Гипоксия, сатурация, коронавирус, COVID-19 – сегодня сложно найти человека, который бы не знал эти слова и не использовал бы их регулярно в своей речи. Но понятие «гипоксии» на самом деле шире, чем это может показаться обывателю, все мы наверняка сталкивались с ней и до пандемии коронавирусной инфекции.
MedAboutMe рассказывает, что такое гипоксия и каковы ее особенности при COVID-19.
Что такое гипоксия?
Гипоксией называют состояние, при котором ткани организма получают недостаточно кислорода или есть сложности с его усвоением. По словам врачей, практически все патологические процессы так или иначе сопровождаются гипоксией. Острый дефицит кислорода наблюдается при травмах, инсультах, многих инфекционных заболеваниях, отравлениях и при различных экстремальных состояниях организма.
Основные типы гипоксии
В зависимости от болезни или состояния, которое привело к гипоксии, врачи выделяют следующие основные ее типы:
- Дыхательный тип
Он же – легочный тип гипоксии. Развивается при болезнях легких (и это, например, COVID-19), а также при сбоях работы дыхательного центра (например, при отравлениях или при гипоксии продолговатого мозга).
- Сердечно-сосудистый тип
Он же – циркуляторный тип гипоксии. Болезни сердца и сосудов приводят к ухудшению их работы: уменьшается объём сердечного выброса, замедляется ток крови в сосудах. К этому же типу относится ситуации, при которых нарушается диффузия кислорода сквозь стенки сосудов.
- Кровяной тип
Эта разновидность гипоксии развивается при проблемах с кровью: анемия (уменьшение гемоглобина, который переносит кислород), гиперкапния – отравление углекислым газом (то есть образование карбоксигемоглобина, инактивирующего гемоглобин). Причиной также может быть гиповолемия (уменьшения объёма крови из-за кровопотери или при обезвоживании).
- Тканевой тип
При этом типа гипоксии, который также называют гистотоксическим, происходит нарушение внутриклеточных окислительно-восстановительных процессов. Причины – отравление токсинами, ядами, а также авитаминоз.
- Смешанный тип
Данная разновидность гипоксии наблюдается чаще всего и затрагивает сразу несколько систем органов.
Отдельно следует сказать о гипобарической гипоксии, которая угрожает людям, поднимающимся на большую высоту. Давление кислорода в разряженном воздухе снижено, поэтому организм начинает быстро страдать от его нехватки. При острой гипобарической гипоксии смерть наступает через 30-40 минут.
Как развивается гипоксия: основные механизмы
Сейчас, когда слова «гипоксия» и «сатурация» знают даже бабушки у подъезда, сложилось общее впечатление, что собственно гипоксия – это когда не хватает кислорода. Однако бывает так, что кислород – есть, и в крови он – есть, а у человека все равно – гипоксия. Разберемся, какие бывают виды гипоксии в зависимости от механизма ее развития:
- Гипоксемия
Это артериальная гипоксемия или гипоксическая гипоксия. Это медицинское «масло масляное» означает, что кислорода не хватает в артериальной крови. В результате гемоглобин, который транспортирует кислород с кровью и которого в этой ситуации достаточно, насыщается не полностью.
- Гемическая гипоксия
Она же – анемическая гипоксия. Причина – недостаток гемоглобина или его неспособность связывать кислород. Как было сказано выше, такая ситуация развивается, например, из-за отравления CO2, который образует более прочный карбоксигемоглобин. Другой вариант – при отравлении парацетамолом, марганцовкой или удобрением селитрой. При этом образуется другое вещество – метгемоглобин, который тоже не может переносить кислород.
- Циркуляторная гипоксия
Иначе – застойная гипоксия. Это состояние развивается, если кислорода в крови достаточно, но к тканям он в полном объёме не доходит. Выделяют ишемическую гипоксию (из-за нарушений работы сосудов) и застойную (из-за замедления тока крови).
