физреф. Гипоксия и гипероксия. Гипербарическая оксигенация и её применение в клинике

• Название: Гипоксия и гипероксия. Гипербарическая оксигенация и её применение в клинике
• Дата: 13.12.2022
• Размер: 31.34 Kb.
• Имя файла: физреф.docx
• Тип: Документы; #843162

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

УО «Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра биологии с курсом нормальной физиологии

Гипоксия и гипероксия. Гипербарическая оксигенация и её применение в клинике

Выполнил:

студент группы Л-201

Данилюк Т.С.

Проверила:

к.б.н., доцент

Мельник Светлана Николаевна

Гомель

2019

Содержание

Гипоксия 3

Гипероксия 6

Гипербарическая оксигенация 9

Список литературы 12

Гипоксия

Гипоксия – состояние, возникающее в результате недостаточного обеспечения тканей организма кислородом и /или нарушения его усвоения в ходе биологического окисления. Впервые о ней заговорил Виктор Васильевич Пашутин (1845-1901) – один из основателей патофизиологии.

Первая классификация гипоксических состояний была предложена Баркрофтом (1925), а затем дополнена и усовершенствована И.Р. Петровым (1949). Классификация И.Р. Петрова используется и в наше время.
Типы гипоксии по этиологии:

1)Экзогенная - снижение кислорода в окружающем воздухе:

-Нормобарическая (развивается при нормальном атмосферном давлении; при замкнутом или плохо вентилируемом пространстве; гиповентиляция при ИВЛ)

-Гипобарическая (снижение атмосферного давления и снижение парциального давления кислорода в артериальной крови/рО2 - высотная болезнь)

2)Эндогенная - является результатом патологических процессов и болезней, приводящих к недостаточному транспорту к органам кислорода или использования его тканями, также может развиться в результате резкого увеличения потребности организма в энергии в связи со значительно возросшими нагрузками:

-Дыхательная (недостаточность газообмена в лёгких обусловленная альвеолярной гиповентиляцией, сниженной перфузией кровью лёгких, нарушением диффузии кислорода через аэрогематический барьер);

-Циркуляторная (недостаточность кровоснабжения тканей и органов, формирующаяся на основе гиповолемии, сердечной недостаточности, снижения тонуса стенок сосудов, расстройств микроциркуляции, нарушений диффузии кислорода из капиллярной крови к клеткам);

-Гемическая (снижение эффективной кислородной ёмкости крови и, следовательно, её транспортирующей кислород функции из-за уменьшения содержания НЬ в единице объёма крови и нарушения транспортных свойств НЬ. В целом гемический тип гипоксии характеризуется снижением способности НЬ эритроцитов связывать кислород (в капиллярах лёгких), транспортировать и отдавать оптимальное количество его в тканях. При этом реальная кислородная ёмкость крови может снижаться до 5—10 % (объёмных);

-Тканевая (снижение эффективности усвоения кислорода клетками, которое наиболее часто является результатом ингибирования активности ферментов биологического окисления, значительного изменения физико-химических параметров в тканях, торможения синтеза ферментов биологического окисления и повреждения мембран клеток);

-Смешанная.

По распространенности процесса:

1)местную (локальную) гипоксию, развивающуюся при ишемии, венозной гиперемии, престазе и стазе в зоне воспаления;

2)общую (системную) гипоксию, которая наблюдается при гиповолемии, сердечной недостаточности, шоке, коллапсе, ДВС-синдроме, анемиях.

По течению:

1)молниеносную (в течение нескольких секунд, например, при разгерметизации летательных аппаратов на большой высоте);

2)острую (которая развивается через несколько минут или в пределах часа в результате острой кровопотери, острой сердечной или дыхательной недостаточности, при отравлении угарным газом, цианидами, при шоке, коллапсе);

3)подострую (она формируется в течение нескольких часов при попадании в организм метгемоглобинообразователей, таких как нитраты, бензол, а в ряде случаев в результате медленно нарастающей дыхательной или сердечной недостаточности;

4)хроническую гипоксию, которая возникает при дыхательной и сердечной недостаточности и других формах патологии, а также при хронической анемии, пребывании в шахтах, колодцах, при работе в водолазных и защитных костюмах.
Эффекты дозированной гипоксии:

