Введение

Приостановление дыхания. Апноэ, BrE: апноэ, – это временное прекращение дыхания. Во время апноэ отсутствует движение мышц, участвующих во вдохе, и объем легких первоначально остается неизменным. В зависимости от степени проходимости дыхательных путей (патенции) может быть или не быть газообмена между легкими и окружающей средой. Если газообмен достаточен, то обмен газами в легких и клеточное дыхание существенно не нарушаются. Преднамеренное выполнение этого называется задержкой дыхания. Апноэ может быть впервые диагностировано в детском возрасте, и при обнаружении симптомов рекомендуется обратиться к отоларингологу, аллергологу или сомнологу для обсуждения; деформация и/или нарушение функции верхних дыхательных путей могут быть выявлены ортодонтом.

Причина

Апноэ может быть непроизвольным — например, вызванным приемом лекарственных препаратов (таких как отравление опиатами), механически или физиологически обусловленным (например, удушением или перекрытием дыхательных путей), или являться следствием неврологического заболевания или травмы. Во время сна у людей с тяжелым апноэ сна может возникать более тридцати эпизодов прерывистого апноэ в час каждую ночь. Апноэ также может наблюдаться в периоды сильных эмоций, например, во время плача или при выполнении маневра Вальсальвы во время смеха. Апноэ – распространенное явление при рыданиях во время плача, характеризующееся медленным, но глубоким и нерегулярным дыханием, сменяющимся кратковременными остановками дыхания. Другим примером апноэ являются эпизоды задержки дыхания; они иногда вызываются эмоциональными факторами и обычно наблюдаются у детей из-за разочарования, эмоционального стресса и других психологических перегрузок. Добровольное апноэ можно достичь, закрыв голосовую щель, одновременно держа рот закрытым и блокируя носовые ходы, или постоянно напрягая мышцы выдоха, препятствуя вдоху.

Осложнения

В нормальных условиях человек не может накапливать в организме большое количество кислорода. Длительная апноэ приводит к серьезному недостатку кислорода в кровообращении, вызывая нарушение функций органов и систем. Постоянное повреждение мозга может наступить уже через три минуты, а смерть неизбежно наступит через несколько минут, если не восстановить вентиляцию. Однако, при определенных обстоятельствах, таких как гипотермия, гипербарическая оксигенация, апнеическая оксигенация (см. ниже) или экстракорпоральная мембранная оксигенация, гораздо более длительные периоды апноэ могут переноситься без серьезных негативных последствий. Неподготовленные люди обычно не могут сознательно задерживать дыхание более одной-двух минут, поскольку потребность в дыхании становится нестерпимой. Причина ограничения времени добровольной апноэ заключается в том, что частота и глубина дыхания строго регулируются для поддержания постоянного уровня парциального давления углекислого газа и pH крови, в большей степени, чем уровня кислорода. Во время апноэ углекислый газ не выводится через легкие и накапливается в крови. Последующее повышение парциального давления углекислого газа и снижение pH стимулируют дыхательный центр в мозге, что в конечном итоге невозможно преодолеть сознательно. Накопление углекислого газа в легких в конечном итоге раздражает и вызывает импульсы из дыхательного центра головного мозга и диафрагмального нерва. Повышение уровня углекислого газа сигнализирует организму о необходимости дышать и вынуждает к возобновлению непроизвольного дыхания. Легкие начинают ощущаться как горящие, а сигналы, которые организм получает от мозга при слишком высоком уровне углекислого газа, включают в себя сильные, болезненные и непроизвольные сокращения или спазмы диафрагмы и межреберных мышц. В какой-то момент спазмы становятся настолько частыми, интенсивными и невыносимыми, что дальнейшее задерживание дыхания становится практически невозможным. Когда человек находится в воде, физиологические изменения, вызванные рефлексом ныряния млекопитающих, позволяют несколько дольше переносить апноэ даже неподготовленным людям, поскольку дыхание под водой невозможно. Переносимость апноэ можно также тренировать. Древняя техника фридайвинга требует задержки дыхания, и лучшие фридайверы могут задерживать дыхание под водой на глубине и более четырех минут. Апнеисты, в данном контексте, – это люди, способные задерживать дыхание на длительное время.

Гипервентиляция

Считается, что добровольная гипервентиляция перед началом добровольного апноэ позволяет человеку безопасно задерживать дыхание на более длительный период времени. В действительности, она создает ощущение отсутствия потребности в дыхании, в то время как организм фактически испытывает уровень кислорода в крови, который обычно и косвенно вызывает сильную одышку и, в конечном итоге, непроизвольное дыхание. Некоторые ошибочно приписывают эффект гипервентиляции увеличению содержания кислорода в крови, не понимая, что он на самом деле обусловлен снижением концентрации углекислого газа в крови и легких. Кровь, выходящая из легких, обычно полностью насыщена кислородом, поэтому гипервентиляция обычным воздухом не может увеличить количество доступного кислорода, поскольку насыщение крови кислородом является определяющим фактором. Снижение концентрации углекислого газа повышает pH крови, тем самым увеличивая время, необходимое для того, чтобы кровь стала достаточно кислой и стимулировала дыхательный центр, как описано выше. Хотя гипервентиляция и позволяет немного увеличить время задержки дыхания, любое незначительное увеличение достигается ценой возможной гипоксии, которая может быть не сразу ощутима. Использующий этот метод человек может внезапно потерять сознание незаметно – что приводит к потере сознания на мелководье. Если человек теряет сознание под водой, существует значительный риск утопления. Бдительный напарник или находящийся поблизости спасатель находятся в наилучшем положении для спасения такого человека. Статическое апноэ происходит на поверхности, когда неподвижный дайвер задерживает дыхание достаточно долго, чтобы содержание кислорода в крови упало ниже уровня, необходимого для поддержания сознания мозгом. Оно не связано с изменениями давления в организме и обычно выполняется для увеличения времени задержки дыхания. Его никогда не следует практиковать в одиночку, а только под строгим контролем безопасности с наблюдателем или оборудованием рядом с дайвером.