- Тканевая гипоксия
По аналогии с упомянутыми выше разновидностями гипоксии по патологиям, ее также называют гистотоксической гипоксией. При этом кислород в крови есть, до тканей и органов он доходит, но клетки по тем или иным причинам не способны его использовать. Такая ситуация развивается при отравлении цианидами, например. Характерная черта такой гипоксии – артериальная и венозная кровь перестают различаться по содержанию кислорода.
Симптомы острой гипоксии
В перечень характерных проявлений острой гипоксии входят:
- одышка,
- тахикардия (учащение сердцебиения),
- головная боль,
- цианоз (синеватая окраска кожи),
- тошнота и рвота,
- расстройства психики,
- нарушения зрения и слуха.
При гипоксии развивается довольно характерное дыхание — тахипноэ, то есть поверхностное, частое. Врачи указывают на признаки гиповентиляции: выдох становится более длинным, дыхание – более слабым.
На начальных этапах гипоксии развивается ацидоз (повышение кислотности), возрастает выброс нейромедиаторов – развивается возбуждение. Но после этого возникают нарушения работы нейронов и окружающей их глии, из-за ацидоза возрастает проницаемость стенок сосудов и из клеток начинает выходить вода – возникает межклеточный отек. При этом идет разрушение мембран нейронов агрессивными радикалами, которые высвобождаются в результате перекисного окисления липидов. На смену возбуждения приходит торможение, сонливость, расстройство координации движений, могут начаться головные боли.
Об уровне кислорода в крови говорит показатель сатурации, точнее – периферическая кислорода сатурация, то есть насыщение артериальной крови кислородом. В норме это 95-100%. Для справки: сатурация венозной крови в норме 75%. Разница между показателями – это израсходованный организмом кислород.
Сатурацию можно измерить с помощью самых популярных медицинских гаджетов 2020-2021 гг. Работа пульсоксиметра, который надевается на палец, основана на просвечивании инфракрасным лучом концевой фаланги пальца и оценке разницы поглощения световых волн в области капилляров. На работу пульсоксиметра могут влиять следующие факторы:
- Грязь на пальцах.
- Лак на ногтях.
- Пигментные пятна на пальцах.
- Датчик, поднятый выше уровня сердца.
Гипоксия при коронавирусной инфекции
«Гипоксия» вошла в перечень самых употребимых слов во время пандемии COVID-19. Врачи связывали ее развитие с острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС) — тяжелым осложнением коронавирусной инфекции.
При ОРДС воспаление, спровоцированное вирусом, приводит к массированному выбросу цитокинов и других провоспалительных веществ. Эти вещества активируют макрофаги в альвеолах и нейтрофилы, которые циркулируют в крови. Нейтрофилы повреждают эндотелий (внутренний слой стенок) капилляров и эпителий легочных пузырьков – альвеол. При этом развивается повреждение альвеолярно-капиллярного барьера, и в паренхиму легких и в воздушное пространство альвеол начинает поступать экссудат, их буквально затапливает. На этом момент газообмен в пораженных участках становится невозможным – развивается гипоксия.
Параллельно страдают клетки-альвеолоциты, которые занимаются выработкой сурфактанта – вещества, не дающего спадаться альвеолам. Из-за его нехватки альвеолы спадаются, растяжимость легких падает, мелкие сосуды легких спазмируются на фоне нехватки кислорода и забиваются тромбами.
Однако в августе 2020 года была опубликована статья ученых из Icahn School of Medicine at Mount Sinai, которые сообщали, что механизм развития гипоксии при COVID-19 довольно сильно отличается от развития классического острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). В частности, они обнаружили, что кровеносные сосуды легких при COVID-19 вовсе не сужаются, а напротив, расширяются до аномальных размеров. И это происходит на фоне такого же поражения альвеол, как при ОРДС.
