9789289055116-rus.pdf - World Health Organization
Гипоксемия и гипоксия Уменьшение доставки кислорода и нарушение его использования клеткой происходят при различных обстоятельствах. Если гипоксию не удается своевременно диагностировать, то это приводит к нарушению функций органов и смерти. 2.1 Определения Гипоксемия – это недостаточное насыщение крови кислородом (низкая сатурация). Гипоксия – это недостаточное для нормального функционирования клеток и органов содержание кислорода в тканях. Гипоксия является следствием гипоксемии. Гипоксемия часто наблюдается при таких заболеваниях, как инфекционные заболевания нижних дыхательных путей (тяжелое течение пневмонии или бронхиолит), обструкция верхних дыхательных путей, тяжелая форма бронхиальной астмы, заболевания периода новорожденности, такие как асфиксия при родах, респираторный дистресс-синдром; тяжелый сепсис, сердечная недостаточность, остановка сердца, травма, отравление угарным газом, ургентные акушерские и послеоперационные состояния. Поскольку все органы и ткани человеческого тела нуждаются в кислороде, кислородное голодание может приводить к серьезным неблагоприятным последствиям для клеток, участвующих в важных биологических процессах. Отсутствие кислорода быстро приводит к нарушению функции систем органов и смерти. Таким образом, гипоксемия является угрожающим жизни состоянием, которое требует ранней диагностики и лечения. Насыщение артериальной крови кислородом обозначается как SaO2, если оно определяется при помощи анализатора газов крови, и как SpO2, если оно определяется путем пульсоксиметрии (подробнее см. раздел 2). Нормальный диапазон SpO2 на уровне моря составляет 97–99%, причем нижняя граница нормы (среднее значение минус 2 стандартных отклонения) составляет 94% (5). С увеличением высоты парциальное давление кислорода (PaO2) снижается, поэтому у детей, живущих на большой высоте (высокогорные районы) процент насыщения крови кислородом ниже. (см. рисунок 1 с комментарием). Количество используемого кислорода меняется в зависимости от порогового значения, при котором диагностирована гипоксемия и начата оксигенотерапия. В одной больнице было обнаружено, что у 13% детей с пневмонией гипоксемия наблюдалась при SpO2<85%, у 26% – при SpO2<90%, и у 44% – при SpO2<93% (6). На практике пороговое значение, при котором дается кислород, чаще всего составляет SpO2<90%, что совпадает с плоской частью кривой диссоциации оксигемоглобина (рисунок 2) и представляет собой безопасную погрешность там, где есть достаточные запасы кислорода. Небольшое уменьшение SpO2ниже 90% может соответствовать опасному падению PaO2 (восходящая часть кривой). Наиболее важный аспект заключается в том, что после снижения показаний SpO2 менее 90%, парциальное давление кислорода в крови стремительно падает, и уменьшается доставка кислорода к тканям, что может привести к остановке сердца. Некоторые состояния требуют начала оксигенотерапии при более высоких пороговых значениях, чем 90% SpO2. К таким состояниям можно отнести серьезное нарушение транспорта кислорода из легких к тканям организма, и высокую чувствительность жизненно важных органов к низкому уровню кислорода в крови. Примером может послужить тяжелая анемия (при которой гемоглобин имеет нормальную сатурацию, но переносит мало кислорода из-за низкого содержания гемоглобина), тяжелая сердечная недостаточность, тяжелый сепсис, черепно-мозговая травма у тяжелобольных детей с угрожающи- 5 Кислород транспортируется кровью в двух формах: физически растворенным в плазме (2%) и химически связанным с молекулой гемоглобина в эритроцитах (98%). Объемная концентрация кислорода в крови (c O2) представляет сумму обеих его форм (растворенной в плазме и связанной с гемоглобином) и выражается в объемных процентах (об.%) или мл O2/100 мл крови. Для определения количества растворенного в плазме кислорода измеряют напряжение кислорода в артериальной крови или парциальное давление кислорода (PaO2, в м.рт.