Hypercapnie

Terwijl het lichaam van zuurstof wordt voorzien, voert het ademhalingssysteem tegelijkertijd het stofwisselingsproduct koolstofdioxide (CO2) af, dat het bloed vanuit de weefsels naar de longblaasjes transporteert. Dankzij alveolaire ventilatie wordt het uit het bloed verwijderd. Hypercapnie betekent dus een abnormaal hoog koolstofdioxidegehalte in het bloed.

Epidemiologie

Volgens buitenlandse statistieken ontwikkelt zich bij obesitas bij een BMI van 30-35 in 10% van de gevallen het hypoventilatiesyndroom, en bij een BMI van 40 en hoger in 30-50%.

Bij patiënten met ernstige hypercapnie bedraagt de sterfte door ademhalingsfalen gemiddeld 65%.

Oorzaken hypercapnie

Longartsen noemen de volgende redenen voor verhoogde koolstofdioxidegehaltes (de partiële druk – PaCO2) in het bloed:

• chronische obstructieve bronchitis en COPD;
• verergering van astma en langdurige vermindering van de doorgankelijkheid van de luchtwegen (obstructie), wat leidt tot een astmatische status;
• pulmonale hypertensie, die gepaard kan gaan met schade aan de longblaasjes bij chronische oblitererende bronchiolitis, longemfyseem, pneumonitis, evenals silicose en andere pneumonische ziekten - beroepsziekten van de luchtwegen;
• volwassen ademhalingsnoodsyndroom;
• vermindering van het ademhalingsvolume, ook in gevallen van pneumosclerose (vaak veroorzaakt door chronische bronchitis); pulmonale atelectase en chronische bronchiëctasieën; hartproblemen en sommige systemische ziekten;
• slaapapneu, dat de balans van O2 en CO2 in het bloed negatief beïnvloedt als gevolg van oppervlakkige en intermitterende ademhaling; [ 1 ]
• verminderde tonus en/of elasticiteit van het middenrif en de tussenribspieren bij myopathieën van dystrofische of neurologische aard, bijvoorbeeld myasthenie, amyotrofische laterale sclerose, syndroom van Guillain-Barré.

Hypercapnie en beroerte, traumatisch hersenletsel en hersentumoren kunnen etiologisch gerelateerd zijn aan cerebrale circulatiestoornissen en schade aan het ademhalingscentrum van de medulla oblongata.

Daarnaast wordt ook metabole hypercapnie waargenomen, veroorzaakt door een elektrolytenonevenwicht (zuur-base-onevenwicht) tijdens koorts, hormonale stoornissen (hypercorticisme, thyrotoxicose), nefrologische ziekten (nierfalen), metabole alkalose en de ontwikkeling van sepsis. [ 2 ]

Hypercapnie bij kinderen kan worden veroorzaakt door:

• aangeboren afwijkingen van het bronchopulmonale systeem;
• ademhalingsnoodsyndroom bij pasgeborenen;
• aspiratie van de luchtwegen bij pasgeborenen met vruchtwater en meconium;
• aanhoudende pulmonale hypertensie bij de pasgeborene.

Bij te vroeg geboren baby's ontwikkelt zich een zuurstoftekort in het bloed - hypoxemie en hypercapnie - met bronchopulmonale dysplasie in combinatie met langdurige kunstmatige beademing (ALS). [ 3 ]

Risicofactoren

Naast frequente infectieuze longletsels – bronchopneumonie en pneumonie, en alle chronische bronchopulmonale ziekten, neemt het risico op hypercapnie toe bij:

• roken;
• hoge mate van obesitas (bij overgewicht met een BMI van meer dan 30-35 wordt het ademhalen moeilijk);
• longschade veroorzaakt door het inademen van giftige stoffen of het inademen van lucht die abnormaal hoge concentraties CO2 bevat;
• onderkoeling (hypothermie);
• longkanker;
• grote hoeveelheden alcohol, overdosis opiumderivaten (onderdrukking van de centrale ademhaling);
• misvormingen van de borstkas, met name met kromming van de wervelkolom;
• auto-immuunpathologieën met systemische fibrose (reumatoïde artritis, cystische fibrose, enz.);
• de aanwezigheid van genetische afwijkingen - congenitale centrale hypoventilatie of Ondine's vloeksyndroom.

