Асфиксия при сниженном содержании кислорода в окружающей среде
Ехалов В.В., Сединкин В.А., Кравец О.В.
Днепровский государственный медицинский университет, г. Днепр, Украина
Резюме
асфиксия экзогенная гипоксия
Асфиксия в результате снижения концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе встречается не часто. Однако средства массовой информации довольно регулярно информируют население о ее эпизодах в винных погребах, силосных ямах, а у детей -- в закрытых пространствах. Достаточно серьезную проблему представляет экзогенная гипоксия у шахтеров как следствие аварий с выбросом рудничного газа, отравление углекислым газом экипажей подводных лодок при отказе вентиляционных систем. Подвержены таким поражениям современные экстремалы, которые активно занимаются горным туризмом и альпинизмом, спелеологией и спелестологией (в т.ч. диггерством), любительским пилотированием спортивных самолетов и аэростатов, дайвингом и т.п. В доступных специальных литературных источниках по теме «Асфиксия вследствие снижения концентрации кислорода в окружающей среде» почти отсутствуют сообщения о прижизненных патогенетических особенностях, диагностике и основах оказания медицинской помощи таким пострадавшим. Существуют единичные рекомендации по вопросам оказания медицинской помощи при горной болезни, другие же варианты экзогенных асфиксий рассматриваются только с позиций судебно-медицинской экспертизы, в большинстве случаев -- посмертно. На основании единичных отечественных и зарубежных научно-исследовательских работ, личного теоретического и клинического опыта мы разработали алгоритм диагностики и медицинской помощи на этапах маршрута потерпевшего с экзогенной гипоксией.
Ключевые слова: асфиксия; экзогенная гипоксия; горная болезнь; отравление углекислым газом
Abstract
V. Yekhalov, V.A. Sedinkin, O.V. Kravets Dnipro State Medical University, Dnipro, Ukraine
Asphyxia with a reduced oxygen content in the environment (clinical lecture)
Asphyxia due to a decrease in oxygen concentration in the inhaled air is not common. Nevertheless, the mass media fairly regularly inform the population about its episodes in wine cellars, silos, and children in closed spaces. Quite a serious problem is exogenous hypoxia in miners as a result of accidents with the release of firedamp, carbon dioxide poisoning of submarine crews in case of failure of ventilation systems. The modern extreme sports enthusiast who are actively engaged in mountain tourism and mountaineering, speleology (including diggers), amateur piloting of sports aircraft and balloons, diving, etc. are subject to such lesions. In the available special literature sources on the topic “Asphyxiation due to a decrease in the concentration of oxygen in the environment”, there are almost no reports related to lifetime pathogenetic characteristics, diagnosis, and the basics of providing medical care to such victims. There are isolated recommendations on the provision of medical care for mountain sickness, while other options for exogenous asphyxia are considered only from the standpoint of forensic medical examination, in most cases -- posthumously. Based on isolated domestic and foreign research works, personal theoretical and clinical experience, we have developed an algorithm for diagnosis and medical care at the stages of the route of a victim with exogenous hypoxia.
Keywords: asphyxia; exogenous hypoxia; mountain sickness; carbon dioxide poisoning
Резюме
Єхалов В.В., Седінкін В.А., Кравець О.В.
Дніпровський державний медичний університет, м. Дніпро, Україна
Асфіксія при зниженому вмісті кисню в навколишньому середовищі (клінічна лекція)
. Асфіксія в результаті зниження концентрації кисню у вдихуваному повітрі зустрічається не часто. Проте засоби масової інформації досить регулярно інформують населення про її епізоди у винних погребах, силосних ямах, а в дітей -- у закритих просторах. Досить серйозну проблему становить екзогенна гіпоксія у шахтарів як наслідок аварій із викидом рудничного газу, отруєння вуглекислим газом екіпажів підводних човнів при відмові вентиляційних систем. Схильні до таких уражень сучасні екстремали, які активно займаються гірським туризмом і альпінізмом, спелеологією і спелестоло- гією (у т.ч. дигерством), аматорським пілотуванням спортивних літаків і аеростатів, дайвінгом тощо. У доступних спеціальних літературних джерелах за темою «Асфіксія внаслідок зниження концентрації кисню в довкіллі» майже відсутні повідомлення про прижиттєві патогенетичні особливості, діагностику та основи надання медичної допомоги таким постраждалим. Існують поодинокі рекомендації з питань надання медичної допомоги при гірській хворобі, інші ж варіанти екзогенних асфіксій розглядаються тільки з позицій судово-медичної експертизи, у більшості випадків -- посмертно. На підставі одиничних вітчизняних і зарубіжних науково-дослідних робіт, особистого теоретичного і клінічного досвіду ми розробили алгоритм діагностики та медичної допомоги на етапах маршруту потерпілого з екзогенної гіпоксією. Ключові слова: асфіксія; екзогенна гіпоксія; гірська хвороба; отруєння вуглекислим газом
Клетки мозга отмирали. Кровь опасно густела и становилась вязкой. Капилляры на сетчатке самопроизвольно лопались. Даже во время отдыха наши сердца бились с сумасшедшей скоростью...