ст. или в Кпа). PaO2 отражает содержание только тех молекул кислорода, которые растворены в плазме крови, а не тех, которые связаны с гемоглобином; однако так как между растворенными в плазме и связанными с гемоглобином молекулами кислорода наблюдается динамическое равновесие, сатурация кислорода может быть вычислена по PaO2. Взаимосвязь между парциальным давлением кислорода в артериальной крови (РаО2) и сатурацией отражается в кривой диссоциации оксигемоглобина (см. рисунок 2 с комментарием). “Золотым стандартом” определения парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2) и расчета насыщения крови кислородом является анализ газового состава крови. Этот метод, однако, является инвазивным, болезненным и причиняющим пациенту беспокойство, кроме того, аппараты и реактивы для выполнения этого анализа стоят очень дорого. Таким образом, анализ газового состава крови не подходит для большинства районных больниц в экономически развивающихся странах. Основным переносчиком кислорода в крови является гемоглобин, и каждая молекула гемоглобина может переносить 4 молекулы кислорода. Сатурация кислорода (SрO2) означает насыщение кислородом гемоглобина, или более точно, это процентное соотношение оксигемоглобина ко всему гемоглобину. При определении насыщения артериальной крови кислородом с помощью анализатора газов крови, сатурация обозначается SaO2, а при проведении неинвазивной пульсоксиметрии – SpO2 (см. раздел 2). Таким образом, сатурация кислорода (SpO2) взаимосвязана с парциальным давлением (РаО2) и используется в данном руководстве для определения гипоксемии (см. рисунок 2). Снижение сатурации кислородом напрямую взаимосвязано со снижением кислорода в крови и может быть определена по графику (рисунок 2). 0 1000 2000 3000 4000 Исследуемая высота (метры) SpO2 100 95 90 85 80 75 Cредняя SpO2 Порог гипоксемии Размер кругов пропорционален разбросу SpO2 Рисунок 1. Порог гипоксемии на разных высотах 2. ГИПОКСЕМИЯ И ГИПОКСИЯ ми жизни симптомами. В таких случаях, особенно в фазу реанимации, оксигенотерапия необходима при SpO2<94%. ОКСИГЕНОТЕРАПИЯ У ДЕТЕЙ 6 Кривая диссоциации оксигемоглобина Кривая диссоциации оксигемоглобина математически приравнивает процент насыщения кислородом гемоглобина (SpO2 или SaO2) к PaO2 в крови. Количество молекул кислорода, растворенных в плазме, определяет (вместе с другими факторами), сколько молекул свяжется с гемоглобином. При высоком уровне PaO2 (то есть в легких) кислород будет связываться с гемоглобином. В тканях, лишенных кислорода, PaO2 будет уменьшаться (растворенный кислород перемещается из крови в ткани) и, следовательно, гемоглобин высвобождает кислород. Однако тенденция гемоглобина связываться с кислородом не является линейной. Каждая молекула гемоглобина может переносить 4 молекулы кислорода, и тенденция присоединять молекулы кислорода растет после присоединения первой молекулы. Таким образом, кривая имеет сигмовидную форму. Когда достигается максимально возможное количество присоединенных молекул и гемоглобин насыщается кислородом, происходит небольшое дополнительное присоединение, и кривая выравнивается. Таким образом, при высоком парциальном давлении кислорода относительно большие изменения давления приводят только к небольшим изменениям сатурации кислорода (плоская часть кривой). Однако при сатурации кислорода ниже 90% небольшое падение PaO2 приводит к значительно большим падениям SpO2 (восходящая часть кривой). Важно отметить, что на диссоциацию кислорода также непосредственно влияют изменения температуры, рН и 2,3-дифосфоглицерат. Рисунок 2. Кривая диссоциации оксигемоглобина * ДФГ – 2,3-дифосфоглицерат 0 Парциальное давление кислорода (Pa02) в кПа 2 4 6 8 10 12 14 Насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом (SaO2/SpO2) 100 80 60 40 20 0 pH ДФГ* Темп. Кривая сдвигается влево pH ДФГ Темп. Кривая сдвигается вправо При высоком парциальном давлении кислорода относительно большие изменения давления приводят только к небольшим изменениям сатурации кислорода (плоская часть кривой). Порог для терапии O2 SpO2 < 90% При SpO2 90% небольшое сокращение SpO2 может привести к опасному снижению PaO2 (восходящая часть кривой) 7 2. ГИПОКСЕМИЯ И ГИПОКСИЯ 2.2 Причины гипоксемии у новорожденных В норме у здоровых младенцев в первый час после рождения