Два противоположных состояния — гиперкапния и гипокапния, признаки и лечение. Чем опасна гиперкапния и кто ей подвержен? Осложнения гиперкапнии: эпилепсия, задержка развития и другое

Данное определение гиперкапния – обозначает состояние организма человека, во время которого, происходит повышение углекислого газа. Данным свойством могут страдать ткани и артериальная кровь. Он может проявиться после воздействия многих факторов. В первую очередь, гиперкапния начинает проявлять себя, если человек довольно часто находится в закрытом пространстве. Самым первым симптомом, что началось прогрессирование заболевания, считается головная боль.
Очень часто, особенно в зимний период года, человек находится в помещении, что не дает притоку чистого воздуха осесть в организме. Если регулярно находится в закрытом пространстве, то начинает проявляться хроническая усталость и состояние депрессии. Чтоб этого избежать, необходимо как можно чаще, выходить на свежий воздух и делать не большие прогулки.
Проявление гиперкапнии грозит даже некоторым профессиям. В большей части, люди склонны к данной болезни после длительных пребываний в шахтах, колодцах, под водой или подводных лодках. Помимо этих факторов, иногда проявляются случаи, когда возникает заболевание после того, как была сделана операция, и начались осложнения после наркоза. Данные причины называются внешними, потому что развивается болезнь от факторов, которые действуют извне.
Внутренние происхождения заболевания происходят из-за того, что в организме человека присутствуют различные патологии. Они, могут быть связаны с гипоксией или недостаточностью, в поступлении кислорода органам дыхания. Гиперкапния, оказывает отрицательное влияние на организм каждого человека, но совершенно по-разному. Все зависит от того, какую продолжительность времени, человек провел в закрытом пространстве. В крови начинает увеличиваться количество углекислого газа из-за чего и проявляется гиперкапния.
Если вовремя не обратиться за медицинской помощью и не обратить внимание, на первые симптомы, то это грозит тяжелыми последствиями. Начинают происходить необратимые сдвиги во всей функциональности организма человека. Страдает не только химический состав крови и мышц, но и физический. Понемногу, все обменные процессы начинают замедляться, что может грозить полным истощением организма и потерей его трудоспособности.
После того, как началось заболевание гиперкапнии, могут быть сильно нарушены физиологические процессы. Это происходит из-за того, что в крови заметно увеличивается количество углекислоты. Впоследствии данного явления, начинает развиваться повышение кислотности внутренней среды. Данный процесс именуется как ацидоз и приносит огромный вред организму. После того, как запустился данный процесс, начинает нарушаться внутриклеточный метаболизм. Он значительно уменьшает количество гемоглобина в крови. Он, как известно, является путеводителем кислорода в клетки крови и тканей. Все внутренние органы начинают страдать от того, что им совершенно не хватает кислорода. На этом этапе, даже то, что в легкие поступает большое количество свежего воздуха, не поможет. Все обменные процессы, значительно нарушаются, а по организму не распространяется кислород.
Из-за всех присутствующих сдвигов в работе организма, начинают проявляться многие заболевания. В первую очередь происходит понижение температуры тела. Это зависит от того, что в организме находится очень большое количество углекислоты. Она свои накопительным эффектом начинает возбуждать все центры дыхания. Из-за этого, может проявиться проблемы с одышкой или трудностью вдыхания воздуха. Если в организме накапливается очень большая доза углекислоты, то это грозит полной остановкой дыхательных путей.
Гиперкапния может проявляться и в малых дозах. Она понемногу начинает затруднять дыхательные процессы, что в дальнейшем приведет к понижению уровня работоспособности и проблемами в работе сердечнососудистой системы. После того, как в организме накопилась очередная порция углекислоты, она может дать толчок, для того, чтоб кровь начала прибывать в больших количествах к жизненно важным органам человека. В первую очередь, начинают страдать почки, сердце и мозг.
На данном этапе развития заболевания, начинаются проблемы с повышением артериального давления. Помимо этого, если в самом начале большое количество углекислоты просто возбуждало нервную систему, то в будущем, оно может привести к регулярным болевым ощущениям и судорогам. Во многих проявлениях гиперкапнии, наблюдаются непостоянные признаки. Это происходит из-за того, что все заболевание протекает медленно и организм успевает приспособиться к новому воздействию.

Симптомы гиперкапнии

Головная боль.
Тошнота.
Усталость.
Депрессия.
Рвота.
Одышка.
Посинения кожного покрова.
Нарушение зрения.
Потеря сознания.

Если во время не обратится с проявившимися симптомами к специалисту, то данное заболевание может довести до наступления кислородного голодания, а оно послужит причиной смерти человека. Для того, чтоб вылечить данное заболевание или предотвратить его появление, необходимо, как можно чаще бывать на свежем воздухе. Ведь если болезнь будет прогрессирующей, то человека спасет только искусственная вентиляция легких.

При нахождении на протяжении продолжительного времени в закрытом помещении с большим количеством людей у человека появляются тошнота, сонливость и головные боли. Это говорит о том, что возможно появление гиперкапнии.

Чтобы понимать, насколько опасно может быть такое состояние, необходимо разобраться, что это такое и с чем может быть связано.

Описание патологии

Гиперкапния характеризуется повышенным уровнем углекислого газа в крови. Первоначально такое состояние связано с нарушением дыхания.

Чтобы более полно разобраться в нюансах данного заболевания, важно не забывать о таком понятии, как кислотно-основное состояние (КОС), которое характеризуется выработкой и выделением кислоты в человеческом организме, направленных на поддержание рН крови на нормальном уровне. Допустимая величина данного показателя — 7,35-7,45.

По своему происхождению гиперкапния подразделяется на:

• Экзогенную, ее развитию способствует повышенный уровень газообразной углекислоты. При нахождении человека в такой среде CO 2 в составе его крови патологически повышается.
• Эндогенную. Провокаторами ее развития становятся различные патологии, происходящие непосредственно внутри организма и сопровождающиеся дыхательной недостаточностью.

