Қандағы оттегінің төмендеуі

Кіріспе

Қандағы оттегінің қалыптан тыс төмен деңгейі

Гипоксемия – қандағы оттегінің қалыптан тыс төмен деңгейі. Гипоксемияның көптеген себептері бар, және көбінесе организм тіндеріне жеткілікті мөлшерде оттегі жеткізілмегендіктен гипоксияға алып келеді.

Анықтама

Гипоксимия – қандағы оттегі деңгейінің төмендеуі, ал гипоксия – кез келген тіндердің, ағзалардың немесе организмнің толыққанды оттегімен қамтамасыз етілмеуі. Артериялық қан газының өлшемінде оттегінің жартылай қысымы қалыпты көрсеткіштен төмен болса, бұл гипоксимия деп есептеледі деген жалпы пікір бар. Алайда, гипоксимияны анықтауда қандағы оттегі мазмұнының маңыздылығына қатысты әртүрлі пікірлер бар. Бұл анықтама гемоглобинмен байланысқан оттегіні де қамтиды. Сондықтан, қандағы оттегі мазмұны кейде гипоксимияны емес, тіндерге оттегі жеткізілуін бағалау үшін қолданылады. Балаларда созылмалы гипоксимия өсудің тежелуіне, неврологиялық және психомоторлық дамудың қалыптан ауытқуына, ұйқы сапасының нашарлауына және жиі оянуларға алып келуі мүмкін. Гипоксимияның басқа да белгілеріне цианоз, саусақтардың қалыңдауы және гипоксимияның себебімен байланысты симптомдар, мысалы, жөтел және гемоптиз жатады. Ауыр гипоксия тыныс жетіспеушілігіне ұшыратуы мүмкін.

Желдету

Егер альвеолалық желдеткіш төмен болса, организмнің пайдалануы үшін альвеолаларға жеткілікті мөлшерде оттегі жеткізілмейді. Бұл өкпелер қалыпты болса да гипоксимияға алып келуі мүмкін, себебі мәселе ми сабағының желдетуді бақылауында немесе организмнің тиімді түрде дем алу қабілетінде болады.

Физикалық күйлері

Ауа ағынын физикалық тұрғыдан шектейтін түрлі жағдайлар гипоксимияға алып келуі мүмкін. Тұншығу, оның ішінде обструктивті ұйқы апноэсі сияқты тыныс алудың уақытша тоқтауы немесе үзілуі, немесе нәрестелердің тыныс алуына төсек-орын жабдықтарының кедергі келтіруі, SIDS-тің ықтимал себебі болып саналады. Кеуде құрылымының деформациялары, мысалы, сколиоз және кифоз, тыныс алуды шектеуге және гипоксияға әкелуі мүмкін. Бұлшық еттерінің әлсіздігі, диафрагманың – өкпеге жаңа ауа соруға жауапты негізгі бұлшық еттің – жұмыс істеу қабілетін шектеуі мүмкін. Бұл моторлық нейрон ауруы сияқты туа біткен аурудың, немесе ауыр ХОББ-ның салдарынан туындаған шаршау сияқты, кейіннен пайда болған жағдайдың нәтижесі болуы мүмкін.

