하이퍼캡니아

호흡기는 신체에 산소를 공급하는 동시에 대사 산물인 이산화탄소(이산화탄소, CO2)를 제거합니다. 혈액은 조직에서 폐포로 이산화탄소를 운반하고, 폐포 환기를 통해 혈액에서 이산화탄소를 제거합니다. 따라서 고탄산혈증은 혈액 내 이산화탄소 농도가 비정상적으로 높아지는 것을 의미합니다.

역학

외국 통계에 따르면, BMI가 30~35인 비만의 경우, 저환기 증후군이 발생하는 경우가 10%이고, 체질량지수(BMI)가 40 이상인 경우, 저환기 증후군이 발생하는 경우가 30~50%입니다.

심각한 고탄산혈증 환자의 경우 호흡부전으로 인한 사망률은 평균 65%입니다.

원인 고탄산혈증

폐의학자들은 혈액 내 이산화탄소 수치(분압 - PaCO2)가 증가하는 데 대한 다음과 같은 이유를 제시합니다.

• 만성 폐쇄성 기관지염 및 만성 폐쇄성 폐질환(COPD )
• 천식 악화 및 기도 개통성의 장기간 감소(폐쇄)로 인해 천식 상태 가 됨
• 폐 고혈압은만성 폐쇄성 기관지염, 폐기종, 폐렴, 실리코증 및 기타 폐렴 질환 에서 폐포 손상과 관련될 수 있음 - 호흡기의 직업병
• 성인 호흡곤란 증후군
• 폐경화증 (종종 만성 기관지염으로 인해 발생) 을 포함한 호흡량 감소; 폐 무기폐 및 만성 기관지 확장증; 심장 질환 및 일부 전신 질환;
• 얕고 간헐적인 호흡으로 인해 혈액 내 O2와 CO2의 균형에 부정적인 영향을 미치는 수면 무호흡증 [1 ]
• 근이영양실조 또는 신경학적 성격의 근병증, 예를 들어 중증 근무력증, 근위축성 측색 경화증, 길랭-바레 증후군에서 횡격막과 늑간 호흡근의 근긴장도 및/또는 탄력성이 감소합니다.

고탄산혈증과 뇌졸중, 외상성 뇌손상 및 뇌종양은 뇌 순환 장애와 연수의 호흡 중심 손상으로 인해 병인학적으로 관련이 있을 수 있습니다.

또한 발열 시 전해질 불균형(산-염기 불균형), 호르몬 장애(과피질증, 갑상선 중독증), 신장 질환(신부전), 대사성 알칼리증, 패혈증 발병 시 대사성 고탄산혈증도 관찰됩니다.[ 2 ]

어린이의 고탄산혈증은 다음과 같은 원인으로 발생할 수 있습니다.

• 기관지폐계의 선천적 기형
• 신생아 호흡곤란 증후군
• 양수와 태변을 동반한 신생아의 호흡기 흡인;
• 신생아의 지속적인 폐동맥 고혈압.

미숙아의 경우 혈액 내 산소 부족(저산소증 및 고탄산혈증)이 발생하며, 장기간 인공호흡기 지원(ALS)과 관련된 기관지폐포 이형성증이 발생합니다. [3 ]

위험 요소

빈번한 감염성 폐 병변(기관지폐렴 및 폐렴)과 모든 만성 기관지폐질환 외에도 다음과 같은 경우 고탄산혈증 위험이 증가합니다.

• 흡연;
• 고도 비만(BMI가 30-35 이상으로 과체중일 경우 호흡 과정이 어려워짐)
• 독성 물질을 흡입 하거나 비정상적으로 높은 농도의 CO2를 함유한 공기를 흡입 하여 발생하는 폐 손상
• 저체온증(hypothermia);
• 폐암
• 대량의 알코올, 아편유사물 과다복용(중앙호흡 저하)
• 특히 척추의 굽음과 함께 나타나는 흉부의 변형
• 전신 섬유증을 동반한 자가면역 질환(류마티스 관절염, 낭포성 섬유증 등)
• 유전적 이상이 존재하는 경우(선천적 중추 저환기증이나 온딘의 저주 증후군 )

병인

세포 대사 과정에서 이산화탄소는 미토콘드리아에서 생성되고, 이후 세포질, 세포간 공간, 모세혈관으로 확산되어 혈액에 용해됩니다. 즉, 적혈구의 헤모글로빈과 결합합니다. 그리고 이산화탄소의 제거는 폐포에서 기체 교환, 즉 폐포-모세혈관 막을 통한 기체 확산을 통해 호흡 과정에서 이루어집니다. [ 4 ]

정상적으로(휴식상태에서) 호흡량은 500~600ml이고, 폐환기는 5~8 l/min이며, 폐포환기의 분당량은 4200~4500ml이다.