Отмечается тесная связь гиперкапнии с гипоксией и респираторным ацидозом.

Что провоцирует развитие заболевания

Выделяют ряд причин гиперкапнии, которые условно можно распределить по трем группам.

В нормальном состоянии выход углекислого газа происходит через легкие посредством проникновения из сосудов в альвеолы. По причине нарушения дыхания или кровообращения в органе происходит его задержка.

Помимо этого, повышенному содержанию CO 2 в организме могут способствовать некоторые происходящие в нем процессы:

• лихорадка;
• избыток питания;
• сепсис;
• политравма;
• гипертермия злокачественной формы.

Также не меньшее влияние на организм и развитие гиперкапнии оказывают и такие причины, как:

• поломка аппаратуры во время проведения операции, когда пациент находится под наркозом;
• вдыхание угарного газа, например, при пожаре;
• нахождение в плохо проветриваемых комнатах на протяжении длительного времени.

Погружение на достаточно большую глубину также приводит к повышению уровня углекислоты в крови человека.

Основные проявления, признаки

Патология может иметь острую или хроническую форму.

Первая характеризуется такими симптомами гиперкапнии, как:

• одышка;
• боли в области груди;
• покраснение кожного покрова;
• тошнота;
• учащенный пульс;
• головные боли и головокружение;
• сонливость;
• спутанность сознания.

Уровень углекислого газа в крови напрямую будет влиять на степень выраженности симптомов.

При кратковременном воздействии (на протяжении нескольких часов) будут наблюдаться:

• апатия;
• плохая концентрация внимания;
• нехватка свежего воздуха;
• чувство жара;
• усталость;
• раздражение глаз.

В результате регулярного воздействия CO 2 на протяжении нескольких дней или лет происходят нарушения многих функций. Рассмотрим, как это проявляется.

1. Со стороны носоглотки и дыхательной системы:
   • ринит;
   • приступы сухого кашля;
   • астма;
   • аллергические реакции;
   • сухость слизистых оболочек.
2. Влияние на сон:
   • усиленный храп;
   • бессонница;
   • отсутствие бодрости после пробуждения.

Клинические проявления могут быть:

• Ранние . Состояние характеризуется расширением сосудов, покраснением кожи и обильным потоотделением. В дальнейшем высокое содержание углекислоты побуждает организм к задействованию механизмов со стороны сосудов и сердца с целью компенсации. В результате начинает развиваться тахикардия, отмечается увеличение частоты сердцебиения, повышается тонус вен . Такая симптоматика информирует о попытке организма восстановить кровообращение, что необходимо для насыщения кислородом ЦНС. Кровь начинает поступать к мозгу и сердцу.
• Поздние . Они показывают декомпенсацию за счет нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Выражается это синевой кожи, перевозбуждением или заторможенным состоянием.

Признаки гиперкапнии в зависимости от того, какую степень тяжести имеет патология:

Хроническая форма гиперкапнии характеризуется проявлением следующих признаков:

• одышка;
• постоянное чувство усталости;
• нарушения дыхательного ритма;
• отсутствие работоспособности;
• нестабильное настроение;
• понижение давления.

Следует отметить, что при такой форме заболевания изменения наблюдаются редко. Это связано с постепенным развитием патологии, что дает возможность организму привыкнуть к такому состоянию.

Как диагностируется заболевание

Для диагностики гиперкапнии используют следующие методы:

1. Клинические данные. Прежде всего должна быть оценена симптоматика, сопровождающая подобное состояние: цианоз, одышка, вынужденное положение и другие характерные признаки.
2. Лабораторные исследования:

• аэротонометрия — определение содержания газа в крови;
• анализ кислотно-основного состояния.

Только после получения результатов врач сможет поставить окончательный диагноз и назначить верное лечение гиперкапнии.

Лечебные мероприятия

При обнаружении патологии первым делом необходимо устранить причину, которая спровоцировала нарушения дыхания, что привело к большому скоплению углекислоты в организме. При экзогенной форме заболевания рекомендуется:

• сделать проветривание помещения;
• употреблять большое количество жидкости;
• обязательно отдыхать после рабочего дня;
• выходить на свежий воздух.

На начальной стадии развития дыхательной недостаточности не исключено использование народных средств в виде травяных отваров.

При заметном ухудшении состояния важно незамедлительно обратиться за помощью к специалистам, которые после осмотра и подтверждения диагноза назначат при необходимости лечебную терапию, включающую:

• прием бронхорасширяющих препаратов;
• кислородотерапию;
• введение жидкости через вену;
• подключение аппарата искусственной вентиляции легких (метод используется в крайних случаях).

Кроме этого, в зависимости от формы протекания болезни могут быть назначены препараты следующих групп:

• гормональные;
• антибиотики;
• противовоспалительные;
• иммуностимулирующие.

Для контроля приступов используют такой прибор, как капнограф. Он определяет концентрацию углекислоты в воздухе, выдыхаемом людьми.

Возможные осложнения и последствия

Такое заболевание, как гиперкапния, способно как пройти незаметно для человека, так и вызвать ряд серьезных осложнений. Все будет зависеть от того, какую степень тяжести имеет патология и насколько правильно была подобрана лечебная терапия.

Дыхательная недостаточность способна спровоцировать множество последствий у плода или новорожденного, если в период беременности у будущей мамочки наблюдался респираторный ацидоз. Повышенное содержание углекислого газа в организме негативным образом сказывается на не до конца сформированной нервной системе плода.

В результате это может обернуться:

• задержкой в развитии не только умственном, но и психомоторном;
• церебральным параличом;
• эпилепсией и другими достаточно серьезными заболеваниями.