Қоршаған ортадағы оттегі

Ауадағы оттегінің мөлшері төмен болған жағдайда немесе оттегінің ішінара қысымы төмендегенде, өкпедегі альвеолаларда аз оттегі болады. Альвеолалық оттегі гемоглобинге – қызыл қан жасушаларының ішіндегі тасымалдаушы белокқа – ауадағы оттегінің ішінара қысымымен пропорционалды тиімділікпен беріледі. Биіктік. Сыртқы оттегінің ішінара қысымы биіктік артумен төмендейді, мысалы, жоталы аймақтарда немесе ұшу кезінде. Бұл азаю гемоглобинмен оттегі тасымалдаудың төмендеуіне әкеледі. Бұл, әсіресе, Эверест тауына және басқа да биік шыңдарға шығушылардың ми гипоксиясы мен тау ауруының себебі болып табылады. Мысалы, Эверест тауының шыңында оттегінің ішінара қысымы 43 мм.рт.с. құрайды, ал теңіз деңгейінде – 150 мм.рт.с. Осы себепті, ұшақ салонындағы қысым 1500-1800 метр (5000-6000 фут) деңгейінде ұсталады. Суға батыру. Суға батыру кезінде болатын гипоксия кенеттен су бетіне көтерілуден туындауы мүмкін. Су астына батқанда газдардың ішінара қысымы әрбір 10 метр тереңдікке 1 АТМ артады. Бұл гемоглобинмен оттектің жақсы тасымалдануын қамтамасыз ету үшін тереңдікте жеткілікті қысым болуы мүмкін екенін білдіреді, тіпті ол бетте жеткіліксіз болса да. Су астында ұзақ уақыт болған сүңгірлер оттегін жұмсайды, ал су бетіне көтерілгенде оттегінің ішінара қысымы жеткіліксіз болуы мүмкін (жайық судың қараңғылануы). Бұл терең судың қараңғылануы ретінде көрініс беруі мүмкін. Құрғақ ауа жетіспеуі. Дем алатын ауадағы оттегінің концентрациясының төмендеуі, тыныс қоспасындағы оттегінің толық алмастырылмауынан туындайды. Анестезия. Финк эффектісіне байланысты, ингаляциялық анестезиядан атмосфералық ауаға ауысқан кезде өкпедегі оттегінің ішінара қысымының төмендеуі немесе диффузиялық гипоксия. Оттегі жетіспейтін ауа да өлімге әкелуі мүмкін. Бұрын анестезия машиналарын жұмыс істемеуіне байланысты, пациенттерге оттегі аз газ қоспалары берілген жағдайлар болған. Сонымен қатар, жабық кеңістікте көмірқышқыл газын сіңіретін құрылғылар қолданылғанда, жұмсалған оттегін толықтыруға жеткілікті назар берілмесе, оттегінің тұтынуы мүмкін. Гипоксиялық немесе аноксиялық тыныс газ қоспалары, сондай-ақ вакуумға немесе басқа да төмен қысымды ортаға түсу альвеолалардағы қаннан оттегіні алып тастайды.

In conditions where the proportion of oxygen in the air is low, or when the partial pressure of oxygen has decreased, less oxygen is present in the alveoli of the lungs. The alveolar oxygen is transferred to hemoglobin, a carrier protein inside red blood cells, with an efficiency that decreases with the partial pressure of oxygen in the air. Altitude. The external partial pressure of oxygen decreases with altitude, for example in areas of high altitude or when flying. This decrease results in decreased carriage of oxygen by hemoglobin. This is particularly seen as a cause of cerebral hypoxia and mountain sickness in climbers of Mount Everest and other peaks of extreme altitude. For example, at the peak of Mount Everest, the partial pressure of oxygen is just 43 mmHg, whereas at sea level the partial pressure is 150 mmHg. For this reason, cabin pressure in aircraft is maintained at 5,000 to 6,000 feet (1500 to 1800 m). Diving. Hypoxia in diving can result from sudden surfacing. The partial pressures of gases increases when diving by one ATM every ten metres. This means that a partial pressure of oxygen sufficient to maintain good carriage by hemoglobin is possible at depth, even if it is insufficient at the surface. A diver that remains underwater will slowly consume their oxygen, and when surfacing, the partial pressure of oxygen may be insufficient (shallow water blackout). This may manifest at depth as deep water blackout. Suffocation. Decreased concentration of oxygen in inspired air caused by reduced replacement of oxygen in the breathing mix. Anaesthetics. Low partial pressure of oxygen in the lungs when switching from inhaled anesthesia to atmospheric air, due to the Fink effect, or diffusion hypoxia. Air depleted of oxygen has also proven fatal. In the past, anesthesia machines have malfunctioned, delivering low oxygen gas mixtures to patients. Additionally, oxygen in a confined space can be consumed if carbon dioxide scrubbers are used without sufficient attention to supplementing the oxygen which has been consumed. Hypoxic or anoxic breathing gas mixtures, and exposure to a vacuum or other extreme low pressure environment will remove oxygen from the blood in the alveoli.

