаляции раствором гидрокарбоната натрия 3%, состав аэрозолей включают бронхолитики(Салбутамол, Новодрин 1%, Солутан, Эуспиран, Изадрин 1%);
• инъекции натрия оксибутирата 20%, Сибазона 0,5% (снимает спазмы), Кокарбоксилазы (поддерживает pH крови в норме при ацидозе) и Эссенциале для устранения кислородного голодания, сопровождающего гиперкапнию, и острой недостаточности дыхания.

Народные средства лечения

Домашняя терапия с использованием народных средств не обладает «арсеналом» для полноценной борьбы с гиперкапнией и острой дыхательной недостаточностью. Однако определённый положительный результат при хроническом протекании патологии отвары лекарственных растений дать способны. Как правило, эффект ожидается, если причиной респираторного ацидоза становятся бронхолёгочные болезни.

Многие из них помогают частично расслабить бронхи, снять отёк, снизить вязкость мокроты и улучшить выведение из лёгких гнойной слизи.

При самостоятельном использовании народных рецептов без уточнённого диагноза невозможно предсказать реакцию больного на конкретное средство, и состояние может только ухудшиться: определённые травы, продукты, лечебные вещества вызывают аллергию с отёком гортани, при проведении с ними ингаляций существует опасность спазма бронхов, внезапной отёчности, ожога дыхательных путей и даже активизации размножения патогенных микробов. К примеру, полезные при проблемах с дыханием душица, анис или корень солодки могут спровоцировать маточное кровотечение у беременных, аллергию.

В «грудные» сборы, облегчающие дыхание при болезнях-провокаторах газового ацидоза, входят подорожник, мать-и-мачеха, солодка, алтей, шалфей, сосновые почки, анис, мята, багульник (ядовит), ромашка, фиалка, календула.

Обычно 2 столовые ложки сбора трав заливают 250–300 мл кипятка, медленно кипятят 15 мин, настаивают около 30–40 минут, процеживают. Получившийся отвар доводят до объёма 200 мл, добавляя кипячёную воду, и принимают тёплым по половине стакана до 4 раз в сутки 2– недели.

Также эффективными считаются средства, приготовленные на молоке:

1. Сок моркови с молоком. В свежий морковный сок вливают тёплое кипячёное молоко в соотношении 1:1. Лечебный напиток пьют по 100–150 мл трижды в сутки (тёплым). Хорошо отводит мокроту.
2. Отвар корня лука-порея в молоке. Берут сырьё из 2–3 растений, удаляя нижнюю белую часть. Размельчают, заливают 250–300 мл молока и кипятят на медленном огне 10 минут. Настаивают до 6–7 часов. Процеживают и пьют «луковое молоко» 5 раз в день по столовой ложке. Оно расслабляет бронхи, облегчает дыхание.

Лекарственные травы для лечения гиперкапнии — фото

Прогноз лечения и возможные осложнения

Гиперкапния способна пройти незаметно при низком содержании углекислоты в воздухе. Но она может и привести к развитию тяжёлых осложнений, зависящих от концентрации CO₂, особенностей физиологии, возраста человека, внутренних болезней.

При лёгкой степени респираторного ацидоза (до 50 мм рт. ст.) состояние не оказывает слишком негативного влияния на организм даже при продолжительном воздействии по причине адаптационных возможностей человека и приспособляемости человека к таким условиям. Переносимость более высокого содержания углекислоты в крови связано с общим состоянием человека, наличием хронических лёгочных и сердечных болезней. Парциальное давление в 70–90 мм рт. ст. вызывает тяжёлую нехватку кислорода, что в условиях отсутствия медицинской помощи и дальнейшего развития гиперкапнии приводит больного к гибели.

Самое серьёзное осложнение острого респираторного ацидоза — гиперкапническая кома, которая без интенсивного экстренного лечения заканчивается остановкой дыхания и сокращений сердца.

Профилактика

Для предупреждения гиперкапнии необходимы:

• своевременное и правильное лечение болезней бронхов и лёгких, особенно тех, которые сопровождаются острой или хронической недостаточностью функции дыхания;
• регулярное и продолжительное пребывание на открытом воздухе;
• соблюдение правил работы с профессиональными дыхательными аппаратами, которыми пользуются шахтёры, пожарные, водолазы, лётчики, космонавты;
• активное и регулярное проветривание домашних и офисных помещений (особенно при установленных пластиковых окнах, неимеющих клапанов);
• обеспечение в рабочих, цеховых помещениях приточной вентиляции и вытяжки (обмен с внешней атмосферой рассчитывается по норме 30 м³ в час на человека), обеспечивающих комфортную для людей концентрацию диоксида углерода в воздухе (не более 450–500 ppm);
• обеспечение герметичных помещений устройствами-поглотителями CO₂;
• проверка, устранение неисправностей аппаратуры для анестезии, искусственной лёгочной вентиляции;
• грамотное выполнение общего наркоза.

Необходимо следить за исправностью дыхательных масок при работе с риском интоксикацииуглекислым газом

И кратковременная интоксикация углекислым газом, и длительное его воздействие на организм способно крайне негативно повлиять на человека. Раннее выявление симптомов при остром отравлении диоксидом углерода и отслеживание проявлений при гиперкапнии, спровоцированной внутренними болезнями, может предотвратить многие тяжёлые состояния. Безотлагательное лечение способно предупредить смерть больного даже в случае длительной ацидотической комы (часы, сутки), развивающейся при отравлении углекислотой. Медицинская статистика подтверждает случаи благополучного исхода при выраженном респираторном ацидозе, когда напряжение углекислого газа в крови достигало 160–200 мм рт. ст., что происходило во время анестезии пациента.

• Автор: Елена Тимофеева
• Распечатать

Имею высшее медицинское образование и опыт работы

Оцените статью:

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

(3 голоса, среднее: 2.7 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Похожие записи:

Диета №7: лечебное питание во благо здоровья ваших почек

Тубулоинтерстициальный нефрит: когда почки в опасности

Когда суставы пальцев заявляют о себе