Anoxie nebo hypoxie je patologický stav, při kterém je tělo jako celek (generalizovaná hypoxie) nebo oblast těla (tkáňová hypoxie) zbaveno dostatečného přísunu kyslíku. Hypoxie, při které dochází k úplnému nedostatku přísunu kyslíku, se označuje jako anoxie.
Hypoxie se odlišuje od apoxémie. Apoxémie je abnormálně nízký parciální tlak kyslíku (PO2) v arteriální krvi . Častou chybou je použití termínu hypoxémie k označení nízkého obsahu kyslíku v arteriální krvi. Je možné mít nízký obsah kyslíku (např. v důsledku anémie), ale také vysoký PO2 a nesprávné použití může vést k záměně.
Generalizovaná hypoxie se vyskytuje u zdravých lidí při stoupání do vysoké nadmořské výšky, kde způsobuje výškovou nemoc a potenciálně smrtelné komplikace v podobě výškové nemoci, plicního edému ve vysoké nadmořské výšce (HAPE) a mozkového edému ve vysoké nadmořské výšce (HACE). Hypoxie se vyskytuje i u zdravých jedinců při dýchání směsí plynů s nízkým obsahem kyslíku, například při potápění pod vodou, zejména u systémů s uzavřeným okruhem dýchacích přístrojů, které kontrolují množství vdechovaného kyslíku ve vzduchu.
Příznaky generalizované hypoxie závisí na její závažnosti a zrychlení nástupu. V případě výškové nemoci, kdy se hypoxie vyvíjí postupně, patří mezi příznaky bolesti hlavy, únava, dušnost, pocit euforie a nevolnost. Při těžké hypoxii, neboli hypoxii s velmi rychlým nástupem, dochází ke změnám úrovně vědomí, záchvatům, kómatu a smrti. Těžká hypoxie vyvolává modré zbarvení kůže, tzv. cyanózu (hemoglobin je tmavší červení, pokud není vázán na kyslík (deoxyhaemoglobin), na rozdíl od sytě červené barvy, kterou má, když je vázán na kyslík (oxyhaemoglobin), a při pohledu přes kůži má zvýšenou tendenci odrážet modré světlo zpět do oka). V případech, kdy je kyslík vytlačen jinou molekulou, například oxidem uhelnatým, může být kůže „třešňově červená“ místo cyanotická.
Po smísení s vodní párou a vydechnutým CO2 v plicích dochází k difúzi kyslíku po tlakovém gradientu do tepenné krve v okolí, kde je její parciální tlak 100mmHg (13,3kPa). Tok tepenné krve dodává kyslík do periferních tkání, kde opět difúzuje po tlakovém gradientu do buněk a do jejich mitochondrií. Tyto bakteriím podobné cytoplazmatické struktury odebírají vodík z paliv (glukóza, tuky a některé aminokyseliny), aby hořel s kyslíkem a tvořil vodu. Uvolněná energie (původně ze slunce a fotosyntézy) se ukládá jako ATP, aby byla později použita pro energii vyžadující metabolismus. Uhlík paliva se oxiduje na CO2, který difúzuje po svém parciálním tlakovém gradientu z buněk do žilní krve, aby byl nakonec vydechnut plícemi. Experimentálně se difúze kyslíku stává limitující rychlostí (a smrtící), když parciální tlak tepenného kyslíku klesne na 40mmHg nebo níže.
Pokud je dodávka kyslíku do buněk nedostatečná pro poptávku (hypoxie), vodík se přemístí na kyselinu pyruvátovou a přemění ji na kyselinu mléčnou. Toto dočasné opatření (anaerobní metabolismus) umožňuje produkovat malé množství energie. Hromadění kyseliny mléčné ve tkáních a v krvi je známkou nedostatečné mitochondriální oxygenace, která může být způsobena hypoxémií, špatným průtokem krve (např. šok) nebo kombinací obojího. Pokud je závažná nebo dlouhodobá, může vést k buněčné smrti.
Vasokonstrikce a vazodilatace
Ve většině tkání těla je reakcí na hypoxii vazodilatace. Rozšířením cév umožňuje tkáň větší prokrvení.
Naproti tomu v plicích je reakcí na hypoxii vazokonstrikce. Ta je známá jako „Hypoxická plicní vazokonstrikce“ nebo „HPV“.
Aby tělo čelilo následkům vysokohorských onemocnění, musí vrátit arteriální P02 do normálu. Aklimatizace, způsob, kterým se tělo přizpůsobuje vyšším nadmořským výškám, jen částečně obnovuje P02 na standardní úroveň. Hyperventilace, nejčastější reakce těla na vysokohorské podmínky, zvyšuje alveolární P02 zvýšením hloubky a rychlosti dýchání. Nicméně, i když se P02 zlepšuje s hyperventilací, nevrací se do normálu. Studie horníků a astronomů pracujících ve výšce 3000 metrů a výše ukazují zlepšený aveolární P02 s plnou aklimatizací, přesto zůstává hladina P02 stejná nebo dokonce pod prahem pro kontinuální kyslíkovou terapii u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí (CHOPN). Kromě toho jsou s aklimatizací spojeny komplikace. Polycythemie, při které tělo zvyšuje počet červených krvinek v oběhu, zahušťuje krev, zvyšuje nebezpečí, že ji srdce nemůže pumpovat.
Ve vysokých nadmořských výškách může proti účinkům hypoxie působit pouze obohacení kyslíkem. Zvýšením koncentrace kyslíku ve vzduchu jsou potlačeny účinky nižšího barometrického tlaku a hladina arteriálního P02 je obnovena směrem k normální kapacitě. Malé množství doplňkového kyslíku snižuje ekvivalentní nadmořskou výšku v klimatizovaných místnostech. Ve výšce 4000 m poskytuje zvýšení koncentrace kyslíku o 5 procent pomocí kyslíkového koncentrátoru a stávajícího ventilačního systému nadmořskou výšku 3000 m, což je mnohem snesitelnější pro rostoucí počet lidí z nížin, kteří pracují ve vysoké nadmořské výšce. Ve studii astronomů pracujících v Chile ve výšce 5050 m zvýšily koncentrace kyslíku o 6 procent (tedy z 21 procent na 27 procent). Výsledkem byla zvýšená produktivita práce, menší únava a zlepšený spánek.
objem plic – vitální kapacita – funkční zbytková kapacita – respirační minutový objem – uzavírací kapacita – mrtvý prostor – spirometrie – pletyzmografie těla – průtokoměr vrcholu – objem nezávislý na hrudníku – zátěžový test průdušek
ventilace (V) (pozitivní tlak) – dech (inhalace, výdech) -dechová frekvence – respirometr – plicní povrchově aktivní látka – compliance – hysterezivita – odpor dýchacích cest
plicní oběh – perfuze (Q) – hypoxická plicní vazokonstrikce – plicní zkrat
poměr ventilace/perfuze (V/Q) a sken – zóny plic – výměna plynů – tlaky plicních plynů – rovnice alveolárního plynu – hemoglobin – křivka disociace kyslík-hemoglobin (2,3-DPG, Bohrův efekt, Haldanův efekt) – karboanhydráza (chloridový posun) – oxyhemoglobin – respirační kvocient – arteriální krevní plyn – difuzní kapacita – Dlco
pons (pneumotaxické centrum, apneustické centrum) – medulla (dorzální respirační skupina, ventrální respirační skupina) – chemoreceptory (centrální, periferní) – pulmonální stretch receptory – Hering-Breuerův reflex
vysoká nadmořská výška – toxicita kyslíku – hypoxie