فرط ثاني أكسيد الكربون في الدم حالة مرضية ترتفع فيها نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الدم. وثاني أكسيد الكربون هو غاز ناتج عن عملية التمثيل الغذائي داخل الجسم ويخرج عادة من الرئتين خلال عملية الزفير .
| فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم | |
|---|---|
 | |
فرط ثاني أكسيد الكربون يؤدي إلى ردود أفعال داخل الجسم تزيد من حدة عملية التنفس وزيادة الحصول على الأكسجين مثل الهياج وانحناء الرأس خلال النوم. فشل حدوث ذلك خطير وتؤدي إلى الموت أحيانا كما في متلازمة موت الرضع الفجائي.[1]
فرط ثاني أكسيد الكربون يعاكسه مرض آخر وهو ندرته في الدم.
الأسباب
فرط ثاني أكسيد الكربون يحدث كنتيجة لنقص التهوية أو لمرض تنفسي أو نتيجة فقدان الوعي. كما يمكن أيضا ان ينتج نتيجة التعرض إلى بيئة بها نسبة عالية من غاز ثاني أكسيد الكربون ( لأسباب تتعلق بالبراكين أو أسباب حرارية أرضية ). ويعد أيضا إعادة استنشاق الزفير أحد ألأسباب المؤدية للمرض. ويكون فرط ثاني أكسيد الكربون نتيجة طبيعية لاستخدام اللأكسجين المذاب للمرضى الذين يعانون من اختناق أثناء النوم. وفي هذه الحالة يكون مصحوبا بالحماض التنفسي.[2]
الأعراض والعلامات
الأعراض الأولية لمرض فرط ثاني أكسيد الكربون تكون في شكل توهج جلدي، نبض سريع، تسرع النفس، اختناقات ، انقباضات بطينية غير مكتملة، تشنجات عضلية، انثناءات في اليد، انخفاض في النشاط العصبي، واحتمالية ارتفاع في ضغط الدم. اعتمادا على مصادر أخرى تشمل الأعراض صداع في الرأس وارتباكات ووهن عام. كما يشجع فرط ثاني أكسيد الكربون من ازدياد النتاج القلبي. وارتفاع في ضغط الدم الشرياني ورجفان قلبي.[5][6] وفي الحالات المتأخرة من فرط ثاني أكسيد الكربون ( يكون تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون في الدم أعلى من 10 kPa أو 75mmHg). تصل الأعراض إلى حد الفزع وفرط التنفس والتشنجات وفقدان الوعي وأحيانا تؤدي إلى الوفاة.[7][8]
قيم معملية
فرط ثاني أكسيد الكربون في الدم يعرف مختبريا بأنه زيادة نسبة ثاني اكسيد الكربون في الدم عن 45mmHg. ولأن الغاز الذائب في حالة توازن مع حمض الكربونيك في الدم فإن درجة الحموضة للدم pH تنخفض مسببا الحماض التنفسي. ينظر إلى تأثير المرض على الـ pH على أنه النسبة بين ضغط الدم الوريدي للغاز وتركيز أيون البيكربونات., PaCO2/[HCO3-].
خلال الغطس
عملية التنفس عند الغواصين تتسبب في نقص التهوية السنخية الرئوية مسببا فشل التخلص من غاز CO2 في الدم ومن ثم حدوث المرض.
مصادر إضافية لثاني أكسيد الكربون في الغوص
هناك أسباب متعددة لعدم التخلص من ثاني أكسيد الكربون بشكل كامل أثناء زفير الغواص :
- يقوم الغاطس بعملية الزفير خلال أنبوبة لا تسمح بخروج كل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى البيئة المحيطة مثل أنبوبة تنفس الغاطس وقناع الوجه المخصص للغوص وخوذة الغطس ويقوم الغواص بعد ذلك باستنشاق الغاز مرة أخرى من خلال تلك الأنابيب مما يسبب زيادة في معدلات الوفاة.[9]
- فشل أجهزة غسل الغاز في متنفس الغواص في إزالة كميات من ثاني أكسيد الكربون.
- النشاط المتزايد للغواص يزيد من التمثيل الغذائي له مما يزيد في كمية ثاني أكسيد الكربون التي ينتجها.
- نظرا لأن كثافة الغازات تزداد مع زيداة العمق، يتطلب ذلك جهدا لإحداث عمليات الشهيق والزفير محدثا ذلك صعوبة في التنفس بفاعلية أقل ( جهد التنفس ).[10] كما أن زيادة كثافة الغازات يحدث تبادلا أقل للغازات في الرئتين، مما يزيد من معدل الوفاة.[9]
- تعمد الغواص عادة في الإقلال من معدل التنفس ... مما يسبب تخطي التنفس.