Наиболее тяжелым осложнением считается гиперкапническая кома, которая может привести к остановке дыхания и сердца, что в результате заканчивается летальным исходом .

Профилактические мероприятия

Для предотвращения развития патологии эндогенного характера важно вовремя принимать меры по устранению болезней органов дыхания, особенно тех, которые способны привести к дыхательной недостаточности.

Меры по профилактике патологии хронического экзогенного вида заключаются в:

• частом нахождении на свежем воздухе;
• регулярном проведении дыхательной гимнастики;
• проветривании помещений закрытого типа;
• своевременной проверке аппаратов, используемых для наркоза.

Большинство людей, пожалуй, не раз сталкивались с ранними симптомами повышенного уровня углекислоты в крови. Следует помнить, что легкая форма заболевания не представляет никакой опасности для человеческого организма.

Более серьезные последствия может вызывать глубокая форма патологии. Поэтому так важно соблюдать элементарные меры профилактики, а при первых признаках ухудшения своевременно обращаться за медицинской помощью.

Врач-терапевт, кандидат медицинских наук, практикующий врач.

Гиперкапния - это состояние, которое вызвано большим количеством углекислого газа в крови человека. Другими словами, так называют обычное отравление углекислым газом. Это явление относят к частным случаям гипоксии. Обычно такое состояние появляется из-за того, что человек длительное время находится в непроветриваемом помещении. В итоге появляется головная боль, тошнота и даже обморок. Все указывает на то, что в воздухе слишком много углекислого газа. Если человек будет постоянно находиться в таком состоянии, то это станет причиной депрессии, а усталость перейдет в хроническую форму.

Повышенный уровень концентрации углекислого газа в организме человека (причем не только в крови, но и в тканях) может быть вызван различными факторами. Обычно их условно делят на внешние и внутренние.

Экзогенная гиперкапния спровоцирована вдыхаемым воздухом, который насыщен углекислым газом. Когда в воздухе концентрация углекислого газа составляет больше 5%, при вдыхании у человека возникают признаки отравления. Обычно начинает кружиться голова, появляется тошнота, усиливается интенсивность дыхания, выделение пота. Иногда человек теряет сознание. Все это является признаками гиперкапнии.

Это состояние может быть спровоцировано в нескольких случаях. Во-первых, гиперкапния проявляется у людей, которые воспользовались поломанным или бракованным дыхательным аппаратом, имеющим замкнутый цикл. Во-вторых, причиной может быть и нахождение в барокамере, которая плохо вентилирует воздух, но при этом в ней расположено одновременно несколько человек. В-третьих, гиперкапния появляется у человека, который воспользовался аквалангом, но при этом у него забился баллон. Кстати, если плавать с обычной трубкой для дыхания, то при выдохе в ней может накопиться старый воздух, в котором содержится большое количество углекислого газа. В этом случае пловец будет вдыхать как раз этот воздух, что и приведет к появлению симптомов гиперкапнии. Если задержать на длительный срок дыхание во время плавания под водой, тоже может возникнуть подобная проблема. Многие люди, когда плавают под водой, стараются сэкономить воздух, из-за чего долгое время не выдыхают. Именно это и является ошибкой, которая приводит к отравлению углекислым газом и головным болям.

Если использовать компрессоры с плохими фильтрами в душном помещении, которое плохо проветривается, то появятся такие симптомы. Также причиной может быть аллергия на что-либо, так что необходимо выяснить, что провоцирует подобную реакцию организма. Если во время нахождения под наркозом возникают проблемы с работой дыхательного аппарата, то тоже появляются первые симптомы гиперкапнии.

Что касается эндогенного типа болезни, то он спровоцирован внутренними факторами. Обычно это связано с дыхательной недостаточностью, и практически всегда такое состояние сочетается с гипоксией - это явление, при котором организму не хватает кислорода.

Признаки этой патологии являются непостоянными. Если у пациента хроническая форма гиперкапнии, но при этом концентрация углекислого газа в организме на умеренном уровне, то изменения будут наблюдаться достаточно редко. Это объясняется тем, что подобное явление развивается постепенно, так что весь организм успевает привыкнуть к нему. Однако, несмотря на это, проявляется перманентное возбуждение, но потом оно всегда сменяется подавленным настроением. Ощущаются головные боли, но не особо интенсивные. Проявляется тошнота, усталость, постоянно снижено кровяное давление.

Если у больного острая форма отравления газом, то пациент будет ощущать сильную одышку. Причем она будет беспокоить, даже когда человек находится в состоянии покоя. На легкой тошноте дело не останавливается, так что больной страдает и приступами рвоты. Присутствует головокружение, усиливается интенсивность выделения пота, появляются проблемы со зрением. Кожные покровы начинают синеть. Главным признаком гиперкапнии является подавленное состояние, которое постепенно перерастает в депрессию. Причем депрессия будет нарастать по мере того, как увеличивается концентрация углекислого газа в организме человека. Постепенно человеку все сложнее удается сконцентрироваться, так страдает внимание, память и прочие когнитивные функции. Сознание спутанное. Постоянно ощущается сонливость. Человек может потерять сознание.

Одним из самых серьезных осложнений гиперкапнии является коматозное состояние. Оно развивается тогда, когда человек постепенно переходит с вдыхания воздуха с большим количеством углекислоты на воздух, который богат кислородом. В таком случае гипоксия может стать очень глубокой (это называется кислородным голоданием). В дальнейшем подобное осложнение может стать причиной летального исхода.