Pathogenese

Tijdens het celmetabolisme wordt koolstofdioxide geproduceerd in de mitochondriën, dat vervolgens diffundeert naar het cytoplasma, de intercellulaire ruimte en de haarvaten – waar het oplost in het bloed, dat wil zeggen zich bindt aan de hemoglobine van de rode bloedcellen. De verwijdering van CO2 vindt plaats tijdens de ademhaling door gasuitwisseling in de alveoli – diffusie van gas door de alveolair-capillaire membranen. [ 4 ]

Normaal (in rust) bedraagt het ademhalingsvolume 500-600 ml, de longventilatie 5-8 l/min en het minuutvolume van de alveolaire ventilatie 4200-4500 ml.

Fysiologen associëren de pathogenese van verhoogde partiële druk van koolstofdioxide (PaCO2) in het bloed vaak met verminderde ventilatie – alveolaire hypoventilatie – door hypercapnie, hypoxie en respiratoire acidose met elkaar te vergelijken, met als gevolg hypercapnie.

Overigens zijn hypercapnie en acidose met elkaar verbonden, aangezien respiratoire acidose met een daling van de pH van het arteriële bloed een verstoring van het zuur-base-evenwicht is met een toename van het koolstofdioxidegehalte in het bloed, veroorzaakt door hypoventilatie. Het is de respiratoire acidose die hoofdpijn, slaperigheid overdag, tremoren en convulsies, en geheugenproblemen verklaart. [ 5 ]

Maar een daling van het CO2-gehalte in het bloed – hypocapnie en hypercapnie (d.w.z. de stijging ervan) – zijn diametraal tegenovergestelde aandoeningen. In dit geval treedt hypocapnie op met hyperventilatie van de longen. [ 6 ]

Maar laten we terugkeren naar het mechanisme van de ontwikkeling van hypercapnie. Tijdens longventilatie wordt niet alle uitgeademde lucht (ongeveer een derde) ontdaan van koolstofdioxide, omdat een deel ervan achterblijft in de zogenaamde fysiologische dode ruimte van het ademhalingssysteem – het volume lucht in de verschillende segmenten, dat niet direct onderhevig is aan gasuitwisseling. [ 7 ]

Bronchopulmonale ziekten en andere factoren veroorzaken verstoringen in het pulmonale capillaire bed en de structuur van het alveolaire weefsel, verkleinen het diffusieoppervlak en verminderen de alveolaire perfusie, en vergroten ook het volume van de dode ruimte, waar het O2-niveau laag is en het CO2-gehalte zeer hoog. En bij de volgende ademhalingscyclus (inademing-uitademing) wordt koolstofdioxide niet volledig verwijderd, maar blijft het in het bloed. [ 8 ]

Bij chronische obstructieve bronchitis bijvoorbeeld, treedt door de verminderde alveolaire ventilatie hypoxemie en hypercapnie op, dat wil zeggen dat het zuurstofgehalte in het bloed daalt en het koolstofdioxidegehalte stijgt.

Chronische hypercapnie met een laag zuurstofgehalte in het bloed kan optreden zonder duidelijke oorzaken, voornamelijk in de luchtwegen. In dergelijke gevallen wordt alveolaire hypoventilatie geassocieerd met een (hoogstwaarschijnlijk genetisch bepaalde) stoornis in de functie van de centrale CO2-chemoreceptoren in de medulla oblongata of chemoreceptoren in de carotislichamen van de buitenwand van de halsslagader. [ 9 ]

Symptomen hypercapnie

Het langzaam ontwikkelende hypercapniesyndroom, of preciezer, het alveolair hypoventilatiesyndroom, kan asymptomatisch verlopen en de eerste tekenen ervan – hoofdpijn, duizeligheid, een gevoel van vermoeidheid – zijn niet specifiek.

Symptomen van hypercapnie kunnen ook zijn: slaperigheid, blozen in het gezicht en de hals, tachypneu (snelle ademhaling), abnormale hartslag met aritmie, verhoogde bloeddruk, spierspasmen en asterix (oscillerende tremor van de handen) en flauwvallen.

Dyspneu (kortademigheid) wordt vrij vaak waargenomen, hoewel hypercapnie en kortademigheid indirect met elkaar in verband kunnen staan. Een oppervlakkige maar frequente ademhaling wordt namelijk waargenomen bij bronchopulmonale ziekten (wat leidt tot verslechtering van de alveolaire ventilatie).

Het klinische beeld van ernstige hypercapnie wordt gekenmerkt door een onregelmatige hartslag, toevallen, verwardheid en bewustzijnsverlies, desoriëntatie en paniekaanvallen. Als de hersenen en het hart onvoldoende zuurstof krijgen, is er een hoog risico op coma of een hartstilstand.