Д. Кракауэр. Эверест. В разреженном воздухе
Асфиксия в результате снижения концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе встречается не часто. Однако СМИ довольно регулярно информируют население о ее эпизодах в винных погребах, силосных ямах, а у детей -- в закрытых пространствах. Достаточно серьезную проблему представляет экзогенная гипоксия у шахтеров как следствие аварий с выбросом рудничного газа, отравление углекислым газом экипажей подводных лодок при отказе вентиляционных систем. Подвержены таким поражениям современные экстремалы, которые активно занимаются горным туризмом и альпинизмом, спелеологией и спелестологи-
ей (в т.ч. диггерством), любительским пилотированием спортивных самолетов и аэростатов, дайвингом и т.п. В доступных специальных литературных источниках по теме «Асфиксия вследствие снижения концентрации кислорода в окружающей среде» почти отсутствуют сообщения о прижизненных патогенетических особенностях, диагностике и основах оказания медицинской помощи таким пострадавшим. Существуют единичные рекомендации по вопросам оказания медицинской помощи при горной болезни, другие же варианты экзогенных асфиксий рассматриваются только с позиций судебно-медицинской экспертизы, в большинстве случаев -- посмертно. На основании единичных отечественных и зарубежных научно-исследовательских работ, личного теоретического и клинического опыта мы разработали алгоритм диагностики и медицинской помощи на этапах маршрута потерпевшего с экзогенной гипоксией [1].
Гипоксия представляет собой состояние, характеризующееся снижением уровня обеспечения организма молекулярным кислородом (О2) или же связанное с проблемой утилизации газа в ходе осуществления внутриклеточных окислительновосстановительных реакций. В любой из указанных ситуаций организм демонстрирует признаки кислородного голодания различной степени выраженности. Причиной гипоксии экзогенного типа является уменьшение парциального давления кислорода (р02) во вдыхаемом воздухе. Если такой тип кислородного голодания развивается при нормальном барометрическом давлении, его определяют как нормобарическую экзогенную гипоксию; при снижении барометрического давления его называют гипобарической экзогенной гипоксией [2].
Патогенез экзогенных типов гипоксии
Артериальная гипоксемия -- инициальное и главное звено экзогенной гипоксии. Она ведет к уменьшению насыщения кислородом гемоглобина, общего содержания кислорода в крови и к нарушениям газообмена и метаболизма в тканях.
Гипокапния (респираторный алкалоз) возникает в результате компенсаторной гипервентиляции легких, вызванной гипоксемией.
Артериальная гипотензия в сочетании с гипоперфузией тканей в значительной мере является следствием гипокапнии.
Диоксид углерода относится к числу основных факторов регуляции тонуса мозговых сосудов. Понижение его парциального напряжения в артериальной крови стимулирует сужение просвета артериол мозга и сердца, уменьшая их кровоснабжение.
Недостаточность биологического окисления является причиной активации механизмов срочной адаптации организма к гипоксии. Это проявляется снижением содержания в клетках аденозинтрифосфата (АТФ), необходимого для обеспечения оптимального уровня жизнедеятельности и пластических процессов.
Ключевое звено экстренной адаптации организма к гипоксии -- это активация механизмов транспорта 02 и субстратов обмена веществ к тканям и органам.
Активация системы транспорта кислорода и субстратов метаболизма к клеткам сопровождается интенсивным расходом энергетического субстрата. Это может стать лимитирующим фактором степени и продолжительности гиперактивности транспортных систем организма [3, 4].
Нарушение обмена веществ при гипоксии
Концентрации АТФ и креатинфосфата при гипоксии прогрессивно снижаются вследствие угнетения процессов биологического окисления (особенно аэробных) в сочетании с рефосфорилированием аденозинмонофосфата (АМФ) и аденозиндифосфата
(АДФ).
