Hiperkapnia

Hiperkapnia Dwutlenek węgla Kluczowe dane Klasyfikacja i zasoby zewnętrzne

ICD - 10	R06.8
CIM - 9	786.09
DiseasesDB	95
Siatka	D006935

Ostrzeżenie medyczne

Hiperkapnia lub hypercarbia jest zjawiskiem, które występuje, gdy ciśnienie cząstkowe w CO 2we krwi tętniczej (PaCO 2) zwykle około 5,3 kPa ± 0,5 (40 mmHg ± 4) staje się zbyt duże; nazywa się to przeciążeniem krwi tętniczej w CO 2.

Przyczyny

Hiperkapnia może wystąpić na dwa różne sposoby:

• przez wdychanie powietrza lub mieszanin wzbogaconych w dwutlenek węgla; w przypadku zanieczyszczenia powietrza CO 2lub w zamkniętej atmosferze, na przykład u osoby zasypanej śniegiem przez lawinę , gdzie skutki hiperkapnii są dodawane do skutków zimna )  itp.  ; nazywa się to wtedy egzogenną hiperkapnią;
• albo przez hipowentylację z powodu:
  • spadek wydajności wymiennika płucnego ( niewydolność oddechowa ),
  • do zmniejszenia wrażliwości ośrodków oddechowych (hipowentylacja pochodzenia toksycznego lub farmakologicznego  itp .). Mówimy wtedy o endogennej hiperkapnii,
  • celowe zmniejszenie częstości oddechów, na przykład podczas treningu hipowentylacji .

W przeciwieństwie do egzogennych hiperkapnii, endogenne hiperkapnie są często związane z hipoksemią .

W kolejnych akapitach zajmiemy się wyłącznie przypadkiem egzogennej hiperkapnii.

Mechanizm

Wzrost PaCO 2(ciśnienie parcjalne CO 2we krwi tętniczej), związane z obecnością dwutlenku węgla w wdychanym powietrzu (PiCO 2, ciśnienie parcjalne CO 2 w powietrzu wdychanym) powoduje spadek pH tętnic (kwasica oddechowa) w wyniku uwolnienia jonów H + zgodnie z następującą reakcją:

CO 2+ H 2 O→ H 2 CO 3→ HCO 3- + H +

Ten wzrost PaCO 2i towarzyszący temu spadek pH tętnic, które są tym ważniejsze, jak PiCO 2jest wysoka, wywoła szereg reakcji fizjologicznych charakterystycznych dla egzogennej hiperkapnii. W przypadku większości funkcji fizjologicznych efekty te są dwufazowe: maksymalne działanie w ciągu pierwszych 24 godzin ekspozycji (ostra hiperkapnia), a następnie mniej lub bardziej znaczące osłabienie tych skutków, w szczególności dzięki zaangażowaniu organizmu, mechanizmom adaptacji do przewlekłej hiperkapnia (ma to miejsce np. w przypadku pH tętniczego, które po kilku dniach przebywania w atmosferze wzbogaconej w dwutlenek węgla i węgiel stopniowo powraca do poziomu zbliżonego do referencyjnego 7,40).

Efekty

Wstępne dane doświadczalne dotyczące skutków przewlekłej egzogennej hiperkapnii uzyskali KE Schaefer i wsp. w 1979 roku w Stanach Zjednoczonych na podstawie eksperymentów na zwierzętach i obserwacji na okrętach podwodnych . Ale są to zasadniczo wyniki uzyskane we Francji przez R. Guillerma i in. podczas długotrwałych eksperymentów zamkniętych, które pozwoliły określić mechanizmy adaptacji człowieka do egzogennej hiperkapnii i na podstawie eksperymentów ustalić dopuszczalne limity CO 2 w zależności od czasu trwania ekspozycji.

Dane pochodzą z narażenia ochotników na dość wysokie wskaźniki: od 0,5 do 4,5% (tj. Ciśnienia parcjalne CO 2 od 0,47 do 4,28 kPa) przez 2 do 30 dni przy ciśnieniu parcjalnym tlenu rzędu 20 kPa.