Апнеическая оксигенация

Поскольку обмен газами между кровью и воздушным пространством легких не зависит от движения газов в легкие и из них, достаточное количество кислорода может поступать в кровообращение даже при апноэ, даже если диафрагма не совершает движений. С началом апноэ в воздушном пространстве легких развивается пониженное давление, поскольку абсорбируется больше кислорода, чем выделяется углекислого газа. При закрытых или обструкции дыхательных путей это приведет к постепенному спадению легких и удушью. Однако, если дыхательные пути открыты, любой газ, поступающий в верхние дыхательные пути, будет следовать градиенту давления и поступать в легкие, замещая потребленный кислород. При подаче чистого кислорода этот процесс способствует восполнению запасов кислорода в легких и восстановлению достаточной вентиляции. Поглощение кислорода кровью останется на обычном уровне, и нормальное функционирование органов не будет нарушено. Недостатком этой гипероксигенации является вымывание азота, которое может привести к абсорбционному ателектазу. Однако во время апноэ удаление углекислого газа не происходит. Парциальное давление углекислого газа в воздушном пространстве легких быстро уравновешивается с парциальным давлением в крови. Поскольку кровь насыщается углекислым газом, образующимся в результате метаболизма, без возможности его удаления, углекислый газ будет накапливаться все больше и больше, в конечном итоге вытесняя кислород и другие газы из воздушного пространства. Углекислый газ также будет накапливаться в тканях организма, вызывая респираторный ацидоз. В идеальных условиях (то есть, если до начала апноэ проводится ингаляция чистого кислорода для удаления всего азота из легких, а затем осуществляется подача дополнительного чистого кислорода), апноэ-оксигенация теоретически может обеспечить достаточное количество кислорода для поддержания жизни взрослого человека в течение более часа. Однако накопление углекислого газа (описанное выше) остается ограничивающим фактором. Апноэ-оксигенация – это не только физиологическое любопытство. Ее можно использовать для обеспечения достаточного количества кислорода во время торакальных операций, когда апноэ неизбежно, а также при манипуляциях с дыхательными путями, таких как бронхоскопия, интубация и операции на верхних дыхательных путях. Однако, из-за вышеуказанных ограничений, апноэ-оксигенация уступает экстракорпоральной циркуляции с использованием аппарата искусственного кровообращения и поэтому применяется только в экстренных случаях, при кратковременных процедурах или когда доступ к экстракорпоральной циркуляции невозможен. Использование PEEP-клапанов также является общепринятой альтернативой (5 см H2O у пациентов со средним весом и 10 см H2O значительно улучшают комплаентность легких и грудной клетки у пациентов с морбидным ожирением). В 1959 году Фрумин описал применение апноэ-оксигенации во время анестезии и хирургических вмешательств. В этом основополагающем исследовании у восьми испытуемых максимальный зарегистрированный PaCO2 составил 250 миллиметров ртутного столба, а минимальный артериальный pH – 6,72 после 53 минут апноэ.

Научные исследования апноэ

Исследования показали, что объем селезенки незначительно уменьшается во время кратковременной задержки дыхания при апноэ у здоровых взрослых.

Тест на апноэ при определении смерти мозга

Рекомендуемая практика клинической диагностики смерти мозга, сформулированная Американской академией неврологии, основывается на сочетании трех диагностических критериев: кома, отсутствие рефлексов ствола мозга и апноэ (определяемое как неспособность пациента самостоятельно дышать, то есть без систем жизнеобеспечения, таких как аппараты искусственной вентиляции легких). Тест на апноэ проводится по четко определенному протоколу. Тестирование апноэ не показано пациентам с гемодинамической нестабильностью, возрастающей потребностью в вазопрессорах, метаболическим ацидозом или нуждающимся в высокой степени респираторной поддержки. Тестирование апноэ сопряжено с риском развития аритмий, усугубления гемодинамической нестабильности или метаболического ацидоза, превышающего порог обратимости, и потенциально может сделать пациента непригодным для донорства органов (см. выше). В такой ситуации требуется проведение подтверждающего теста, поскольку выполнение теста на апноэ для данного пациента небезопасно.

Этимология и произношение

Слово апноэ (или апноэ) образовано сочетанием форм а- + пнев-, восходящими к греческому ἄπνοια, от ἀ- (приставка, означающая отсутствие, лишение) и πνέειν — дышать. Информацию о произношении см. в статье о диспноэ.