De noodtoestand is acute hypercapnie of acuut hypoxemisch longfalen.

Permissieve hypercapnie verwijst naar een verhoogde partiële druk van CO2 als gevolg van hypoventilatie bij mechanisch beademde patiënten met longletsel als gevolg van het acute respiratory distress syndrome of verergering van bronchiale astma. [ 10 ]

Complicaties en gevolgen

Matige tot ernstige hypercapnie kan aanzienlijke complicaties en negatieve gevolgen hebben.

Hypercapnie en hypoxie leiden tot zuurstofgebrek in het lichaam.

Bovendien veroorzaken hoge kooldioxidegehaltes in het bloed een toename van het hartminuutvolume met een sterke toename van de arteriële en intracraniale druk; hypertrofie van de rechterhartkamer (longhart); veranderingen in het hormoonstelsel, de hersenen en het centrale zenuwstelsel - met bepaalde mentale reacties en toestanden van prikkelbaarheid, angst en paniek.

En natuurlijk kan er plotseling ademhalingsfalen optreden, wat tot de dood kan leiden. [ 11 ]

Diagnostics hypercapnie

Omdat alveolaire ventilatiestoornissen vele oorzaken hebben, worden het onderzoek, de medische voorgeschiedenis en de klachten van de patiënt aangevuld met onderzoeken van de ademhalingsorganen, de toestand van de ademhalingsspieren en de hersencirculatie, het vaststellen van hormonale en metabole stoornissen, nierpathologieën, enz. Daarom kan het voor de diagnostiek noodzakelijk zijn dat relevante specialisten met een smal profiel worden betrokken.

Er zijn bloedtesten nodig om de gassamenstelling, de pH-waarde, het bicarbonaatgehalte in het plasma, etc. vast te stellen.

Instrumentele diagnostiek wordt uitgevoerd: pulmonale spirometrie, capnometrie en capnografie (bepaling van de partiële CO2-druk in arterieel bloed), röntgenonderzoek van de longfunctie, EEG; indien nodig - echografie en CT van andere systemen en organen

De differentiële diagnose is gericht op het bepalen van de etiologie van hypercapnie. [ 12 ]

Behandeling hypercapnie

Wanneer de oorzaak van hypercapnie precies bekend is, richt de behandeling zich op de onderliggende bronchopulmonale ziekte en worden er passende medicijnen voorgeschreven.

In de eerste plaats zijn dit de bronchusverwijders: Alupent (Orciprenaline), Atrovent, Isadrin, Aerophyllin, Hexaprenaline, etc.

Fysiotherapie wordt ook veel gebruikt bij obstructieve bronchitis en COPD. Zie Fysiotherapie bij Chronische Obstructieve Longziekte voor meer informatie.

Benzomopine, Azamolin, Oliphen en andere antihypoxantia worden voorgeschreven bij zuurstoftekort. Het medicijn Oliphen (tabletten en injectievloeistof) is daarom gecontra-indiceerd bij patiënten met cerebrale circulatiestoornissen, en de bijwerkingen ervan zijn beperkt tot allergische urticaria en matige arteriële hypotensie. [ 13 ], [ 14 ]

Mechanische beademing bij hypercapnie (met endotracheale intubatie) is noodzakelijk in gevallen van acuut respiratoir falen. En om de gasuitwisseling te verbeteren en ademhalingsproblemen en hypoxemie te voorkomen, wordt niet-invasieve positieve drukbeademing (waarbij zuurstof wordt toegediend via een gezichtsmasker) gebruikt. [ 15 ]

Het voorkomen

Om hypercapnie te voorkomen is het noodzakelijk:

• stoppen met roken en de alcoholconsumptie beperken;
• overtollige kilo's kwijtraken;
• tijdig bronchopulmonale ziekten behandelen, zodat ze niet chronisch worden en de toestand ook in de gaten houden op de aanwezigheid van systemische en auto-immuunziekten;
• Vermijd het inademen van giftige gassen
• de spierspanning op peil houden (door regelmatig te bewegen en, indien mogelijk, door te sporten).

Prognose

Hypercapnie heeft een variabele prognose, die afhankelijk is van de etiologie. En hoe jonger de patiënt, hoe beter. [ 16 ]

Bij ernstige hypercapnie vormen verstoringen van het ademhalingsstelsel, stopzetting van de hartactiviteit en afsterven van hersencellen door zuurstofgebrek een zeer reële bedreiging.