Болит голова от переизбытка кислорода

Кислород — незаменимый для поддержания жизни на Земле элемент. Оптимальным его содержанием во вдыхаемом воздухе для человека является 20–21%. Кислородные смеси с повышенным его содержанием используются для поддержания функции дыхания при погружении в воду, в условиях разреженного воздуха и космического пространства. В медицине кислородотерапия применяется для лечения ряда заболеваний.

Для любого живого организма опасен как недостаток, так и избыток кислорода. Что такое гипероксия, при каких условиях развивается это заболевание и чем оно опасно для человека?

Что такое гипероксия

Гипероксией называют комплекс патологических реакций, развивающийся в организме при избыточном поступлении кислорода. Заболевание возникает при неправильном использовании дыхательных смесей при погружении на глубину (кислородное отравление в дайвинге), в авиации и космонавтике, при лечении кислородом (гипербарическая оксигенация).

Факторы, усугубляющие течение болезни:

• перегревание или переохлаждение;
• физическая активность;
• индивидуальная чувствительность;
• содержание вредных газов в дыхательной смеси, в том числе углекислого;
• накопление в организме углекислоты.

Отравление кислородом, возможно, из-за применения аппаратов регенеративного дыхания, от неправильного пользования барокамерой при декомпрессии.

При небольшом перенасыщении тканей кислородом может развиваться кислородное опьянение, которое сопровождается:

• головокружением;
• помутнением сознания;
• пеленой перед глазами;
• шумом в ушах.

Возникает подобное состояние при гипервентиляции лёгких (принудительных глубоких вдохах и выдохах), или непривычном повышении содержания кислорода в атмосферном воздухе — например, у городских жителей при выезде за город. У атлетов подобная ситуация может наблюдаться при высоких физических нагрузках одновременно с глубоким дыханием.

Признаки гипероксии

При поступлении избыточного количества кислорода в кровь вначале развиваются нормальные компенсаторные реакции:

• замедление дыхания;
• сужение сосудов головного мозга и лёгких;
• снижение частоты сердечных сокращений;
• уменьшение объёма циркулирующей крови.

В дальнейшем возникают патологические процессы, проявляющиеся в нарушении переноса газов кровью и окислением клеточных мембран.

В норме кровь из лёгких транспортирует кислород, обратно из тканей — углекислый газ. Переизбыток кислорода приводит к связыванию его с гемоглобином, а для удаления углекислого газа свободного гемоглобина не хватает. Поэтому происходит отравление тканей углекислым газом. Проявляется это следующими признаками:

• 

  сужение сосудов головного мозга

  головная боль;

• одышка;
• покраснение лица;
• судороги;
• потеря сознания.

Второй патологический механизм кислородного отравления связан с разрушением клеточных мембран. В норме кислород окисляется в тканях полностью, а при его избытке остаётся много недоокисленных продуктов — свободных радикалов, которые начинают взаимодействовать в первую очередь с липидами клеточных мембран. Запускается каскадный процесс, который может продолжаться даже после нормализации уровня кислорода в тканях.

Симптомы отравления кислородом

Интоксикация кислородом проявляется моментально, то есть скрытый период отсутствует. Переизбыток кислорода в организме приводит к появлению следующих симптомов:

• 

  нарушение зрения

  конвульсии могут быть единственным признаком — следствие быстрого отравления центральной нервной системы высоким содержанием кислорода;

• первыми симптомами отравления чаще всего являются онемение пальцев или покалывание в них, подёргивание мышц лица, дрожание губ;
• периодическая тошнота и рвота;
• нарушение зрения, вплоть до слепоты;
• чувство беспокойства, тревога, раздражительность, замешательство;
• шум в ушах, иногда пульсирующий, или похожий на звук колокола;
• головокружение, нарушение координации движений.

Симптомы заболевания зависят от его формы.

Формы кислородного отравления

В зависимости от преобладания тех или иных симптомов при отравлении кислородом выделяют три формы течения болезни.

1. Лёгочная форма. При этой форме поражаются в основном дыхательные пути и лёгкие. Характеризуется отёком и раздражением слизистой оболочки, кашлем, жжением за грудиной. При нарастании симптомов развиваются кровоизлияния во внутренние органы, головной и спинной мозг, ателектаз (спадение) лёгких. Возможна при длительном дыхании смесью с невысоким парциальным давлением кислорода 1,3–1,6 бар (например, спуск на глубину 18 метров). Скорость течения реакций пропорциональна парциальному давлению и времени вдыхания смеси. Так, при парциальном давлении кислорода 1 бар гипероксия у человека возникает через 6 часов, а при 2,5 бар — через 3. При устранении причин симптомы исчезают через 2–4 часа, окончательно организм восстанавливается через 2–4 суток.

2. 