-Уменьшение чувствительности организма к ионизирующей радиации;

-Уменьшение токсических эффектов цитостатиков (группа противоопухолевых препаратов);

-Уменьшение побочных эффектов рентгено-контрастных веществ, глюкокортикоидов;

-Ослабление действия галлюциногенов и судорожных веществ.
Дозированная гипоксия при беременности:

-Коррекция фето-плацентарной недостаточности (возникновение нарушений как со стороны плаценты, так и со стороны плода вследствие заболеваний и акушерских осложнений);

-Профилактика гипотрофии плода;

-Ускорение созревания плода;

-Увеличение поверхности и веса плаценты, емкости её капиллярной сети;

-Рост объемной скорости маточно-плацентарного кровотока;

-Ускорение созревания ферментных систем печени;

-Быстрая замена HbF и HbA.
Метаболические нарушения обусловливают изменение нарушения функций органов и систем:
Высшая нервная деятельность:

-Снижение критики;

-Ощущение дискомфорта;

-Дискоординация движений;

-Нарушение логики мышления;

-Расстройства сознания;

-«Бульбарные расстройства»;
Система кровообращения:

-Снижение сердечного выброса;

-Коронарная недостаточность;

-Аритмии;

-Гипертензивные реакции;

-Расстройства микроциркуляции;
Внешнее дыхание:

-Нарушение вентиляции, диффузии, перфузии;

-Острая дыхательная недостаточность;
Система пищеварения:

-Расстройство аппетита;

-Снижение секреторной и моторной функции желудка и кишечника;

-Язвы, эрозии слизистой оболочки;
Почки:

-Острая почечная недостаточность;
Печень:

-Острая печеночная недостаточность.
Проявления гипоксии зависят от конкретной причины возникновения (пример: цвет кожи при отравлении угарным газом ярко-розовый, окислителями — землистый, при дыхательной недостаточности — синюшный) и возраста (пример: гипоксия у плода и взрослого человека). Наиболее общими признаками являются следующие:

При острой гипоксии:

-Увеличение частоты и глубины дыхания, возникновение одышки;

-Увеличение частоты сердечных сокращений;

-Нарушение функции органов и систем.

При хронической гипоксии:

-Стимуляция эритропоэза с развитием эритроцитоза;

-Нарушение функции органов и систем.


Гипероксия
Гипероксия (от греч. hyper — много, избыток и лат. oxygenium — кислород) — состояние, возникающее в результате избыточного поступления в организм или отдельную его часть кислорода и приводящее к развитию комплекса физиологических или патогенетических реакций в тканях. Гипероксия может произойти при использовании кислородных аппаратов, регенеративных аппаратов, при использовании для дыхания искусственных газовых смесей, во время проведения кислородной рекомпрессии, а также вследствие превышения лечебных доз в процессе оксигенобаротерапии.
Упрощённая схема транспорта кислорода и углекислого газа в организме при нормальных условиях выглядит следующим образом: во время вдоха кислород проникает через альвеолярную лёгочную мембрану и связывается с гемоглобином красных клеток крови — эритроцитов. Эритроциты доставляют кислород к тканям. Там гемоглобин, восстанавливаясь, отдаёт кислород и присоединяет углекислый газ. Возвращаясь в лёгкие, гемоглобин вновь окисляется и отдаёт углекислый газ, который удаляется из организма с выдохом.
Растворимость кислорода в крови пропорциональна его парциальному давлению в дыхательной смеси (закон Генри). При повышении абсолютного давления дыхательной смеси и увеличении содержания в ней кислорода транспорт кислорода будет осуществляться не только гемоглобином, но и за счёт растворения кислорода в плазме крови.
Избыток кислорода вызывает увеличение количества окисленного гемоглобина и снижение количества восстановленного гемоглобина. Именно восстановленный гемоглобин осуществляет транспорт углекислого газа, а снижение его содержания в крови приведёт к задержке углекислого газа в тканях — гиперкапнии. Проявляется гиперкапния в виде одышки, покраснения лица, головной боли, судорог и, наконец, — потере сознания.
При избытке кислорода изменяется и его метаболизм в тканях. Основной путь утилизации O2 в клетках различных тканей — четырёхэлектронное восстановление его с образованием воды при участии клеточного фермента — цитохромоксидазы. В то же время небольшая часть молекул кислорода (1—2 %) претерпевает одно-, дву- и трёхэлектронное восстановление, когда образуются промежуточные продукты и свободнорадикальные формы кислорода. Свободнорадикальные метаболиты обладают высокой активностью, действуя в качестве окислителей, повреждающих биологические мембраны. Липиды — основной компонент биологических мембран — представляют собой чрезвычайно легко окисляющиеся соединения. Свободнорадикальное окисление липидов часто становится разветвлённой цепной реакцией, склонной к самостоятельному поддержанию даже после нормализации содержания кислорода в организме. Многие продукты этой реакции сами являются высокотоксичными соединениями и способны повреждать биологические мембраны.
Из вышесказанного следует, что избыток кислорода в организме приводит к значительным нарушениям в транспорте газов и повреждению мембран клеток различных органов и тканей. Известно, что не существует скрытого периода при отравлении кислородом, так как биохимические нарушения начинаются сразу же с увеличением его парциального давления в дыхательной смеси. Кислородную интоксикацию усиливает тяжёлая физическая работа, переохлаждение, перегревание, содержание вредных газообразных примесей в дыхательной смеси, накопление углекислоты в организме, повышенная индивидуальная чувствительность.
Клинически различают три стадии этого процесса (Черешнев В.А., Юшков Б.Г., 2001):