تخطي التنفس
تخطي التنفس هو تقنية مستخدمة لحفظ الغاز المستنشق خلال استعمال الدائرة المفتوحة للتنفس تحت الماء واهي عبارة عن احتفاظ الفرد بأنفاسه بين الشهيق والزفير ( تخطي التنفس ). تخطي التنفس هو تقنية مستخدمة لحفظ الغاز المستنشق خلال استعمال الدائرة المفتوحة للتنفس تحت الماء واهي عبارة عن احتفاظ الفرد بأنفاسه بين الشهيق والزفير ( تخطي التنفس ).[11] هناك أيضا مخاطر من انفجار الرئة بسبب تخطي التنفس خلال عملية الصعود إلى سطح الماء. ويتعارض ذلك مع دور معيد التنفس، حيث يمثل التنفس قوة دفع للغاز خلال الأنبوب إلى جهاز غسل الغاز ومن ثم إنتاج أكسجين جديد.
معيدات التنفس
في معيدات التنفس بالأنابيب المغلقة للتنفس خلال الغوص, ... يتم التخلص من غاز ثاني أكسيد الكربون من خلال أجهزة غسل الغاز التي تحتوي على مواد كيميائية صلبة عالية الجذب لثاني أكسيد الكربون مثل جير الصودا.[12] وفي حالة عدم إزالتها يحدث إعادة التنفس مسببة زيادة في تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون المستنشق.
المراجع
- N Engl J Med 361:795 The sudden infant death syndrome
- Dement, Roth, Kryger, 'Principles & Practices of Sleep Medicine' 3rd edition, 2000, p. 887. نسخة محفوظة 14 أبريل 2020 على موقع واي باك مشين.
- Toxicity of Carbon Dioxide Gas Exposure, CO2 Poisoning Symptoms, Carbon Dioxide Exposure Limits, and Links to Toxic Gas Testing Procedures By Daniel Friedman – InspectAPedia نسخة محفوظة 28 سبتمبر 2009 على موقع واي باك مشين.
- Davidson, Clive. 7 February 2003. "Marine Notice: Carbon Dioxide: Health Hazard". Australian Maritime Safety Authority.
- Stapczynski J. S, "Chapter 62. Respiratory Distress" (Chapter). Tintinalli JE, Kelen GD, Stapczynski JS, Ma OJ, Cline DM: Tintinalli's Emergency Medicine: A Comprehensive Study Guide, 6th Edition: http://www.accessmedicine.com/content.aspx?aID=591330.
- Morgan GE, Jr., Mikhail MS, Murray MJ, "Chapter 3. Breathing Systems" (Chapter). Morgan GE, Jr., Mikhail MS, Murray MJ: Clinical Anesthesiology, 4th Edition: http://www.accessmedicine.com/content.aspx?aID=886013.
- Lambertsen, C. J. (1971). "Carbon Dioxide Tolerance and Toxicity". Environmental Biomedical Stress Data Center, Institute for Environmental Medicine, University of Pennsylvania Medical Center. Philadelphia, PA. IFEM Report No. 2–71. مؤرشف من الأصل في 24 يوليو 201110 يونيو 2008.
- Lanphier EH (1956). "Nitrogen-Oxygen Mixture Physiology. Phase 5. Added Respiratory Dead Space (Value in Personnel Selection tests) (Physiological Effects Under Diving Conditions)". US Navy Experimental Diving Unit Technical Report. AD0725851. مؤرشف من الأصل في 03 يونيو 200910 يونيو 2008.
- US Navy Diving Manual, 6th revision. United States: US Naval Sea Systems Command. 2006. مؤرشف من الأصل في 13 أبريل 201610 يونيو 2008.
- Cheshire, William P; Ott, Michael C (2001). "Headache in Divers". Headache: The Journal of Head and Face Pain. 41 (3): 235–247. doi:10.1046/j.1526-4610.2001.111006235.x. PMID 11264683. مؤرشف من الأصل في 20 ديسمبر 2016.
Carbon dioxide can accumulate insidiously in the diver who intentionally holds the breath intermittently (skip breathing) in a mistaken attempt to conserve air
- Richardson, Drew; Menduno, Michael; Shreeves, Karl (eds). (1996). "Proceedings of Rebreather Forum 2.0". Diving Science and Technology Workshop.: 286. مؤرشف من الأصل في 25 ديسمبر 201016 مايو 2009.