   снижение слуха

   Судорожная форма. Развиваются нарушения слуха и зрения, раздражительность, покалывание и подёргивание мышц. При нарастании гипероксии возникают учащающиеся судорожные припадки наподобие эпилептических. Под водой высок риск утопления. Судорожная форма характерна для отравления чистым кислородом или смесями с парциальным давлением 2–3 бар. При устранении причин гипероксии после судорог возникает сон, который может продлиться несколько часов. После припадка не остаётся никаких неблагоприятных явлений.

3. Сосудистая форма. Развивается при парциальном давлении свыше трёх бар. Характеризуется резким падением артериального давления, многочисленными кровоизлияниями в кожу и слизистые, остановкой сердечной деятельности.

При парциальном давлении в 5 бар гипероксия развивается стремительно, возникает моментальная потеря сознания и наступает смерть.

В водолазной практике можно столкнуться с лёгочной и судорожной формами гипероксии, а также их смешанным течением.

Первая помощь

Оказание первой помощи заключается в устранении избыточного кислорода:

• уменьшить глубину спуска и перебраться на остановку;
• при потере сознания привести пострадавшего в чувство (опытные дайверы для этой цели используют сильную струю кислорода, подача которой рефлекторно перехватывает дыхание);
• в камере переключить на дыхание обеднённой кислородом смесью или воздухом;
• при судорогах оберегать от повреждений, но не фиксировать;
• проводить декомпрессию при судорогах нельзя;
• в течение суток постельный режим в теплом затемнённом помещении с хорошей вентиляцией.

В тяжёлых случаях при отравлении кислородом может понадобиться медицинское вмешательство.

Лечение

Лечение определяет врач исходя из характера гипероксии.

1. При лёгочной форме накладывают венозные жгуты на конечности, проводят отсасывание пены из лёгких, лечат ацидоз, применяют мочегонные средства.
2. Для снятия судорог применяют внутривенно «Аминазин», «Седуксен» или «Димедрол».
3. Если есть соответствующие показания, — назначают средства для восстановления сердечной деятельности, стимуляции дыхания и обезболивающие.

В целях профилактики пневмонии может назначаться антибиотик.

Профилактика

Профилактика гипероксии заключается в соблюдении правил применения кислородных смесей и использования аппаратов для дыхания:

• не превышать допустимую глубину погружения;
• не превышать допустимого времени пребывания на глубине;
• при использовании смесей с различным содержанием кислорода строго следить за маркировкой баллонов и порядком их применения;
• соблюдать время пребывания в декомпрессионной камере;
• при проведении декомпрессии чистым кислородом время дыхания не должно превышать 3–3,5 часа;
• регулярно проверять техническую исправность регенеративных аппаратов.

Подведём итоги. Гипероксия — это патологическая реакция, которая развивается при избытке кислорода в организме. Заболевание развивается при дыхании чистым кислородом или его смесями. На практике от проявления симптомов гипероксии часто страдают водолазы, лётчики и космонавты. Также, возможно, развитие заболевания у пациентов, проходящих курс лечения в барокамере.

Признаки отравления кислородом — головокружение, нарушение зрения, покалывание в пальцах рук и ног, дрожание губ. В дальнейшем развиваются судороги или нарушения в органах дыхания. При своевременном устранении избытка кислорода симптомы проходят в течение несколько часов, а полностью организм восстанавливается через несколько суток. В тяжёлых случаях пострадавшему требуется медицинская помощь.

Углекислый газ (СО2, диоксид (или двуокись) углерода) является побочным продуктом метаболизма. Вопреки мнению большинства людей, углекислый газ необходим для здоровья и жизни человеческого организма.

В процессе дыхания, избыток диоксида углерода удаляется из организма, заменяясь  кислородом, однако, в крови остается определенное количество CO2.

Если оно будет значительно выше или ниже нормы, может произойти нарушение некоторых функций организма. Эти функции связаны с сердечно-сосудистой системой, а также с клеточным дыханием. Низкий уровень двуокиси углерода в крови приведет к снижению объема кислорода, поступающего в различные клетки и ткани организма. Увеличение объема углекислого газа в крови также является проблемой для организма. Поэтому необходимо поддерживать нормальный уровень углекислого газа в организме.

Высокий уровень углекислого газа в крови

Все живые существа нуждаются в воздухе. Он представляет собой смесь газов, таких как углекислый газ (СО2), кислород (O2), окись углерода (CO), азот (N2), водород (H2) и инертные газы. Всем млекопитающим – в том числе и человеку – для жизни и здоровья необходим кислород, который они получают, вдыхая воздух. Выдыхают они при этом  смесь двуокиси углерода и небольшого количества кислорода.

Основная часть диоксида углерода присутствует в организме в виде бикарбонатов (HCO3) или угольной кислоты (H2CO3). Кроме того, он также присутствует в организме и в растворенном состоянии.

Обмен газов происходит в альвеолах, являющихся неотъемлемой частью легких. Это происходит с помощью диффузии. Баланс между уровнями этих двух газов, а именно двуокиси углерода (СО2) и кислорода (О2), необходим для поддержания здоровья организма. Если баланс этих газов в организме нарушится, может начаться патология.

