Что такое гиперкапния

Гиперкапния (также называемая гиперкарбией) — это патологическое состояние, при котором в артериальной крови увеличивается уровень углекислого газа ($CO_2$). В нормальных условиях углекислый газ образуется в клетках организма как естественный продукт обмена веществ. Кровь переносит его к легким, откуда он выводится наружу во время выдоха.

Если процесс вентиляции легких нарушается или человек находится в среде с повышенной концентрацией углекислоты, выведение $CO_2$ замедляется. Газ начинает накапливаться в кровеносном русле. В лабораторной практике гиперкапнией называют повышение парциального давления углекислого газа в артериальной крови ($PaCO_2$) выше 45 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.), или 6 килопаскалей (кПа). Нормальный показатель $PaCO_2$ у взрослого человека находится в пределах от 32 до 45 мм рт. ст. (4,27–6,40 кПа).

Растворяясь в плазме крови, углекислый газ вступает в реакцию с водой и образует угольную кислоту. Это увеличивает концентрацию водородных ионов и снижает показатель $pH$ крови (менее 7,35), вызывая развитие дыхательного (респираторного) ацидоза. При хроническом течении почки постепенно удерживают гидрокарбонатные ионы ($HCO_3^-$), обеспечивая метаболическую компенсацию кислотно-щелочного баланса.

Гиперкапния бывает острой и хронической. Острая гиперкапния развивается быстро и представляет собой неотложное состояние, тогда как при хронической организм успевает частично адаптироваться к повышенному уровню углекислоты.

Причины возникновения

Избыточное накопление углекислого газа происходит при снижении альвеолярной вентиляции (гиповентиляции), при вдыхании воздуха с высоким содержанием $CO_2$ или при резком возрастании метаболической продукции газа.

Заболевания легких и дыхательных путей

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ): Нарушение проходимости бронхов затрудняет полноценный выдох, из-за чего часть выдыхаемого воздуха задерживается в легких.
Тяжелая астма и пневмония: Обострение бронхиальной астмы и обширное воспаление легочной ткани приводят к переутомлению дыхательных мышц и снижению эффективности газообмена.
Синдром апноэ во сне: Центральные или обструктивные остановки дыхания во время сна вызывают эпизодическую гиповентиляцию.

Нервно-мышечные патологии и поражения ЦНС

Заболевания нервов и мышц: Мышечная дистрофия, боковой амиотрофический склероз (БАС), миастения гравис, рассеянный склероз, полиомиелит и полинейропатии ослабляют дыхательную мускулатуру, делая дыхание поверхностным.
Угнетение дыхательного центра: Передозировка снотворных, седативных или опиоидных препаратов, а также травмы головного и шейного отдела спинного мозга снижают активность дыхательного центра мозга.

Механические и метаболические причины

Синдром ожирения-гиповентиляции (синдром Пиквика): Избыточный вес ограничивает подвижность грудной клетки и диафрагмы.
Деформации грудной клетки: Выраженный сколиоз, кифоз, травмы груди или пневмоторакс огранивают объем вдоха и выдоха.
Усиленный метаболизм: Тяжелая физическая нагрузка, лихорадка, сепсис или тиреотоксикоз резко увеличивают образование $CO_2$ в тканях.

Внешние (экзогенные) факторы и погружения

Замкнутые помещения: Пребывание в непроветриваемых барокамах, шахтах, убежищах или в местах геотермальной и вулканической активности.
Подводные погружения: Использование неисправных ребризеров (с истощенным химическим поглотителем $CO_2$), плавание с длинной дыхательной трубкой («мертвое пространство»), задержки выдоха («пропуск вдохов») или погружения на большую глубину, где повышенная плотность газа затрудняет дыхание.
Средства защиты органов дыхания: Длительное использование плотных респираторов и фильтрующих полумасок может приводить к повторному вдыханию выдохнутого углекислого газа.

Возможные симптомы и проявления

Симптоматика зависит от уровня $CO_2$ в крови и скорости его нарастания.

Ранние и умеренные проявления

Дыхательные нарушения: Одышка (диспноэ), учащенное дыхание (тахипноэ).
Неврологические признаки: Головная боль (вызванная расширением сосудов мозга), головокружение, повышенная сонливость, слабость, сниженная концентрация внимания.
Сосудистые и кожные реакции: Покраснение кожи, ощущение тепла, частый наполненный пульс, повышение артериального давления.
Мышечные симптомы: Мелкие подергивания мышц, судороги, тремор кистей рук (астериксис).

Тяжелые проявления (при $PaCO_2$ более 60–75 мм рт. ст.)