Что касается работоспособности, то при гиперкапнии она сохраняется, однако может измениться. Полностью работоспособность человек не потеряет, если будет месяц дышать воздухом, в котором концентрация углекислого газа составляет 1%. То же касается случая, если несколько дней дышать воздухом с концентрацией газа примерно в 2-3%. Если уровень повысится до 5%, то работоспособность человек не потеряет в течение всего нескольких часов. Отметка в 6% является критичной. При этом состояние человека начинает резко ухудшаться, так что работоспособность нарушается. Если в воздухе будет примерно от 10% углекислоты, то состояние резко ухудшится уже через 15 минут. Если отметка достигнет 15%, то человеку достаточно всего пары минут. Смертельным уровнем считается 30%, причем летальный исход наступит уже через несколько часов.

Как проходит лечение недуга

Определение гиперкапнии осуществляется по внешним признакам.

Как только выявлено это состояние, требуется срочно начинать лечение. Оно осуществляется посредством чистого кислорода. Как только у пострадавшего обнаружены симптомы острой формы гиперкапнии с экзогенным происхождением (т.е. причина внешняя), человека необходимо быстро убрать из помещения, где атмосфера имеет повышенный показатель концентрации углекислоты. Обязательно необходимо провести восстанавливающие мероприятия для стабилизации газового состава воздуха. Пациенту необходимо вдыхать смесь из азота и кислорода, причем последнего элемента должно быть до 40%. Если больной впадает уже в коматозное состояние, то вывести его сможет только искусственная вентиляция легких. В медицине известны даже случаи, когда человек был в коме по этой причине несколько дней, а потом с помощью интенсивной терапии его все-таки вывели из этого состояния.

Если у пациента гиперкапния вызвана внутренними факторами, то это заболевание имеет эндогенный характер. Обычно патология возникает на фоне легочной недостаточности, которая приобрела хроническую форму. Эндогенная гиперкапния в этом случае пройдет только после того, как будет вылечено первичное заболевание. Необходимо четко подобрать терапию в зависимости от недуга. Как только основной недуг будет устранен, гиперкапния перестанет мучить человека, а состояние стабилизируется.

Чтобы контролировать приступы гипо- и гиперкапнии, в медицине активно используется такой прибор, как капнограф. Он является анализатором концентрации углекислого газа в воздухе, который выдыхают люди. Углекислый газ отличается диффузионными свойствами, так что в воздухе, который человек выдыхает, будет содержаться практически столько же этого компонента, сколько и в крови человека. К тому же парциальное давление углекислоты при выдохе является очень важным параметром для определения работы всего организма.

Гиперкапния — это патологическое состояние, сопровождающееся повышением содержания углекислого газа в крови. Заболевание развивается на фоне кислородного голодания, возникающего при нахождении в закрытых помещениях. Гиперкапния и ее влияние на организм выражается в нарушении функций центральной нервной системы.

Причины

Причины гиперкапнии делятся на внутренние и внешние. Вторая категория включает факторы, характеризующиеся повышением уровня углекислого газа в воздухе. К этой группе относятся следующие причины:

• профессиональные вредности (в группу риска входят повара, водолазы, сталевары);
• повышенная загрязненность воздуха (гиперкапния чаще всего возникает у жителей городов);
• длительное нахождение в непроветриваемом помещении;
• курение;
• вдыхание табачного дыма;
• выделение большого количество углекислого газа при горении некоторых материалов;
• занятия дайвингом (погружением на большую глубину);
• неправильная работа аппарата искусственной вентиляции легких, используемого при проведении хирургических вмешательств.

Ко внутренним причинам относятся следующие факторы:

• эпилептические или судорожные припадки;
• ишемические поражения и травмы ствола головного мозга;
• онкологические заболевания;
• последствия ишемического или геморрагического инсульта;
• воспалительные процессы в тканях головного мозга;
• приступы бронхиальной астмы;
• поражение спинного мозга (полиомиелит);
• бесконтрольный прием некоторых лекарственных средств;
• остановки дыхания, случающиеся во время сна (апноэ характеризуется внезапным замедлением дыхательных движений);
• снижение тонуса дыхательных мышц;
• деформация грудной клетки, вызванная искривлением позвоночника или травмами;
• септицемия ();
• ожирение тяжелой степени;
• миастения;
• хронические патологии дыхательной системы, сопровождающиеся обструкцией легких;
• неврологические нарушения;
• лихорадочный синдром;
• нарушение легочного газообмена (возникает на фоне синдрома Хаммена-Рича, болезни Мендельсона, накопления воздуха в плевральной полости, респираторного дистресс-синдрома у новорожденных);
• пневмония, сопровождающаяся отеком легких;
• беременность (гиперкапния часто развивается на поздних сроках, когда растущая матка смещает внутренние органы);
• злокачественное течение гипертермии;
• атеросклероз;
• развитие респираторного ацидоза.

Виды

По характеру течения гиперкапния бывает:

• острой (характеризуется стремительным развитием клинической картины и быстрым ухудшением самочувствия);
• хронической (сопровождается медленным повышением интенсивности симптомов).

По тяжести течения патологическое состояние классифицируют:

• на умеренное нарушение проникновения кислорода в кровь;
• на глубокую гиперкапнию, сопровождающуюся нарушением функций головного мозга и развитием острой дыхательной недостаточности;
• на ацидотическую кому.

Симптомы

Клиническая картина умеренной гиперкапнии включает следующие симптомы:

• нарушение сна;
• беспричинная эйфория;
• усиление потоотделения;
• покраснение кожных покровов;
• увеличение частоты дыхательных движений;
• учащенное сердцебиение;
• повышение артериального давления.

При выраженном повышении уровня углекислого газа в крови появляются следующие признаки:

• нервное перевозбуждение;
• агрессия и раздражительность;
• острая головная боль;
• мышечная слабость;
• тошнота и рвота;
• отечность лица и нижних конечностей;
• появление темных кругов под глазами;
• снижение остроты зрения;
• бледность и синюшность кожных покровов;
• снижение частоты дыхательных движений;
• обильное выделение холодного пота;
• выраженное увеличение частоты сердечных сокращений (до 150 уд./мин);
• скачки артериального давления;
• головокружение;
• снижение объема вырабатываемой почками мочи.

