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新冠“隐性缺氧”悄无声息引发严重损害,三个因素或造成这一现象!

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 Emma Chou • 2020-11-22 11:00:44 来源:前瞻网 E2003G0

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科学家们仍在解决新冠病毒如何攻击肺部和身体其它部位等许多令人困惑的问题。最大也是最危及生命的谜团之一是——该病毒是如何导致“隐性缺氧”的?。所谓“隐性缺氧”是指体内的氧含量异常低,如果长时间不被发现,会对重要器官造成无法弥补的损害。现在,根据计算机模型和与真实患者数据的比较,波士顿大学生物医学工程师和佛蒙特大学的合作者们已经开始解开这个谜团。

尽管经历了危险的低氧水平,许多感染COVID-19重症病例的人有时没有出现呼吸短促或呼吸困难的症状。缺氧能悄无声息地造成伤害,这就是为什么它被称为“隐性缺氧”。在新冠病毒患者中,人们认为感染首先会损害肺部,使其部分功能无法正常运行。这些组织失去氧气,停止工作,不再向血液中注入氧气,造成无声的缺氧。但一系列多米诺骨牌效应究竟是如何发生的,目前还不清楚。

这项研究的作者之一、波士顿大学工程学院生物医学工程和材料科学与工程教授Bela Suki说,“我们不知道这在生理学上是如何实现的。一些新冠病毒患者的血氧水平被一些专家描述为“与生活不相容”。令人不安的是,Suki说,许多病人在接受肺部扫描时几乎没有显示出任何异常迹象。

为了弄清隐性缺氧的原因,波士顿大学的生物医学工程师利用计算机模型测试了三种不同的情况,这些情况有助于解释肺部停止向血液提供氧气的方式和原因。他们的研究已发表在《自然·通讯》上,根据生物医学工程师Jacob Herrmann的说法,揭示了隐性缺氧可能是由COVID-19患者肺部同时发生的多种生物机制的组合引起的。Herrmann也是这项新研究的第一作者。

正常情况下,肺负责维持生命的气体交换,当我们吸气时为身体的每个细胞提供氧气,每次呼气时排出二氧化碳。健康的肺能使血液含氧量保持在95%到100%之间,如果低于92%,就会引起担忧,医生可能会决定通过补充氧气进行干预。(在新冠病毒大流行的早期,当临床医生开始对隐性缺氧敲响了警钟,商店货架上的血氧测试仪脱销了,因为新冠感染程度较轻,人们担心自己或家人可能不得不待在家康复,希望能够监测其血氧水平。)

研究人员首先研究了COVID-19如何影响肺部调节血液流向的能力。通常情况下,如果肺部因感染受损而不能吸收足够的氧气,这些区域的血管就会收缩。这实际上是我们的肺进化所做的一件好事,因为它迫使血液转而流经充满氧气的肺组织,然后在身体的其他部位循环。

但根据Herrmann,初步临床数据表明, 一些COVID-19患者的肺部已经失去了限制血液流向已经受损组织的能力,相反,甚至有可能扩张这些血管,这在CT扫描中很难看到或测量的东西。

使用计算肺模型, Herrmann、 Suki和团队测试了这一理论,揭示要使血氧水平降至在COVID-19患者身上观察到的水平,肺中不能再收集氧气的区域的血流量确实要比正常高得多,这会导致整个身体的低氧水平。

接下来,他们研究了血液凝固如何影响肺部不同区域的血液流动。当血管内壁因COVID-19感染而发炎时,肺部可能会形成微小的血块,这些血块太小,医学扫描上看不到。他们发现,通过对肺部进行计算机建模,这可能会引发隐性缺氧,但仅凭这一点可能不足以导致氧含量降至新冠患者身上所见的水平。

最后,研究人员利用他们的计算机模型来确定COVID-19是否干扰了肺正常运转所需的正常空气-血液流动比率。Suki说,这种类型的空气-血液流动比例不匹配是许多呼吸系统疾病(如哮喘患者)中都会发生的情况,它可能是COVID-19患者中观察到的严重的隐性缺氧的一个原因。他们的模型表明,如果这是隐性缺氧的原因,那么错配一定发生在肺部扫描中没有损伤或异常的部分。

总之,他们的发现表明,这三个因素的结合可能是导致一些COVID-19患者出现严重低氧病例的原因。通过更好地了解这些潜在的机制,以及不同患者的联合治疗方式如何不同,临床医生可以对使用通气和补充氧气等措施治疗患者做出更明智的选择。目前有许多干预措施正在研究中,包括一种低技术含量的干预措施,称为俯卧位,它能将患者翻转到腹部,使肺部后部吸入更多氧气,消除不匹配的气血比。

Suki表示,“不同的人对这种病毒的反应非常不同。”对临床医生来说,了解病人血氧偏低的所有可能原因是至关重要的,这样他们才能决定适当的治疗方式,包括帮助收缩血管、消除血凝块或纠正空气-血液流动比例不匹配的药物。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:

https://medicalxpress.com/news/2020-11-covid-silent-hypoxia.html

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