생리학자들은 종종 고탄산혈증, 저산소증, 호흡성 산증을 동일시하며, 혈액 내 이산화탄소 분압(PaCO2) 증가의 병인을 환기 장애, 즉 폐포 저환기증과 연관시키고, 그 결과 고탄산혈증이 발생한다고 주장합니다.

그런데, 고탄산혈증과 산증은 서로 연관되어 있습니다. 동맥혈 pH 감소를 동반한 호흡성 산증은 저환기증으로 인해 혈중 이산화탄소 농도가 증가하여 산염기 균형이 깨지는 현상입니다. 호흡성 산증은 두통, 주간 졸음, 떨림 및 경련, 기억력 저하를 유발합니다. [ 5 ]

그러나 혈중 이산화탄소 농도 감소(저탄산혈증과 고탄산혈증, 즉 이산화탄소 농도 증가)는 정반대되는 상태입니다. 이 경우, 저탄산혈증은 폐의 과환기와 함께 발생합니다. [ 6 ]

하지만 고탄산혈증 발생 기전으로 돌아가 보겠습니다. 폐환기 동안 호기된 공기의 약 3분의 1이 이산화탄소로부터 완전히 제거되는 것은 아닙니다. 그 이유는 일부 공기가 호흡계의 생리적 사강(각 부위의 공기량으로, 가스 교환이 즉시 이루어지지 않는 부분)에 남아 있기 때문입니다. [ 7 ]

기관지폐질환 및 기타 요인들은 폐 모세혈관상과 폐포 조직 구조에 장애를 일으켜 확산 표면을 감소시키고 폐포 관류를 감소시키며, 산소 농도가 낮고 이산화탄소 농도가 매우 높은 사강의 부피를 증가시킵니다. 그리고 다음 호흡 주기(흡기-호기)에서 이산화탄소는 완전히 제거되지 않고 혈액에 남게 됩니다. [ 8 ]

예를 들어, 만성 폐쇄성 기관지염의 경우, 폐포 환기가 감소하여 저산소증과 고탄산혈증이 관찰되는데, 즉 혈액 내 산소 수치가 감소하고 이산화탄소 함량이 증가합니다.

혈중 산소 농도가 낮은 만성 고탄산혈증은 명확한 원인, 특히 호흡기계 원인 없이 발생할 수 있습니다. 이러한 경우, 폐포 저환기는 연수의 중추 CO2 화학수용체 또는 경동맥 외벽의 경동체 화학수용체 기능 장애(대부분 유전적 요인에 의해 결정됨)와 관련이 있습니다. [ 9 ]

조짐 고탄산혈증

느리게 진행되는 고탄산혈증 증후군, 더 정확히 말하면 폐포 저환기 증후군은 무증상일 수 있으며, 두통, 현기증, 피로감 등의 첫 징후는 비특이적입니다.

고탄산혈증의 증상으로는 졸음, 얼굴과 목 피부의 홍조, 호흡 곤란(빠른 호흡), 부정맥을 동반한 비정상적인 심박수, 혈압 상승, 근육 경련 및 별증(손의 진동성 떨림), 실신 등이 있습니다.

호흡곤란(숨가쁨)이 꽤 자주 관찰되지만, 고탄산혈증과 호흡가쁨은 간접적으로 관련이 있을 수 있는데, 기관지폐질환에서는 얕지만 빈번한 호흡이 관찰되기 때문이다(폐포 환기가 악화됨).

중증 고탄산혈증의 임상 양상은 불규칙한 심박수, 발작, 혼란 및 의식 상실, 방향 감각 상실, 공황 발작을 특징으로 합니다. 동시에 뇌와 심장에 충분한 산소가 공급되지 않으면 혼수상태나 심정지의 위험이 높습니다.