Для ацидотической комы характерны следующие проявления:

• исчезновение рефлексов;
• усиленное потоотделение;
• утрата сознания;
• выраженная синюшность кожи;
• судорожные припадки;
• падение артериального давления.

Диагностика

Предварительный диагноз может быть поставлен при первичной консультации. Подтверждают предположение путем анализа результатов лабораторных и аппаратных исследований. Первичная диагностика включает следующие этапы:

• изучение анамнеза (используется для выявления хронических заболеваний, способных спровоцировать гиперкапнию);
• сбор жизненного анамнеза (помогает выявить внешние факторы, вызывающие повышение уровня углекислого газа в крови);
• оценка внешнего вида кожных покровов;
• измерение частоты сердечных сокращений и артериального давления;
• опрос пациента или человека, доставившего пострадавшего в лечебное учреждение.

Важную роль в выявлении патологии играют лабораторные исследования: общий анализ крови, оценка газового и биохимического состава жидкости. К аппаратным методам диагностики относят:

• ЭКГ (помогает выявить нарушения в работе сердечно-сосудистой системы);
• рентгенологическое исследование грудной клетки (направлено на обнаружение патологий легких и бронхов);
• электроэнцефалографию (направлена на оценку функций головного мозга).

Лечение

Для лечения гиперкапнии используются следующие методы:

• Механическое очищение дыхательных путей. Для выведения густой мокроты используют интубационную трубку или катетер.
• Капельное введение физраствора. Снижает вязкость мокроты, способствуя выведению патологического секрета из бронхов.
• Подкожное введение Атропина сульфата. Помогает справиться с обильным потоотделением и кашлем.
• Введение Преднизолона. Показано при острой дыхательной недостаточности, вызванной сужением бронхов. Препарат быстро снимает отек слизистой.
• Введение щелочных растворов (Трометамина). Этот способ препятствует развитию ацидотической комы. Применяется при тяжелом течении гиперкапнии.
• Прием диуретиков (Фуросемид). Выводят лишнюю жидкость, устраняя отек дыхательных путей.
• Оксигенацию. Введение кислорода посредством специальной маски помогает восстановить газовый состав крови.

Профилактика

Избежать развития гиперкапнии помогает вентиляция жилых и производственных помещений, выполнение дыхательной гимнастики, регулярные прогулки на свежем воздухе. Лекарственные средства должны применяться только по назначению врача. Аппараты ИВЛ должны регулярно проходить проверку.

ГИПЕРКАПНИЯ (греч. hyper- + kapnos дым) - повышенное напряжение углекислого газа в артериальной крови и тканях организма.

Нормальное напряжение углекислоты в артериальной крови у людей, обозначаемое термином «нормокапния», равно 35-45 мм рт. ст.

Состояние Г. может быть вызвано экзогенными и эндогенными причинами. Г. экзогенного происхождения возникает при вдыхании воздуха, содержащего повышенное количество углекислого газа (см.). Это может быть связано с пребыванием в небольших изолированных помещениях, в шахтах, колодцах, в подводных лодках, кабинах космических кораблей и автономных водолазных и космических скафандрах в случае неисправности системы регенерации атмосферы, а также при некоторых врачебных вмешательствах, напр, в случае неисправности наркозно-дыхательной аппаратуры или при вдыхании карбогена. Г. может возникнуть в условиях искусственного кровообращения при недостаточном выведении углекислого газа и др.

Г. эндогенного происхождения наблюдается при различных патол, состояниях, сопровождающихся недостаточностью внешнего дыхания, нарушением газообмена (см.), и всегда сочетается с гипоксией (см.).

Патофизиологические механизмы и клинические проявления

Влияние Г. на организм зависит от скорости, продолжительности и степени повышения концентрации углекислого газа в крови и тканях. При нарастании напряжения и содержания углекислоты в организме происходят сдвиги физ.-хим. состава внутренней среды, обмена веществ и нарушение многих физиол, процессов. Г. закономерно приводит к газовому (дыхательному) ацидозу (см.), который в значительной мере определяет общую патофизиол, картину Г.; вместе с тем установлено, что характерные для Г. сдвиги во внутренней среде организма нельзя целиком свести к последствиям ацидоза.. Уменьшение pH, совместимое с жизнью, при Г. может достигать, по данным разных авторов, величины 7,0-6,5.

При Г. происходит перераспределение ионных градиентов на клеточных мембранах (напр., ион Cl - перемещается в эритроциты, ион K + из клеток переходит в плазму). Г. сопровождается сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина вправо, что указывает на уменьшение сродства гемоглобина к кислороду, приводящее к снижению насыщения кислородом артериальной крови, несмотря на нормальное и даже повышенное парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе.

В начальных стадиях умеренной Г. (при содержании углекислого газа во вдыхаемом воздухе в пределах 3-6%) потребление организмом кислорода повышается, что связано с реакциями хим. теплорегуляции, направленными на компенсацию увеличенных под влиянием углекислоты тепловых потерь организма. При продолжительном действии даже небольшого повышения содержания углекислого газа потребление организмом кислорода падает. При выраженной Г. оно понижается с самого начала ее развития, что обусловлено нейро-эндокринными регуляторными механизмами и непосредственным влиянием повышенного содержания углекислоты на метаболические процессы. При Г. обычно наблюдается падение температуры тела, возникающее в основном за счет увеличения теплоотдачи; однако считается, что значительная Г. приводит к расстройству всей системы терморегуляции, т. к. углекислота угнетает обмен веществ. Гипотермический эффект Г., как правило, легко обратим.