наблюдается пониженный уровень сатурации кислорода. Для того чтобы сатурация превысила 90%, может потребоваться час или больше. Уровень сатурации у нормального новорожденного в первые часы жизни составляет 88% или больше (7). Поэтому кислородотерапия должна помочь достичь этого уровня. Гипоксемия у новорожденных может возникнуть вследствие нескольких причин: респираторный дистресс-синдром, асфиксия в родах и транзиторное тахипноэ новорожденных. Пневмония также является очень распространенной причиной гипоксемии (8). Новорожденные, состояние которых отягощено недоношенностью, сепсисом, судорогами или гипогликемией, также имеют склонность к возникновению апноэ. Апноэ и гиповентиляция могут возникнуть у здоровых детей с низкой массой тела при рождении (меньше 1,5 кг или родившихся раньше 32-й недели беременности) из-за незрелости дыхательного центра (апноэ недоношенных). Апноэ может привести к гипоксемии и замедлению сердечных сокращений (брадикардия), что в дальнейшем приведет к уменьшению доставки кислорода в ткани. 2.3 Причины гипоксемии у детей 2.3.1 Острые респираторные инфекции Гипоксемия серьезно повышает риск смерти, будучи осложнением острых инфекций нижних дыхательных путей: пневмонии и бронхиолита. В развивающихся странах эти инфекции ответственны за большинство случаев гипоксемии у детей. В систематическом обзоре исследований, проведенных на более чем 20 000 детей с острой пневмонией или другими острыми инфекционными заболеваниями нижних дыхательных путей, средняя распространенность гипоксемии у детей с тяжелыми и очень тяжелыми пневмониями (клиническая классификация ВОЗ) составила 13% (9–38%) (3). С учетом того, что приблизительно 14 миллионов детей каждый год заболевает тяжелой или очень тяжелой пневмонией (2), это соответствует 1,86 миллиона случаев пневмонии с гипоксемией ежегодно. В целом, встречаемость гипоксемии выше в больницах широкого профиля (некоторые показатели превышают 50% для детей с тяжелой пневмонией), чем в центрах первичной медико-санитарной помощи, так как туда обращается больше тяжелобольных детей. Гипоксемия также чаще встречается на высоте, у молодых людей и, по-видимому, в определенных географических регионах. Наиболее частыми возбудителями пневмонии у детей являются бактерии (Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae) и вирусы (респираторно-синцитиальный вирус, вирус гриппа). Другие патогенные микроорганизмы распространены среди определенных групп высокого риска, таких как истощенные дети, новорожденные и дети с ВИЧ-инфекцией, которые могут быть инфицированы такими микроорганизмами, как Staphylococcus aureus, кишечные Грамотрицательные палочки, такие как Escherichia coli и бактерии рода Klebsiella, Pneumocystis jiroveci (ранее называвшийся pneumocystis carinii) и Mycobacterium tuberculosis. Гипоксемия может являться осложнением пневмонии из-за одного из этих распространенных патогенных микроорганизмов, в зависимости от тяжести заболевания и его стадии. Вспышки гриппа потенциально опасны, и для эффективной борьбы с эпидемией во всех странах необходимо наличие эффективных систем кислородотерапии. 2.3.2 Другие причины гипоксемии Гипоксемия также возникает у некоторых детей с другими заболеваниями, такими как обострение бронхиальной астмы, менингит и сепсис, но это случается реже, чем у детей с острыми инфекционными заболеваниями нижних дыхательных путей. Астма стано- ОКСИГЕНОТЕРАПИЯ У ДЕТЕЙ 8 вится все более и более серьезной глобальной проблемой, особенно в местах с быстрой урбанизацией и среди людей среднего класса. В одном исследовании у 13 детей из 51, поступивших в отделение неотложной педиатрии в Индии с астмой, наблюдалась гипоксемия (9). Другими заболеваниями, при которых может наблюдаться гипоксемия, являются сердечная недостаточность, остановка сердца, анемия, отравление угарным газом, травма и неотложные состояния во время операций. Даже те состояния, которые редко осложняются гипоксемией, такие как малярия (3–5% из числа всех госпитализированных имеют гипоксемию), могут представлять существенный вклад в глобальное бремя гипоксемии, потому что они очень распространены (3).