응급 상황은 급성 고탄산혈증이나 급성 저산소성 폐부전 입니다.

허용성 고탄산혈증은 급성 호흡곤란증후군이나 기관지 천식 악화로 인한 폐손상을 입은 기계적 환기 환자의 저환기로 인해 CO2 분압이 상승하는 것을 말합니다. [ 10 ]

합병증 및 결과

중등도에서 중증의 과탄산혈증은 심각한 합병증과 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다.

고탄산혈증과 저산소증은 신체의 산소 부족 으로 이어진다.

또한 혈액 내 이산화탄소 농도가 높으면 심장 출력이 증가하고 동맥압과 두개내압이 급격히 상승합니다. 심장의 우심실(폐심장)이 비대해지고 호르몬계, 뇌, 중추신경계가 변화하여 특정한 정신적 반응과 과민성, 불안, 공황 상태가 나타납니다.

그리고 물론 호흡부전이 갑자기 발생할 수 있으며, 이는 사망에 이를 수 있습니다. [ 11 ]

진단 고탄산혈증

폐포 환기 장애는 원인이 다양하기 때문에 환자의 진찰, 병력 및 호소사항에 호흡기 검사, 호흡근과 뇌 순환 상태, 호르몬 및 대사 장애, 신장 병리 등을 검사하여 보완합니다. 따라서 진단을 위해서는 관련 소규모 전문가의 참여가 필요할 수 있습니다.

혈액 검사를 통해 가스 구성, pH 수준, 혈장 중탄산염 함량 등을 검사해야 합니다.

기기 진단이 수행됩니다: 폐 스피로메트리, 캡노메트리 및 캡노그래피(동맥혈의 CO2 분압 측정), 폐 기능의 X선 검사, EEC; 필요한 경우 - 다른 시스템 및 기관의 초음파 및 CT

감별 진단은 고탄산혈증의 원인을 결정하는 것을 목표로 합니다. [ 12 ]

치료 고탄산혈증

고탄산혈증의 원인을 정확히 알게 되면 근본적인 기관지폐질환을 목표로 치료를 실시하고 적절한 약물을 처방합니다.

우선, 기관지 확장제에는 알루펜트(오르시프레날린), 아트로벤트, 이사드린, 아에로필린, 헥사프레날린 등이 있습니다.

물리치료는 폐쇄성 기관지염과 만성폐쇄성폐질환(COPD)에도 널리 사용됩니다. 자세한 내용은 만성 폐쇄성 폐질환에 대한 물리치료를 참조하세요.

벤조모핀, 아자몰린, 올리펜 및 기타 항히스타민제는 산소 결핍증에 처방됩니다. 따라서 올리펜(정제 및 주사액)은 뇌순환 장애 환자에게 금기이며, 그 부작용은 알레르기성 두드러기와 중등도 동맥 저혈압에 국한됩니다. [ 13 ], [ 14 ]

급성 호흡부전의 경우 고탄산혈증(기관내 삽관 포함) 시 기계적 환기가 필요합니다. 또한 가스 교환을 개선하고 호흡 곤란 및 저산소증을 예방하기 위해 비침습적 양압 환기(안면 마스크를 통해 산소를 공급)가 사용됩니다. [ 15 ]

예방

고탄산혈증을 피하려면 다음이 필요합니다.

• 흡연을 중단하고 음주를 제한하세요.
• 불필요한 체중을 없애다;
• 기관지폐질환을 적절한 시기에 치료하여 만성화되는 것을 예방하고, 전신성 및 자가면역성 질환이 있는 경우 상태를 모니터링합니다.
• 독성 가스 흡입을 피하세요
• 근육 탄력을 유지합니다(규칙적인 운동을 통해, 가능하다면 스포츠 활동을 통해).

예보

고탄산혈증은 원인에 따라 예후가 다양하며, 환자가 젊을수록 더 좋습니다.[ 16 ]

심각한 과탄산혈증이 발생하면 호흡기 계통의 기능 장애, 심장 활동 중단, 산소 결핍으로 인한 뇌세포의 죽음 등이 매우 현실적인 위협이 됩니다.