Возбуждающее действие углекислого газа на дыхательный центр реализуется через специфические рецепторы, расположенные в ретикулярной формации ствола мозга, а также через повышение концентрации ионов H+, воспринимаемое каротидными и другими хеморецепторными образованиями. При умеренной Г. усиленная деятельность дыхательного центра может сохраняться в течение длительного срока. При нарастающей Г. стимулирующее действие углекислоты прекращается и первоначальная фаза возбуждения дыхательного центра сменяется его угнетением, вплоть до полного прекращения дыхания. Такая смена фаз может происходить при различных величинах парциального давления углекислого газа (pCO 2): от 75 до 125 мм рт. ст. и более (соответствует 10-25% углекислого газа во вдыхаемом воздухе при нормальном атмосферном давлении). Однако в большинстве случаев угнетающее действие Г. начинает проявляться, когда pCO 2 превышает 90-100 мм рт. ст. Угнетающее действие высокой концентрации углекислоты связывают с влиянием Г. и сопутствующего ацидоза на центральные нервные структуры.

Г. умеренной степени (pCO 2 50- 60 мм рт. ст.) нередко наблюдается у больных с хрон, дыхательной недостаточностью, а также во время анестезии (при сохранении спонтанного дыхания) с применением анестетиков, угнетающих дыхательный центр и уменьшающих объем вентиляции (фторотан, циклопропан, метоксифлуран). Такая Г. у бодрствующего человека ведет к снижению работоспособности, а во время анестезии может вызвать осложнения (усиление патол, рефлексов, длительная посленаркозная депрессия), хотя после окончания наркоза напряжение углекислого газа нормализуется самостоятельно.

Г. оказывает значительное влияние на сердечно-сосудистую систему. При умеренной Г. изменения связаны с усилением венозного притока к сердцу, увеличением систолического объема в результате повышения тонуса вен и скелетной мускулатуры, перераспределением кровотока; значительно увеличивается мозговой и коронарный кровоток, может возрастать кровоснабжение почек и печени; несколько снижается кровоснабжение скелетных мышц. Резко выраженная Г. приводит к нарушениям в проводящей системе сердца, падению тонуса периферических сосудов и артериальной гипотензии, переходящей в коллапс. Механизмы изменений гемодинамики при Г. определяются центральными и местными эффектами повышенных концентраций углекислого газа, ионов водорода, а в ряде случаев и сопутствующей гипоксией.

На нервную систему Г. оказывает преимущественно депрессивное действие: понижается возбудимость спинномозговых центров, замедляется проведение возбуждения по нервным волокнам, повышается порог судорожных реакций и др. Возбуждение некоторых отделов ц. н. с., наблюдаемое при умеренной Г., связано с усиленной афферентацией от периферических рецепторных образований, раздражаемых физ.-хим. сдвигами внутренней среды; на ЭЭГ при этом отмечается реакция десинхронизации. Нельзя, однако, исключить и возможность кратковременного повышения возбудимости нейронов в результате непосредственного деполяризующего действия Г. При высоких концентрациях углекислоты (сверх 10%) возникает двигательное возбуждение с судорогами, а затем это состояние сменяется все увеличивающимся угнетением - так наз. наркотическое действие углекислого газа, механизм к-рого недостаточно выяснен.

Не вполне ясен вопрос о предельных концентрациях углекислого газа в воздухе, допускающих длительное пребывание без ущерба для здоровья и без снижения работоспособности, а также вопрос о возможности адаптации к Г. Эксперименты показали, что при длительном дыхании воздухом с примесью 1-3% углекислого газа возникающий вначале ацидоз через несколько дней компенсируется за счет задержки бикарбонатов, усиления эритропоэза и других приспособительных механизмов. Однако у животных, находившихся в атмосфере с примесью 1,5-3% углекислого газа в течение 20-100 дней, отмечены задержка роста и гистол, изменения в органах. По данным ряда авторов, работоспособность человека может сохраняться, изменяясь, но не утрачиваясь, при содержании во вдыхаемом воздухе 1% углекислого газа в течение месяца и более, при 2- 3% - в течение нескольких дней, при 4-5% - в течение нескольких часов; 6% углекислого газа является пределом, когда резко ухудшается состояние человека и нарушается работоспособность. При концентрации углекислого газа до 10% состояние человека нарушается через 5-10 минут, а при 15% - помутнение сознания наступает через 2 мин. Жизнь человека и высших животных при концентрации углекислого газа в 15-20% может сохраняться в течение многих часов и даже ряда суток. Смертельная концентрация - 30-35%; смерть наступает не сразу, а через несколько часов.

Ингаляция карбогена находит применение в медицине при отравлениях окисью углерода или наркотическими средствами, в послеоперационном периоде и в других ситуациях, когда нет серьезных расстройств функции дыхательного центра, но требуется увеличить объем вентиляции за счет углубления дыхания (присутствие во вдыхаемой смеси 5-7% углекислого газа стимулирует дыхательный центр). Исследуются вопросы о положительном влиянии Г. на процессы сатурации и десатурации азота при водолазных и кессонных работах, о возможности использования Г. для получения глубокой гипотермии в условиях искусственного кровообращения (см. Гипотермия искусственная) и др.

Четкой зависимости между уровнем pCO 2 и клин, проявлениями Г. нет; специфической патологоанатомической картины Г. не обусловливает.

Клинические проявления непостоянны и лишены специфических диагностических признаков. При хронической Г. с умеренным повышением pCO 2 клин, признаки наблюдаются редко в связи с постепенной адаптацией систем организма. Клин, проявления свойственны гл. обр. остро развивающейся Г. При этом обусловленные Г. сдвиги (дыхательный ацидоз) не зависят от того, каким путем - эндогенным или экзогенным - произошло увеличение содержания углекислоты в организме.