Желдету-перфузияның сәйкессіздігі

Бұл желдету/перфузия тепе-теңдігінің бұзылуын көрсетеді. Өкпеге енетін оттегі әдетте альвеолалық капиллярлық мембрана арқылы қанға сіңеді. Бірақ, альвеола жеткіліксіз желдетілген жағдайда бұл тепе-теңдікке қол жеткізілмейді, нәтижесінде сол альвеоладан шығатын қан салыстырмалы түрде гипоксиялық болады. Мұндай қан, жақсы желдетілген альвеолалардан алынған қанмен араласқанда, қоспаның оттегінің жартылай қысымы альвеолалық ауадан төмен болады, соның салдарынан А-а айырмашылығы пайда болады. Желдету-перфузия арақатынасының бұзылуына себеп болатын жағдайлар мыналар: Шамалы физикалық белсенділік және жаттығулар желдету мен перфузияның үйлесімділігін жақсартса да, қарқынды жаттығу кезінде бұрыннан бар өкпе ауруларының салдарынан гипоксия дамуы мүмкін. Жаттығу кезінде гипоксияның шамамен жартысы диффузиялық шектеулерге байланысты болады (орташа есеп бойынша). Қартаю. Жас ұлғайған сайын желдету мен перфузия арасындағы үйлесімділік нашарлайды, сондай-ақ гипоксиялық жағдайларға бейімделу қабілеті төмендейді. Майлы эмболия синдромы, онда май тамшылары өкпе капиллярларына орналасады.

Жаттығу

Жаттығу кезінде туындайтын артериялық гипоксимия, жаттығу барысында жаттығудан өткен адамның артериялық оттегінің қанығуы 93%-дан төмен түскенде пайда болады. Бұл, әртүрлі жастағы және жыныстағы дене шынықтырылған, сау адамдарда кездеседі. Жаттығу нәтижесінде болатын бейімделулерге жүрек гипертрофиясынан жүрек шығысының артуы, веноздық қайтарымның жақсаруы, бұлшық еттердің метаболикалық тамыр кеңеюі және VO2 максимумның жоғарылауы жатады. VCO2 да сәйкесінше артуы тиіс, демек метаболикалық ацидозды болдырмау үшін көмірқышқыл газын шығару қажет. Гипоксимия осы адамдарда өкпе қан ағынының артуына байланысты пайда болады, ол мыналарға себеп болады: өкпе капиллярларындағы қан ағынының артуынан капиллярлардың өту уақытының қысқаруы. Капиллярлық транзит уақыты (tc) тыныш күйде шамамен 0,8 секундты құрайды, бұл оттегінің қан айналымына диффузиялануына және CO2-нің қан айналымынан шығуына жеткілікті уақыт береді. Жаттығудан кейін капилляр көлемі өзгермейді, бірақ жүрек шығысы артады, нәтижесінде капиллярдың өту уақыты төмендеп, жаттығумен айналысатын адамдарда максималды жүктеме кезінде шамамен 0,16 секундқа дейін жетеді. Бұл газдың диффузиялануына жеткілікті уақыт бермейді және гипоксимияға алып келеді. Өкпе ішіндегі артериовеноздық шунттар – бұл өкпедегі ұйықтап жатқан капиллярлар, веноздық қысым тым жоғары болғанда олар белсендіріледі. Олар әдетте газ диффузиясы жүрмейтін "өлген кеңістікте" орналасқан, сондықтан осы капиллярлар арқылы өтетін қан толыққанды оттектенбейді, нәтижесінде гипоксимия пайда болады.

Физиологиясы

Өкпе гипоксимиясының нақты бір жағдайына қатысы бар-жоғын түсінудің кілті – альвеолалық және артериялық оттегі деңгейлерінің арасындағы айырмашылық; бұл айырмашылық көбінесе А-а градиенті деп аталады және қалыпты жағдайда шамалы болады. Артериялық оттегінің жартылай қысымы артериялық қан газын анықтау арқылы тікелей өлшенеді. Альвеолалық ауадағы оттегінің мөлшері ауадағы оның фракциялық құрамына пропорционалды болғандықтан есептелуі мүмкін. Тыныс жолдары жұтылған ауаны ылғалдырып (соның салдарынан сұйылтып) жатқандықтан, атмосфераның барометрлік қысымы су буының қысымына қарай төмендейді.

Тарих

Гипоксимия термині бастапқыда жоғары биіктікте пайда болатын қандағы оттегінің төмендеуін сипаттау үшін қолданылған және қанның оттегімен жеткіліксіз толықтырылуы ретінде анықталған. Қазіргі заманда гипоксимияны анықтауға арналған көптеген құралдар бар, оның ішінде смарт-сағаттар да бар. 2022 жылы жүргізілген зерттеулер смарт-сағаттардың қысқа мерзімді гипоксимияны стандартты медициналық құралдармен салыстырылатын дәлдікпен анықтай алатынын көрсетті.