В июне 2021 года канадские ученые из University of Alberta в своей статье в журнале Reports Stem Cell назвали еще один механизм развития гипоксемии при COVID-19. Оказалось, что в крови у людей с коронавирусной инфекцией обнаруживается большое количество незрелых эритроцитов – до 60% вместо 1% в норме. И эти незрелые эритроциты, в отличие от взрослых форм, имеют рецепторы ACE2 и крайне уязвимы перед SARS-CoV-2 – вирус разрушает их. Восполнить их организм не успевает, что приводит к уменьшению их количества и сокращению объёмов переносимого ими кислорода.
В мае 2021 года ученые из University of Washington опубликовали в журнале Influenza and Other Respiratory Viruses статью, где указывали, что сатурация и частота дыхания являются наиболее точными прогнозными маркерами смертности пациентов с тяжелыми формами COVID-19 при их госпитализации. Так, пациенты, поступившие в больницу с гипоксемией в 1,8-4 раза чаще умирали, чем больные с нормальным уровнем кислорода в крови. Аналогично риск смерти у пациентов с тахипноэ был в 1,9-3,2 раза выше, чем у больных с нормальной частотой дыхания. Остальные клинические признаки – температура, пульс, давление – не были связаны с риском летального исхода.
«Счастливая» гипоксемия при COVID-19
Во время пандемии COVID-19 довольно быстро стало ясно, что новая разновидность атипичной пневмонии преподнесет немало «сюрпризов» врачам и пациентам. И такой неожиданностью для всех оказалась так называемая «счастливая» (тихая, бессимптомная) гипоксия.
Как известно, у здорового человека сатурация (насыщение крови кислородом) составляет не менее 95%. Падение этого показателя до 93% приводит к появлению первых признаков нехватки кислорода, а 92% и ниже – повод вызывать скорую. И тут обнаружилась странная вещь: некоторые пациенты с сатурацией 70-80% и даже 50% не ощущали при этом ни малейшего дискомфорта, хотя по всем показателям их организм находился в критическом состоянии острой нехватки кислорода. Такие больные хорошо чувствовали себя, разговаривали и даже могли дышать полной грудью, но потом резко «ухудшались», в считанные часы оказываясь в палате реанимации на аппарате ИВЛ. Выглядело это так, словно организм забывал, что с ним происходит, а потом вспоминал, как надо себя вести — и «включал» все симптомы разом.
В июле 2020 года группа американских ученых опубликовала в журнале American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine возможное объяснение парадокса тихой гипоксии. По словам исследователей, важно, как мозг человека реагирует на низкий уровень кислорода в крови. У пациентов с тихой гипоксией мозг не реагирует, пока уровень кислорода не упадет настолько низко, что это становится опасным для жизни. Еще один важный фактор: у более чем половины таких пациентов уровень углекислого газа в крови тоже был очень низок, что снижало остроту влияния дефицита кислорода.
Ученые из Washington State University College of Nursing Associate в своей статье, опубликованной в мае 2021 года в журнале Frontiers in Medicine, советуют при скрининге на COVID-19 пожилых людей ориентироваться не на температуру тела, а именно на сатурацию, измеряемую при помощи пульсоксиметров.
Температура тела у пожилых людей часто бывает на нижней границе нормы, и ее повышение может остаться незамеченным. Так, у более чем 30% пожилых людей с тяжелыми инфекциями вообще не поднимается температура или остается в пределах субфебрильной. Другие симптомы – усталость, боли в суставах, даже нарушения обоняния – могут быть списаны на возраст. Наконец, как было сказано выше, иногда развивается бессимптомная гипоксия – без одышки, без тахикардии, но с очень низкими показателями сатурации. И в этом случае верить надо только пульсоксиметру.
Выводы
- Разобравшись, что такое гипоксия, осталось обзавестись пульсоксиметром, если вы этого еще не сделали. В наше время этот гаджет лучше иметь дома под рукой.
- Механизм развития гипоксии у пациентов с COVID-19 остается до конца непонятным, что существенно осложняет лечение. Исследования в данной области продолжаются.