При значительном повышении уровня углекислого газа развивается углекислотный наркоз ($CO_2$-наркоз) и гиперкапническая энцефалопатия:

Дезориентация, паника или выраженная спутанность сознания.
Генерализованные судороги.
Потеря сознания и кома.
Нарушения сердечного ритма (аритмии) и опасность остановки кровообращения.

Диагностика

Для подтверждения гиперкапнии и выяснения ее причин применяются следующие методы:

Анализ газов артериальной или венозной крови: Основной метод диагностики. Измеряет парциальное давление углекислого газа ($PaCO_2$), кислорода ($PaO_2$), показатель $pH$ и уровень бикарбоната ($HCO_3^-$).
Капнография: Измерение концентрации $CO_2$ в выдыхаемом воздухе в конце выдоха с помощью специального датчика.
Пульсоксиметрия: Оценка насыщения крови кислородом ($SpO_2$) для своевременного выявления гипоксии.
Спирометрия: Исследование функции внешнего дыхания (оценка $ОФВ_1$ и $ФЖЕЛ$) для выявления обструктивных или рестриктивных заболеваний легких.
Рентгенография или КТ грудной клетки: Позволяет выявить пневмонию, эмфизему, пневмоторакс или деформации скелета.
Лабораторная и инструментальная диагностика: Общий и биохимический анализы крови (оценка электролитов), определение уровня ТТГ, ЭКГ, эхокардиография, электромиография и полисомнография.

Варианты помощи и лечение

Терапия гиперкапнии направлена на восстановление адекватной вентиляции легких и устранение основного заболевания.

Респираторная поддержка

Неинвазивная вентиляция легких (НИВЛ): Применение аппаратов с двухуровневым положительным давлением ($BiPAP$) или непрерывным давлением ($CPAP$) через лицевую маску облегчает работу дыхательных мышц и помогает выводить избыток $CO_2$.
Искусственная вентиляция легких (ИВЛ): Инвазивная вентиляция с интубацией трахеи применяется при тяжелом угнетении сознания, коме или неэффективности НИВЛ.
Внелегочное удаление углекислоты: Экстракорпоральная мембранная оксигенация ($ECMO$) или экстракорпоральное удаление $CO_2$ ($ECCO_2R$) используются в случаях крайне тяжелой дыхательной недостаточности.

Медикаментозное лечение

Лекарственная терапия зависит от причины состояния (бронходилататоры и кортикостероиды при ХОБЛ и астме, антибиотики при пневмонии, антидоты при передозировках).

Осторожность при кислородотерапии

Подача кислорода пациентам с хронической гиперкапнией (например, при ХОБЛ) должна строго контролироваться врачом, чтобы избежать угнетения дыхания. У таких больных дыхательный центр теряет чувствительность к угнетающему действию $CO_2$, и основным стимулом к дыханию становится гипоксия. Неконтролируемое введение высоких доз кислорода убирает этот стимул, что может вызвать гиповентиляцию, еще большее накопление углекислого газа и ухудшение состояния.

Когда нужна срочная помощь и когда обращаться к врачу

Немедленно вызывайте скорую помощь при появлении следующих симптомов:

Выраженная одышка, при которой невозможно произнести короткую фразу.
Спутанность сознания, дезориентация, паника или неадекватное поведение.
Потеря сознания, невозможность разбудить человека.
Судороги или тяжелые мышечные подергивания.
Посинение губ, кожи лица или ногтевых лож (цианоз).
Сильная пульсирующая головная боль в сочетании с тошнотой.

Плановый визит к врачу необходим, если наблюдаются:

Регулярная утренняя головная боль.
Постоянная дневная сонливость и утомляемость.
Частые ночные просыпания с чувством нехватки воздуха.

Что можно и чего нельзя делать до приезда врача

Полезные действия:

Обеспечьте приток свежего воздуха: Откройте окна или выведите человека из душного помещения.
Придайте удобное положение: Усадите человека с опорой под спину (полусидя), чтобы облегчить работу дыхательных мышц.
Освободите дыхание: Расстегните тугой воротник, снимите маску или респиратор.
Дышите спокойно: Избегайте слишком частого и глубокого дыхания.

Категорически запрещено:

Не дышите в бумажный или пластиковый пакет: Повторный вдох выдохнутого воздуха увеличит концентрацию $CO_2$ в крови.
Не принимайте снотворные, седативные и обезболивающие средства: Они угнетают дыхательный центр и могут спровоцировать остановку дыхания.
Не используйте кислородные баллончики без контроля врача: Это опасный шаг при хронической гиперкапнии.

Гиперкапния: причины, симптомы, диагностика и лечение