При остром отравлении углекислым газом появляются одышка в покое, тошнота и рвота, головная боль, головокружение, синюшность слизистых оболочек и кожи лица, сильное потоотделение, нарушается зрение. Наиболее важный признак Г.- депрессия, усиливающаяся по мере нарастания напряжения углекислоты в организме. При повышении pCO 2 примерно до 80 мм рт. ст. нарушается способность концентрировать внимание, появляются дремота, спутанность сознания; при увеличении pCO 2 до 90-120 мм рт. ст. пострадавший теряет сознание, у него появляются патол, рефлексы; зрачки обычно равномерно сужены.

При хрон. Г.- изменения психомоторной деятельности (возбуждение, сменяющееся депрессией), головная боль и тошнота выражены меньше; в основном наблюдаются сильная усталость и стойкая гипотензия.

Дыхание вначале углубляется с тенденцией к учащению дыхательных экскурсий, что приводит к увеличению минутного объема вентиляции; однако при хрон, дыхательной недостаточности реакция организма на углекислый газ как на стимулятор вентиляции существенно ослаблена (это же отмечается при применении анестетиков, наркотиков, релаксантов). При нарастании Г. дыхательные циклы постепенно урежаются, появляется патол, дыхание, может наступить полная остановка дыхания.

В результате вазодилатации появляется ярко-розовая окраска кожи. Пульс обычно хорошего наполнения, редкий, но может быть и учащен, АД значительно повышается (увеличение сердечного выброса). Но с увеличением напряжения углекислоты сердечный выброс уменьшается, снижается АД. Однако изменения частоты пульса и величины АД непостоянны и не могут служить надежными признаками. Г. нередко сопровождается аритмиями, чаще отдельными или групповыми экстрасистолами, что обычно не представляет опасности, но в условиях анестезии фторотаном или циклопропаном аритмии могут приобретать угрожающий характер (фибрилляция желудочков сердца).

Небольшая степень Г. мало влияет или слегка повышает почечный кровоток и клубочковую фильтрацию (выделение мочи немного увеличивается); при высоком pCO 2 в связи с сокращением приводящих артериол в клубочках количество мочи, выделяемой почками, уменьшается (см. Олигурия).

Одним из грозных осложнений Г. может быть коматозное состояние, развитие к-рого наблюдается при переходе от дыхания гиперкапническими смесями на дыхание кислородом; при переводе дыхания на воздух может развиться глубокая гипоксия, могущая быть причиной смерти.

Диагноз

Состояние Г. можно установить по показаниям приборов, а также предположить по субъективным признакам и объективным показателям. Однако единственным надежным критерием как острой, так и хрон. Г. служит определение pCO 2 в артериальной крови. Исследование показателей кислотно-щелочного равновесия (см.) обнаруживает декомпенсированные дыхательный ацидоз (см.), который в последующем компенсируется за счет возникновения метаболического алкалоза (см.).

Инструментальная диагностика Г. основана на прямом или косвенном измерении напряжения углекислого газа в артериальной крови.

Прямое измерение производится в пробе артериальной или артериализованной крови, взятой из пальца, электрохимическим методом по изменению ЭДС электродной системы при контакте последней с анализируемой средой. Электродная система представляет собой стеклянный электрод для измерения pH и вспомогательный хлорсеребряный электрод, погруженные в буферный раствор, содержащий бикарбонат Na или К. Оба электрода соединены электрической цепью с высокоомным усилителем. Электролит и pH-электрод отделены от пробы крови мембраной, проницаемой для углекислого газа, но непроницаемой для жидкости. При контакте с газопроницаемой мембраной углекислый газ, растворенный в крови, диффундирует через мембрану в бикарбонатный раствор электрода, изменяя при этом его pH, что в свою очередь приводит к изменению величины ЭДС в электрической цепи. Такая электродная система для прямого измерения pCO 2 крови является основным узлом ряда зарубежных моделей газоанализаторов. Выпускаемый отечественной промышленностью газоанализатор АЗИВ-2 обеспечивает косвенное определение pCO 2 по номограмме О’Сигор-Андерсена на основе определения pH крови. В некоторых случаях Г. может быть косвенно установлена измерением и записью концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе - капнографией с помощью оптико-акустического газоанализатора, действие к-рого основано на измерении степени избирательного поглощения инфракрасной радиации углекислым газом. Отечественной промышленностью выпускается газоанализатор углекислого газа малоинерционный ГУМ-3, позволяющий произвести экспресс-диагностику (см. Газоанализаторы , Газовый анализ).

Лечeние

При признаках острой Г. экзогенного происхождения в первую очередь необходимо вывести пострадавшего из атмосферы с повышенным содержанием углекислого газа (устранить неисправности наркозного аппарата, заменить инактивированный абсорбент углекислого газа, при нарушении системы регенерации - срочно восстановить нормальный газовый состав вдыхаемого воздуха). Единственный надежный способ выведения пострадавшего из коматозного состояния - экстренное применение искусственной вентиляции легких (см. Искусственное дыхание , искусственная вентиляция легких). Кислородная терапия (см.) безоговорочно показана только при Г. экзогенного происхождения и в сочетании с искусственной вентиляцией легких. При Г. оказывает хороший терапевтический эффект вдыхание кислородно-азотной газовой смеси (кислорода до 40%); этот эффект отмечен в опытах при барометрическом давлении 760 мм рт. ст.

Эндогенная Г. ликвидируется при лечении острой дыхательной недостаточности. Необходимо иметь в виду, что при нарушении центральной регуляции дыхания (у большинства больных с обострением хрон, дыхательной недостаточности, при отравлении наркотиками, барбитуратами и др.) бесконтрольное применение кислорода может привести к еще большему угнетению вентиляции и нарастанию Г., т. к. устраняется эффект гипоксии на дыхательный центр.