Если показатель уровня углекислого газа в организме станет высоким, наступит состояние, известное как гиперкапния (отравление углекислым газом).

Аналогичным образом, если уровень кислорода в крови будет ниже нормы, наступит гипоксия (кислородное голодание).

Все респираторные расстройства включают в себя дисбаланс уровней СО2 и O2 в крови. Небольшой дисбаланс не требует интенсивной терапии, но в тяжелых случаях необходимо оказание медицинской помощи на месте.

Низкий уровень углекислого газа в крови может быть очень вредным для организма. Показатели СО2 снижаются в результате гипервентиляции – глубокого, учащенного дыхания, в результате которого в организм поступает больше кислорода, чем нужно. Это может произойти в результате панических атак или потреблении лекарств, стимулирующих дыхательную систему.

Диоксид углерода повышает кислотность крови. Когда его уровень низок, кровь ощелачивается, что приводит к сужению кровеносных сосудов и ухудшению кровотока. Это может быть очень опасным, поскольку приводит к снижению кровоснабжения мозга и других жизненно важных органов, что приводит к помутнению сознания, головокружению, ухудшению зрения, мышечным судорогам и беспричинной тревожности.

Когда у человека высокий уровень углекислого газа в крови, наступает состояние,  известное как гиперкапния. Одним из наиболее распространенных причин повышения уровня углекислого газа в организме является гиповентиляция – недостаточное для поддержания функций организма поступление кислорода. Она происходит при помутнении или потере сознания или болезни легких, затрудняющей дыхание.

Высокий уровень углекислого газа в крови может вызвать покраснение кожи, повышение артериального давления, судороги, снижение мозговой и нервной активности, головные боли, спутанность сознания и сонливость. В крайнем случае, пациенту для восстановления нормального дыхания будет необходима кислородная маска. Она поможет восстановить баланс кислорода и диоксида углерода в крови.

Длительная гиперкапния может привести к повреждению внутренних органов, таких как мозг. Следует понимать, что длительное пребывание в среде, наполненной СО2 также может повысить его уровень в крови.

Нормы углекислого газа в крови

Нормальный общий уровень двуокиси углерода в крови находится в пределах 20–29 миллиэквивалентов на литр крови (мэкв/л). Его можно проверить путем анализа. Следует понимать, что отклонение от нормального уровня углекислого газа в крови может свидетельствовать о ряде болезней. Оно является лишь одним из симптомов, сигнализирующих о проблемах в организме.

Если в результате анализа был выявлен аномальный уровень двуокиси углерода, то для стабилизации будут использовать чистый кислород. После нормализации состояния пациента и уровня СО2 будет проведена серия анализов. Это нужно для определения причины высоких или низких показателей углекислого газа в крови.

Симптомы, указывающие на высокий уровень двуокиси углерода в крови

Симптомы, связанные с высокими показателями СО2 в крови: повышенное артериальное давление, учащенный пульс, покраснение, судороги, головная боль, боль в груди, спутанность сознания и усталость. Выраженность этих симптомов зависит от тяжести случая.

Причины повышения уровня диоксида углерода: энергичные упражнения и многочисленные патологические состояния, такие как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), ацидоз, легочные инфекции и атеросклероз.

Высокий уровень углекислого газа в организме может быть причиной влияния профессиональных обязанностей. Подходящим примером является работа у печи или профессиональный дайвинг, в котором человеку приходится надолго задерживать дыхание во время погружения.

Другими причинами высокого уровня СО2 являются загрязнение воздуха и курение. И в том, и в другом случае повреждаются альвеолы,  что приводит к ухудшению газообмена в легких.

Основными органами, которые поддерживают баланс углекислого газа и кислорода являются печень и почки. Именно поэтому проблемы в работе любого из этих органов также приводят к гипоксии или гиперкапнии.

Лечение повышенного уровня двуокиси углерода в крови (гиперкапнии)

Первой помощью пациенту, потерявшему сознание из-за высокого уровня СО2, являются искусственное дыхание и массаж грудной клетки. Но в большинстве случаев отравления углекислым газом нет никаких симптомов. Поэтому нужно проходить регулярные проверки и следить за состоянием здоровья. 

По сравнению с отравлением угарным газом, отравление углекислым газом является менее опасным для здоровья. Оксид углерода (СО) – это очень ядовитый газ, без цвета и запаха. Он смертелен даже в минимальных количествах, потому что его молекулы сильнее и быстрее, чем молекулы кислорода, привязываются к молекулам гемоглобина крови. Это приводит к гипоксии (нехватке кислорода) клеток организма.

Для поддержания правильного баланса СО2 и О2 в крови, нужно ежедневно заниматься физическими упражнениями и есть здоровую пищу. Хотя у организма и имеется свой защитный механизм, нужно применять меры предосторожности, так как профилактика лучше, чем лечение.

Видео