Содержание неорганического фосфата в тканях увеличивается вследствие активации гидролиза АТФ,
АДФ, АМФ, креатинфосфата, а также изменения процессов окислительного фосфорилирования.
Тканевое дыхание в клетках угнетено из-за дефицита кислорода и субстратов обмена веществ, а также вследствие снижения активности ферментов тканевого дыхания.
На начальном этапе гипоксии гликолиз активируется, при нарастании степени гипоксии и метаболического ацидоза -- подавляется.
Биосинтез нуклеиновых кислот и белков при гипоксии снижен вследствие дефицита энергии.
Усиливается протеолиз, обусловленный стимуляцией протеаз в условиях ацидоза и неферментного гидролиза молекул белка, азотистый баланс становится отрицательным (повышение уровня остаточного азота в плазме крови и аммиака в тканях).
Активируется липолиз в результате повышения активности липаз, подавляется ресинтез липидов в связи с дефицитом макроэргических соединений; в плазме крови, межклеточной жидкости, клетках возникает избыток кетоновых тел (ацетоуксусной и Р-оксимасляной кислот, ацетона) и жирных кислот. Высшие жирные кислоты оказывают разобщающее влияние на процессы окисления и фосфорилирования, что увеличивает дефицит АТФ.
Водно-электролитный обмен в тканях при гипоксии существенно нарушен вследствие дефицита АТФ, энергия которого необходима для работы АТФаз (№+/К+-АТФазы, Са2+-зависимой АТФазы и др.).
Повреждение мембран и их ионных каналов, обеспечивающих их энерго- и электрозависимый перенос, в том числе пассивный транспорт ионов.
Изменение содержания в организме гормонов, регулирующих обмен минералокортикоидов, кальцито- нина и др. [3, 5].
При гипоксии расстройства функций органов и тканей выражены не в одинаковой степени. Это определяется их разной устойчивостью к гипоксии, скоростью ее развития, степенью и продолжительностью воздействия на организм. Наименьшей резистентностью к гипоксии обладает ткань нервной системы [6].
Гипобарическая гипоксия
Гипобарическая гипоксия -- симптомокомплекс, обусловленный снижением парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе при подъемах на большие высоты. Возникает вследствие дефицита концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе на фоне снижения атмосферного давления при подъеме человека на высоту более 3000--3500 м (где pO2 воздуха снижено приблизительно до 100 мм рт.ст.).
Подразделяется:
— на высотную болезнь, которая развивается у авиаторов;
— горную (альпийскую) болезнь, в развитии которой играют роль такие дополнительные факторы, как физическое утомление, охлаждение, ионизированный воздух и ультрафиолетовая радиация.
Собственно высотная болезнь возникает у авиаторов при преодолении летательными аппаратами с негерметичной кабиной высоты 7000 метров. Горная болезнь -- это проблема участников альпинистских экспедиций. Возникает примерно у 25 % людей, поднявшихся на высоту более 2500 м над уровнем моря, у 75 % лиц, пересекающих высоту в 4500 м. Коэффициент смертности на Эвересте превышает 3 %, ведущей причиной летальности является горная болезнь. Инвали- дизация при тяжелой степени горной болезни достигает 42 %.
Высотная болезнь
Причины: быстрый набор высоты воздушными шарами и цеппелинами с негерметичными гондолами (выше 2000 м), самолетами с негерметичной кабиной (7000 м): падение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе и резкое понижение атмосферного давления (высвобождение растворенных в биологических жидкостях газов -- «закипание» в тяжелых случаях) [7].
Клинические признаки:
— слабость, равнодушие к окружающему, иногда сонливость, головокружение, ослабление памяти, диспептические расстройства (иногда наблюдается возбужденное состояние, напоминающее алкогольное опьянение);
— учащение и углубление дыхания, тахикардия, гипертензия, угнетение периферического кровообращения (цианоз), постепенное нарушение функции высшей нервной деятельности: раздражение участка двигательных центров (тремор, клонические судороги), полная потеря ориентации, потеря сознания, иногда с выраженными симптомами сердечно-сосудистого коллапса (бледность, холодный пот, нитевидный замедленный пульс, падение артериального давления);
— симптомокомплекс сердечно-сосудистого коллапса возникает внезапно; иногда коллаптоидному состоянию предшествует брадикардия -- симптом приближения к критической высоте (в этот период артериальное давление может быть повышенным по сравнению с исходным уровнем);