• Uwaga: obliczenie ciśnień cząstkowych uwzględnia obecność w płucach nasyconej pary wodnej w temperaturze 37  ° C, tj. 6,26 kPa; z tego wynika:

PiCO2 = fraction de CO2 dans l’air inspiré (FiCO2 en %) x (PB - 6,26 kPa)

W syntetyczny sposób:

- do 1% CO 2w wdychanym powietrzu (PiCO 2<0,98 kPa), wpływ CO 2 na wszystkich mierzonych parametrach biofizjologicznych nie są istotne i mieszczą się w granicach dokładności pomiarów (strefa obojętna).

- od 1% do 2% CO 2w wdychanym powietrzu (0,98 kPa <PiCO 2<1,93 kPa) przeciążenie krwi tętniczej CO 2nie przekracza 0,4 kPa (około 3 mmHg), a spadek pHa 0,01u. Przepływ wentylacyjny wzrasta średnio o 15% przy PiCO 20,98 kPa i 45% przy PiCO 21,93 kPa; wzrost ten wynika głównie ze zwiększenia objętości oddechowej, przy niezmienionej częstości oddechów. Wahania innych parametrów biofizjologicznych pozostają dyskretne i tonie w eksperymentalnym szumie tła.

- od 3% do 4% CO 2w wdychanym powietrzu (2,85 kPa <PiCO 2<3,8 kPa), przeciążenie tętnicze CO 2wynosi około 1 kPa i powoduje znaczny spadek pHa rzędu 0,04u. Skutkuje to znaczną stymulacją ośrodków oddechowych, co skutkuje znaczną i uciążliwą hiperwentylacją (+ 130% przy PiCO 23,8 kPa), a także wzrost PaO 2. Przy tych stężeniach hiperwentylacja jest spowodowana jednoczesnym wzrostem objętości oddechowej i częstości oddechów. Oczywiste objawy nietolerancji, takie jak osłabienie, bóle głowy, bóle żołądka, zaburzenia snu i ograniczona wydolność wysiłkowa, są opisywane jako objawy nadpobudliwości mięśnia sercowego. Na koniec należy zauważyć, że efektom hiperkapnii, które są maksymalne w pierwszych godzinach ekspozycji (ostra hiperkapnia), towarzyszy wzrost liczby czerwonych krwinek w stosunku do hemokoncentracji związanej z wielomoczem wodnym w ciągu pierwszych kilku godzin. , 24 godziny ekspozycji; efekty te następnie zmniejszają się dzięki uruchomieniu mechanizmów adaptacyjnych (przewlekła hiperkapnia).

Po 24 godzinach regeneracji pod koniec okresu ekspozycji na dwutlenek węgla, wartości wszystkich zmierzonych parametrów biofizjologicznych wracają do poziomu referencyjnego.

- od 4,5% (PiCO 2= 4,28 kPa) przekroczenie dopuszczalnego progu tolerancji (zaostrzenie objawów nietolerancji, przyspieszenie akcji serca, ciśnienie krwi i wydzielanie hormonów nadnerczy ).

Objawy zależne od ciśnienia parcjalnego CO 2

Ciśnienie cząstkowe	efekty
2 kPa (0,02 bara )	tolerancja badanych na CO 2 jest dobra bez zauważalnej zmiany funkcji fizjologicznych w spoczynku i podczas ćwiczeń
3 kPa (0,03 bara )	tolerancja pozostaje zadowalająca kosztem przeciążenia tętniczego CO 2, wyraźna kwasica oddechowa i hiperwentylacja
4 kPa (0,04 bara )	bóle głowy , uciążliwa hiperwentylacja, bóle żołądka, astenia, zaburzenia snu.
4,5 kPa (0,045 bara )	przyspieszone bicie serca i ciśnienie krwi, pobudzenie wydzielania hormonów nadnerczy.
7 kPa (0,07 bara )	czas tolerancji ograniczony do kilkudziesięciu minut

U zdrowych ludzi 7,5% CO2 w wdychanym powietrzu generuje lęk i ostry niepokój, które upośledzają czołowo-wykonawcze funkcje neuropsychologiczne (elastyczność poznawcza, przetwarzanie emocjonalne, pamięć robocza i pamięć przestrzenna ); wzrost opóźnień i błędów w testach; i pojawiają się objawy paniki (z zaburzeniami ciśnienia krwi i skurczowym tętnem ).
Podczas nurkowania hiperkapnia może stać się niebezpieczna, ponieważ hiperwentylacja i uczucie ucisku zmuszają nurka do „wyplucia” swojego automatu oddechowego, aby odzyskać inspirację, co nieuchronnie prowadzi do śmierci w wyniku utonięcia .

