Hiperkapnia związana jest z obecnością dwutlenku węgla w powietrzu oddechowym i z jego powstawaniem w organizmie w trakcie przemian metabolicznych. Gromadzenie się tego gazu we krwi powoduje nie tylko nieprzyjemne dolegliwości, ale również kwasicę oddechową, obrzęk mózgu i zahamowanie ośrodka oddechowego.

Hiperkapnia – co to jest?

Nadmiar dwutlenku węgla (CO2) we krwi nazywany jest hiperkapnią. Miarą stężenia gazu jest tzw. ciśnienie parcjalne (cząstkowe) – czyli w tym przypadku informacja, jakie ciśnienie wywierałby cały zgromadzony we krwi dwutlenek węgla, gdyby zajmował objętość równą pojemności łożyska naczyniowego.

CO2 gromadzi się we krwi głównie w krwinkach czerwonych. Powstaje jako produkt przemiany materii, jest pobierany z tkanek, a następnie uwalniany w płucach i wydalany przy wydechu na zewnątrz. Tworzy kompleks z hemoglobiną – substancją spełniającą również rolę transportera tlenu. Podmiana wiążących się z nią gazów (O2 – CO2) jest możliwa głównie dzięki zmianom pH. Hemoglobina, trafiając do tkanek (środowiska bardziej kwaśnego), oddaje tlen i pobiera dwutlenek węgla, a docierając następnie do płuc (gdzie otoczenie jest bardziej zasadowe), zwiększa powinowactwo do tlenu i pobiera go, „wypychając” z wiązania CO2.

W warunkach klinicznych hiperkapnia oznacza, że ciśnienie parcjalne CO2 we krwi przekracza 45 mm Hg, czyli 6,0 kPa.

Objawy hiperkapni

Hiperkapnia objawia się głównie w postaci symptomów ze strony układu oddechowego i nerwowego.

Chory początkowo odczuwa duszność, lekkie pobudzenie, jego oddech przyspiesza. Jeśli ciśnienie parcjalne CO2 zwiększa się jeszcze bardziej, do powyższych objawów dołączają się stopniowo:

• bóle i zawroty głowy,
  
• osłabienie, splątanie,
  
• szum w uszach,
  
• tachykardia (częstość pracy serca powyżej 100 uderzeń/minutę),
  
• przekrwienie spojówek i innych błon śluzowych,
  
• zwiększona potliwość.
  

Przy krańcowo dużych stężeniach dochodzi do poważnych zaburzeń świadomości, drgawek i zatrzymania oddechu.

Hiperkapnia przy niewydolności oddechowej

Podstawową, wynikającą z czynników wewnętrznych (endogenną) przyczyną hiperkapni jest niewydolność oddechowa. Może ona być efektem utrwalonego lub ostrego stanu chorobowego. Wśród chronicznych stanów dominują:

• przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP),
  
• rozedma,
  
• napady astmy oskrzelowej,
  
• zespół bezdechu sennego.
  

Ostre stany, które mogą powodować hiperkapnię, to przede wszystkim masywne zapalenie płuc, odma opłucnowa, obrzęk płuc. Ten ostatni wywołany jest zwykle lewokomorową niewydolnością krążenia, ale przyczyną może też być wdychanie toksycznych substancji, które zwiększają przepuszczalność naczyń włosowatych i powodują powstawanie dużej ilości przesięku w obrębie płuc.

Ogólnie przyczynami hiperkapni są stany, w których dochodzi do upośledzenia wymiany gazowej ze względu na zaburzoną wentylację – jak w astmie lub POCP – albo z powodu zmniejszenia aktywnej powierzchni płuc (np. odma lub obrzęk płuc).

Hiperkapnia jako skutek zatrucia dwutlenkiem węgla

Nadmierna ilość CO2 znajdująca się w powietrzu oddechowym może prowadzić do ciężkiej hiperkapni i zatrucia. Jeśli stężenie dwutlenku węgla w zamkniętej przestrzeni przewyższa 20%, powoduje to po krótkim czasie utratę przytomności, a po kilkunastu minutach – śmierć. Koncentracja powyżej 30% jest przyczyną niemal natychmiastowej śmierci.

CO2 w zwiększonym stężeniu nie tylko ogranicza dostęp tlenu do płuc, ale również pogarsza transport tlenu do tkanek, łącząc się intensywniej niż zwykle z hemoglobiną. Na szczęście siła tego wiązania jest zdecydowanie mniejsza niż w przypadku tlenku węgla. Jeśli umożliwi się zatrutej osobie oddychanie powietrzem o normalnym składzie, hemoglobina szybko się odblokowuje i odzyskuje zdolność do przenoszenia tlenu. Należy jednak wspomnieć, że jeśli dojdzie do ciężkich powikłań zatrucia, takich jak drgawki, zaburzenia świadomości lub oddychania, to uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego może mieć charakter trwały.

Miejscami, w których można zetknąć się dużymi stężeniami CO2, są:

• kompostowniki, silosy, szamba i inne miejsca, gdzie przebiegają procesy gnilne,
  
• wnętrza kontenerów, cystern, ładowni statków,
  
• miejsca przechowywania suchego lodu,
  
• źle wentylowane warsztaty samochodowe,
  
• kopalnie, w których może dochodzić do nagłego wyrzutu gazów (głównie CO2 i metanu).
  

Należy pamiętać, że dwutlenek węgla jest cięższy od powietrza i gromadzi się przy ziemi (podłodze). Dlatego stan osoby zatrutej, która straciła przytomność lub przewróciła się, będzie się bardzo szybko pogarszał.

Przy udzielaniu pomocy poszkodowanym należy zawsze mieć na uwadze bezpieczeństwo ratowników – jeśli nie mają aparatów oddechowych, sami mogą bardzo szybko stracić świadomość. Standardowa maska przeciwgazowa z filtrami nie zabezpiecza przed dwutlenkiem węgla – niezbędne jest oddychanie powietrzem lub tlenem z butli.

Leczenie hiperkapni

Hiperkapnia wymaga leczenia, jeśli doszło do kwasicy, zaburzeń świadomości lub zmniejszenia wydolności fizycznej chorego.

Podstawą terapii są leczenie przyczynowe niewydolności oddechowej, tlenoterapia, leki likwidujące kwasicę. W przypadku objawów ze strony ośrodkowego układu nerwowego po wykonaniu dodatkowych badań diagnostycznych podaje się leki przeciwobrzękowe.

W ostrych zatruciach dwutlenkiem węgla niezbędne jest udzielenie pierwszej pomocy poprzez wydobycie z miejsca zagrożenia, ułożenie w pozycji bezpiecznej albo (w przypadku zatrzymania oddechu) podjęcie resuscytacji krążeniowo-oddechowej.

Jeśli przyczyną hiperkapni jest zespół bezdechu sennego, chory powinien zgłosić się do specjalistycznej poradni zajmującej się leczeniem zaburzeń snu.