I стадия – учащение дыхания и сердцебиения, повышение артериаль­ного давления, расширение зрачков, усиление активности с отдельными по­дергиваниями мышц.

II стадия – стадия судорог, похожих на эпилептические с клоническими и тоническими проявлениями.
III стадия – терминальная – ослабление судорог с расстройством ды­хания, которое переходит на отдельные вдохи. Смерть наступает от парали­ча дыхательного центра.

Отравление кислородом разделяют по преобладанию проявлений на три формы: лёгочную, судорожную и сосудистую.
-Легочная форма:

Возникает при относительно длительном дыхании смесью, с парциальным давлением кислорода 1,3−1,6 бар и более. Она характеризуется преимущественным поражением дыхательных путей и лёгких. Сначала проявляется сухость в горле, отёк слизистой оболочки носа с появлением чувства «заложенности». Затем появляется усиливающийся кашель, сопровождающийся чувством жжения за грудиной. Все это происходит на фоне повышения температуры тела. При нарастании степени отравления могут развиться кровоизлияния в сердце, печень, лёгкие, кишечник, головной и спинной мозг. После прекращения вдыхания избыточно обогащенной кислородом смеси интенсивность симптомов снижается в течение 2−4 ч, и окончательно они исчезают в течение 2−4 суток.
-Судорожная форма:

Возникает при парциальном давлении кислорода в дыхательной смеси 2,5−3 бар и характеризуется преимущественным поражением центральной нервной системы. На фоне нарастающей бледности и потливости возникает сонливость, нарушение зрения, безучастность или эйфорическое возбуждение. При нарастании степени отравления возникает оглушение, сильная рвота, тик мимических мышц и наконец потеря сознания и судороги. Во время повторных приступов судорог может наступить смерть от остановки дыхания. Если приступ разовьётся под водой — велик риск утопления. Если дыхание избыточным потоком кислорода прекращено, судороги прекращаются в течение нескольких минут и сознание возвращается. После восстановления сознания пострадавший может проспать несколько часов, как после приступа эпилепсии. Судорожный приступ не оставляет остаточных явлений.
-Сосудистая форма:

Наблюдается при парциальном давлении кислорода выше 3 бар. При этой форме отравления происходит внезапное расширение кровеносных сосудов, резкое падение артериального давления и сердечной деятельности. Часто появляются многочисленные кровоизлияния в кожу и слизистые оболочки. Подобные кровоизлияния могут быть и во внутренних органах. Во время резкого падения артериального давления может наступить смерть от остановки сердечной деятельности.
Первая помощь при появлении признаков кислородного отравления заключается в скорейшем прекращении вдыхания обогащенной кислородом смеси и переключении на воздух. В течение суток пострадавший должен находиться в теплом, затемнённом, хорошо вентилируемом помещении с соблюдением охранительного режима. При тяжёлых случаях отравления необходима специализированная медицинская помощь.