Leczenie

Często podlegają one medycynie ratunkowej i polegają na ponownym dostarczeniu pacjentowi tlenu, ale także na leczeniu objawów i ewentualnych szkód spowodowanych z jednej strony brakiem tlenu ( niedotlenienie ) oraz nadmiarem CO 2z drugiej strony oraz w niektórych przypadkach (zanurzenie, przebywanie na śniegu po lawinie , ewentualne spożycie wody lub zimna ( hipotermia ).

Uwagi i odniesienia

1. Grissom, CK, Radwin, MI, Scholand, MB, Harmston, CH, Muetterties, MC i Bywater, TJ (2004). Hypercapnia zwiększa szybkość schładzania się temperatury wewnętrznej podczas zasypywania śniegu . Journal of Applied Physiology, 96 (4), 1365-1370.
2. Xavier Woorons, Trening hipowentylacji , przesuwaj swoje granice! , Arpeh, 2014, 176  s. ( ISBN  978-2-9546040-0-8 )
3. Radziszewski E. (1987) Fizjologiczne skutki długotrwałego przebywania w atmosferze wzbogaconej w dwutlenek węgla u ludzi Praca dyplomowa, Fac. Sc. Lyon, n O  87-11, 329p.
4. (w) KE Schaefer „Prewencyjne aspekty medycyny podwodnej” Undersea Biomedical Research , 1979, tom 6, 246p.
5. (w) R. Guillerm i E.Radziszewski "Wpływ na człowieka narażenia na 30-dniowe ma PiCO 214 torr (2%): zastosowanie do limitów narażenia » Undersea Biom. Res. 1979, tom. 6, edycja KE SCHAEFER, S91-S114
6. E. Radziszewski i in. „Fizjologiczne skutki długotrwałego przebywania ludzi w atmosferze wzbogaconej dwutlenkiem węgla” Materiały z kolokwium o kosmosie i morzu , Marsylia, Francja, 24-27 listopada 1987, ESA SP-280 edycja, marzec 1988, 19-23
7. Savulich, G., Hezemans, FH, van Ghesel Grothe, S., Dafflon, J., Schulten, N., Brühl, AB, ... & Robbins, TW (2019). Ostry lęk i pobudzenie autonomiczne wywołane wdychaniem CO 2 upośledza przedczołowe funkcje wykonawcze u zdrowych ludzi . Psychiatria translacyjna, 9 (1), 1-10.
8. Brugger H, Sumann G, Meister R, Adler-Kastner L, Mair P, Gunga HC, Schobersberger W i Falk M. (2003), Niedotlenienie i hiperkapnia podczas oddychania do sztucznej kieszeni powietrznej w śniegu: implikacje dla przetrwania lawiny . Resuscytacja 58: 81-88 ,.
9. Grissom CK, McAlpine JC, Harmston CH, Radwin MI, Scholand MB, Morgan JS i Bywater TJ (2004), Hipotermia podczas symulowanego pochówku lawinowego i po ekstrakcji (streszczenie) . Wilderness około śr. 15:59.
10. Bullard RW i Crise JR (1961), Wpływ dwutlenku węgla na osoby narażone na zimno . J Appl Physiol 16: 633-638
11. Brugger H i Durrer B (2002), Leczenie ofiar lawiny na miejscu, zalecenie ICAR-MEDCOM. High Alt Med Biol 3: 421–425
12. Brugger H, Durrer B i Adler-Kastner L. 1996), Segregacja na miejscu ofiar lawiny z asystolią przez lekarza ratunkowego . Resuscytacja 31: 11-16.

Załączniki

Powiązane artykuły

• tolerowana hiperkapnia  : określenie dopuszczalnych limitów dwutlenku węgla w wdychanym powietrzu.

Linki zewnętrzne

• „  Http://www.urgencyclopedie.info/index.php/Les_accidents_de_plong%E9e#Les_accidents_biochimiques Encyclopedia of the Emergency  ” ( Archiwum • Wikiwix • Archive.is • Google • Co robić? )