Прогноз

Легкая Г. (до 50 мм рт. ст.) не оказывает на жизнедеятельность организма существенного влияния даже при длительном воздействии: от 1-2 мес.- на лиц, работающих в герметически закрытых помещениях, до многих лет - на больных, страдающих хрон, дыхательной недостаточностью. Переносимость и исход Г. при более высоком pCO 2 определяется тренированностью, составом вдыхаемой газовой смеси (воздух или кислород) или наличием заболевания сердечно-сосудистой системы.

При дыхании воздухом повышение pCO 2 до 70-90 мм рт. ст. вызывает выраженную гипоксию, к-рая при дальнейшем прогрессировании Г. может служить причиной смерти. На фоне дыхания кислородом достижение pCO 2 90-120 мм рт. ст. вызывает коматозное состояние, требующее экстренных леч. мер.

Точный срок, после которого еще возможно вывести человека из коматозного состояния, неизвестен; этот срок тем короче, чем тяжелее общее состояние больного. Однако своевременным экстренным лечением возможно предупредить смертельный исход, даже если человек находится в коматозном состоянии в течение нескольких часов и даже суток.

Известны случаи благополучного исхода Г., возникшей во время анестезии, с повышением pCO 2 до 160- 200 мм рт. ст.

Профилактика

Профилактика предусматривает обеспечение поглощения углекислого газа при работе в герметически закрытых помещениях, соблюдение правил работы с аппаратами для наркоза и искусственной вентиляции легких и принципов проведения общей анестезии, своевременное лечение заболеваний, сопровождающихся острой или хрон, дыхательной недостаточностью. Специфические методы повышения устойчивости организма к действию повышенных концентраций углекислого газа еще не разработаны.

Особенности гиперкапнии в условиях авиационного и космического полета

У летчика Г. маловероятна, т. к. небольшой объем вредного пространства кислородных масок, умеренная физ. активность экипажа в полете, относительная непродолжительность полета исключают накопление углекислого газа во вдыхаемом воздухе. При неисправностях систем вентиляции летчик может воспользоваться аварийной системой кислородного питания и прекратить полет.

Большая потенциальная опасность возникновения Г. существует в космическом полете вследствие возможности накопления углекислого газа в атмосфере кабины или в гермошлеме скафандра при неисправности кислородно-дыхательной аппаратуры (см.). Однако некоторый избыток углекислого газа в кабине может допускаться программой полета из соображений экономии веса, габаритов и энергоснабжения системы жизнеобеспечения, а также с целью усиления регенерации кислорода и профилактики гипокапнии (см.) и др. Но программами современных полетов никаких повышений концентрации углекислого газа сверх применяемых физиол, пределов не допускается (1% - для дней полетов и 2-3% - для часов полета).

Если нарастание концентрации углекислоты до токсического уровня происходит в течение нескольких минут (или часов), у человека развивается состояние острой Г. Длительное пребывание в атмосфере с умеренно повышенным содержанием газа приводит к хрон. Г. Расчеты показывают, что при выходе из строя ранцевой системы поглощения углекислого газа в космическом скафандре во время работы космонавта на поверхности Луны токсический уровень углекислого газа в гермошлеме будет достигнут за 1 - 2 мин.

В кабине космического корабля типа «Аполлон» с тремя космонавтами, выполняющими обычную для них работу, это может произойти более чем за 7 час. после полного отказа системы регенерации. В обоих случаях возможно возникновение острой Г. При меньших неполадках в работе системы поглощения углекислого газа в длительных полетах создаются предпосылки для развития хрон. Г.

Г. в космическом полете чревата тяжелыми осложнениями и в связи с «обратным» действием углекислоты (клин, симптомы ее противоположны прямому действию), т. к. после перевода дыхания на нормальную газовую смесь нарушения в организме часто не только не ослабевают, но даже усиливаются.

Содержание углекислого газа в пределах 0,8-1% (6-7,5 мм рт. ст.) можно считать допустимым уровнем для кратковременного и длительного пребывания как в кабине, так и в гермошлеме. Если космонавту предстоит в течение нескольких часов работать в скафандре, то содержание углекислого газа в гермошлеме не должно превышать 2% (15 мм рт. ст.); хотя у космонавта несколько снижается работоспособность (появляются одышка и утомление), работа может быть выполнена в полном объеме.

При содержании углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 3% (22,5 мм рт. ст.) космонавт может выполнять легкую работу в течение нескольких часов, однако при этом наблюдается выраженная одышка, головная боль и другие симптомы; поэтому повышение содержания углекислого газа в гермошлеме скафандра или в кабине до 3% и более необходимо рассматривать как ситуацию, подлежащую немедленному устранению.

Библиография: Бреслав И. С. Восприятие дыхательной среды и газопреферендум у животных и человека, Л., 1970, библиогр.; Голодов И. И. Влияние высоких концентраций углекислоты на организм, Л., 1946, библиогр.; Ш а р о в С. Г., и др. Искусственная атмосфера кабин космических кораблей, в кн.: Космич* биол, и мед., под ред. В. И. Яздошского, с. 285, М., 1966; Иванов Д. И. и X р о-мушкин А.И. Системы жизнеобеспечения человека при высотных и космических полетах, М., 1968; Коваленко Е. А. и Черняков И. Н. Кислород тканей при экстремальных факторах полета, М., 1972; Маршак М. Е. Физиологическое значение углекислоты, М., 1969# библиогр.; Основы космической биологии и медицины, под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина, т. 2, кн. 1, М., 1975, Кэмпбeлл Э. Д. М. Дыхательная недостаточность, пер. с англ., М., 1974, библиогр.; Сулимо-Самуйлло 3. К. Гиперкапния, Л., 1971* Физиология в космосе, пер. с англ., KHt i-2, М., 1972; В u s b у D. E. Space clinical medicine, Dordrecht, 1968.

H. И. Лосев; В. А. Гологорский (общ. тер.), И. H. Черняков (ав. мед.), В. М. Юревич (инстр. диагн.).