Гипербарическая оксигенация
Гипербарическая оксигенация (ГБО) — это метод применения кислорода под высоким давлением в лечебных целях. Проводится в гипербарических барокамерах.

Гипербарическая оксигенация приводит к увеличению артериального давления кислорода в жидких средах организма (плазме, лимфе, межтканевой жидкости и др.). Следовательно, происходит увеличение их кислородной емкости и повышением диффузии кислорода в гипоксические участки тканей. Регулируя давление кислорода во вдыхаемой газовой смеси можно дозировано повысить его сосредоточение во внутренних средах организма. Повышение альвеолярного давления активизирует рост артериального и приводит к резкому увеличению количества растворенного в плазме кислорода. Его подъем совершается соразмерно увеличению давления в барокамере.
Возможность повышения кислородной емкости крови разрешает применять гипербарическую оксигенацию при анемической (массивная кровопотеря) и токсической (отравления с образованием карбокси -, мет- и сульфгемоглобина) формах острой гемической гипоксии.
Изменение ряда жизненно важных функций организма является следствием влияния терапевтических режимов оксигенации: дыхание уряжается и углубляется, отмечается брадикардия, сердечный выброс и органный кровоток уменьшаются, периферическое сосудистое сопротивление увеличивается и т.д.
При ряде форм дыхательной недостаточности сжатый воздух может быть более действенным, чем чистый кислород. Гиперкапния при этом, как правило, не нарастает, а наличие азота в альвеолах в какой-то степени предупреждает (или приостанавливает) кислородное повреждение легких, в частности развитие ателектазов.
Главные показания к использованию гипербарической оксигенации являются: отек мозга; острая и хроническая кислородная недостаточность; вспомогательная значимость при видах лечения:
1)потенцирование антибластического действия алкилирующих препаратов;

2) в комплексе с лучевой терапией для усиления радио чувствительности злокачественных опухолей;

3)при экстракорпоральном кровообращении для повышения результативности и безопасности метода и др.
Также к показаниям можно отнести респираторную недостаточность в условиях стойкой артериальной гипоксемии; веноартериальный шунт при врожденных пороках сердца; комплекс интенсивной терапии:
- ишемические заболевания сердца, почек, печени, мозга, мягких тканей;

- острая сердечная недостаточность;

- некоторые формы шока и др.

Одноместные камеры разделяют на камеры для взрослых, новорожденных и детей до 1 года, а также для лучевой терапии онкологических больных. Различают как передвижные (устанавливаемые в машинах скорой помощи),переносные (используемые в полевых условиях) ,так и стационарные одноместные барокамеры. Многоместные барокамеры состоят из двух или более отсеков, один из которых играет роль шлюза и может быть использован для входа и выхода из камеры во время сеанса гипербарической оксигенации и при проведении спасательных работ. Газовой средой многоместной барокамеры, как правило, является воздух.
Если замечены первые признаки кислородного отравления, то необходимо произвести декомпрессию и переключить пострадавшего на дыхание воздухом. Если это возможно, то перевод пострадавшего на дыхание воздухом должен быть проведен еще до снижения давления. Хроническая кислородная интоксикация возможна при длительном, иногда повторном, воздействии небольших давлений кислорода. Ведущими при этом являются изменения легких - легочная форма интоксикации.
Виды осложнений при гипербарической оксигенации
1.Функциональные расстройства евстахиевой трубы и среднего уха:

- I степень - заложенность ушей;

- II степень - незначительные боли в ушах;

- III степень - заложенность и сильные боли в ушах.
2.Обострение хронических заболеваний и состояние после перенесенных операций:

- двигательное беспокойство;

- головокружение;- дискомфорт;- боли в области сердца;

- боли в конечностях;

- боли в послеоперационной ране;

- рвота;

- головная боль;

- подъем АД более 170 мм. рт. ст.
3.Патологическое воздействие гипербарооксигенации:

- усиление, возобновление кровотечения;

- эпилептиформный припадок;

- кислородная интоксикация;

- бароотит;

- клаустрофобия.
Проведение согласованной с профильным отделением корригирующей дифференцированной терапии позволяет в большинстве случаев избежать функциональных расстройств в ходе гипербарической оксигенации.
Противопоказания для работы в ситуациях повышенного давления кислорода:

Противопоказаниями к допуску к работе при обследовании являются органические поражения ЦНС, эпилепсия, психические заболевания и расстройства: психопатия, клаустрофобия, неврозы и невриты, а также остаточные явлений закрытых травм головного мозга. Не остается без внимания и общее состояние, влияние заболевания на основную работу в обычных условиях, а также частота обострений в течение года. Также противопоказанием служит любое заболевание глаз, ведущее к стойкому нарушению функции зрения при изменении давления в барокамере. Это касается лиц с повышенным внутриглазным давлением, отслойкой сетчатки глаза и при остроте зрения ниже 0,5. Допуск к работам в барокамере лиц со сниженной остротой зрения осуществляется с учетом характера работы, уровня освещенности рабочего места и величиной давления. При изучении внутренних органов внимание уделяется перенесенным заболеваниям органов кровообращения, дыхания, пищеварения. Выявление в бронхах полостей бронхоэктазий с деформацией бронхов, приводящих в условиях повышенного давления к возникновению баротравмы легких является особенно важным. Заключение о допуске к работе лиц с повышенным АД выносится после 1-2 месяцев наблюдения за колебаниями давления в процессе работы в барокамере.
Основными противопоказаниями являются органические болезни сердца, не зависимо от степени компенсации, а также гипертоническая болезнь и сосудистая гипотония. Очень серьезно принимается решение о допуске лиц, страдающих язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки; во всех случаях учитываются не только данные рентгенологического исследования, но и общее состояние и продолжительность периодов между обострениями. Отбор специалистов проходит на основе исследования барофункции уха длинным манометром, продувкой баллоном, катетеризацией уха и отоскопированием во время глотания. Оценка степени барофункции уха после проведения пробной компрессии определяется по состоянию барабанной перепонки.
При отборе специалистов особое внимание обращается на наличие хронического лимфаденита, распространенное варикозное расширение вен, грыжи. При наличии грыж вопрос о допуске может быть решен только после хирургического лечения. Тяжелые формы геморроя с частыми кровотечениями, с явлениями выпадения слизистой прямой кишки и геморроидальных узлов является абсолютным противопоказанием к работе.
У женщин абсолютными противопоказаниями являются дисменорея и беременность.
Из приведенных данных следует, что большинство наблюдаемых осложнений могут быть прогнозированы и предупреждены. Особое внимание следует уделять технике проведения первых сеансов, в ходе которых тестировать особенности барофункции евстахиевых труб, реакций на гипербарическую оксигенацию, гемодинамику и дыхание. Важно также проведение пред сеансовой медикаментозной терапии, направленной на устранение имеющихся функциональных сдвигов, а также специальный отбор и подготовка персонала для работы под повышенным давлением кислорода. Работа врачей из разных отделений позволяет составить рациональную программу индивидуальной пред сеансовой подготовки для каждого больного. Такой подход к проблеме разрешает снизить перечень противопоказаний.

Список литературы
1)Большая медицинская энциклопедия - М.:Медицина, 1977 г.

2)Румянцев Г.И., Вишневская Е.П., Козлова Т.А.Общая гигиена - М.:Медицина, 1985 г.

3)Гончар Д.И. Осложнения гипербаротерапии и их профилактика//Анестезиология и реаниматология, 1993г., N3, с. 48-50.

4)Вторичная тканевая гипоксия, Под.ред. Колочинской А. З., Киев, 1983

5)Гипоксии. Адаптация, патогенез, клиника. С.-П., 2000

6)Гольдберг Е.Д., Гольдберг А.М., Дыгай А.М., Зюзьков Г.Н., Гипоксия и система крови, Издательство Томского университета, 20065. Основы физиологии человека (ред. Б.И.Ткаченко). С-Пб., 1994.

7)Физиология человека (Ред. В.М.Покровский, Г.Ф.Коротько). М., Медицина, 2008.

8)Гипоксия. Адаптация, патогенез, клиника. Под общ. ред. Ю. Л. Шевченко. – СПб, ООО «Элби-СПБ», 2000, 384 с.