Есть ли точка, где доставка кислорода становится недостаточной?
Доставка и спрос на кислород
Что подразумевается под термином "глобальное потребление кислорода"?
Глобальное потребление O2 (VO2) (мл/мин) - это объём O2, потребляемый организмом в минуту.
Во время аэробного метаболизма VO2 тесно связан с обменом веществ в организме. VO2 покоя для человека весом 70 кг обычно составляет 250 мл/мин (на уровне моря и стандартной температуре). Во время тренировки VO2 увеличивается по мере того, как организм потребляет дополнительный O2 для питания сокращения мышц. По мере увеличения интенсивности упражнений VO2 увеличивается. Наступает момент, когда VO2 ограничивается скоростью доставки O2 в ткани, что, вероятно, связано с ограничением диффузии, достигаемым в мышечной микроциркуляции. Когда это происходит, мышцы переключаются с аэробного метаболизма, где потребляется О2, на анаэробный метаболизм, где энергия получается из гликолиза. Потребление О2 в этой точке перехода называется VO2max и тесно связано с максимальной физической нагрузкой (см. главу 43). Тренировка увеличивает VO2max и, следовательно, производительность.
Глобальный VO2 может быть рассчитан с использованием обратного принципа Фика:
Ключевое уравнение: обратный принцип Фика
VO2 = CO * (CaO2 - CvO2) * 10
где CO (л/мин) - сердечный выброс, CaO2 - содержание O2 в артериальной крови (млO2/100 мл крови), CvO2 - содержание O2 в венозной крови (млO2/100 мл крови), 10 - коэффициент преобразования единицы измерения и
|
|
|
CaO2 = (1,34 * [Hb] * SaO2 /100%) + 0,023 * PaO2
(см. главу 8), где [Hb] (г/дл) - концентрация Hb.
Приведённое выше уравнение по существу утверждает, что VO2 - это то же самое, что и O2, "взятый из артериальной крови", что отражается в разнице в содержании артериального и венозного O2. CO и CvO2 могут быть измерены с помощью катетера лёгочной артерии (поскольку CvO2 действительно должен быть измерен с использованием смешанной венозной крови), а CaO2 может быть измерен с помощью газового анализа периферической артериальной крови.
Что подразумевается под термином "глобальная доставка кислорода"?
Глобальная доставка O2 ḊO2 (мл/мин) - это объем O2, доставляемый в ткани из лёгких в минуту. ḊO2 можно рассчитать с помощью уравнения потока O2:
Ключевое уравнение: уравнение потока кислорода
DO2 = CO * CaO2 * 10
где 10 - коэффициент пересчёта единиц измерения.
Что такое типичная глобальная доставка кислорода в состоянии покоя?
Используя уравнение потока O2 с типичными значениями для покоящегося пациента, дышащего воздухом комнаты (CO = 5 л/мин, [Hb] = 15 г/дЛ, SaO2 = 98%, PaO2 = 13 кПа), сначала вычисляют CaO2:
CaO2 = (1,34 * [Hb] * SaO2 /100%) + 0,023 * PaO2
Следовательно:
CaO2 = (1,34 * 15 * 98/100) + 0,023 * 13 = 20,0 млO2/100 мл крови
|
|
|
Затем вычисляется ḊO2:
DO2 = CO * CaO2 * 10
Поэтому: DO2 = 5 * 20,0 * 10 = 1000 млО2/мин
Клиническая значимость: анемия
Что происходит с ḊO2, если пациент анемичен? Если пациент, описанный выше, стал анемичным, с концентрацией Hb, скажем, 8 г/дл:
CaO2 = (1,34 * 15 * 98/100) + 0,023 * 13 = 20,0 млO2/100 мл крови
----- DO2 = 5 * 10,8 * 10 = 540 млО2/мин
Это соответствует падению ḊO2 почти до половины нормального значения.
Однако в приведенном выше расчете есть один недостаток. СО у анемичного больного отклоняется от нормы - 5 л/мин. Анемия вызывает компенсаторное увеличение CO для поддержания ḊO2. Повышенное содержание CO частично является результатом снижения вязкости анемичной крови.
Как связаны ḊO2 и VO2?
В состоянии покоя у нормального пациента ḊO2 (типичное значение 1000 мл/мин) значительно выше, чем VO2 (типичное значение 250 мл/мин). Таким образом, говорят, что ткани имеют коэффициент извлечения O2 (OER) 25%.
Ключевое уравнение: OER
OER = VO2/DO2
Нормальная OER составляет 0,2-0,3, то есть только 20-30% доставленного О2 потребляется тканями, остальное возвращается в лёгкие в венозной крови.
OER 0,2-0,3 соответствует смешанному венозному насыщению Hb O2 70-80%.
Когда ḊO2 падает (например, в результате гипотензии) или VO2 повышается (например, в результате физических упражнений или сепсиса), ткани должны извлекать больше O2 из проходящей крови, если они хотят продолжать подвергаться аэробному метаболизму. Существует также значительная разница в нормальном OER между различными органами. Например:
|
|
|
- Каротидные тельца имеют высокий ḊO2, но низкий VO2, что приводит к низкому OER, отражающему их роль в ощущении изменений в составе крови.
- Сердце имеет высокий OER (приблизительно 0,6), что делает его очень восприимчивым к ишемии после снижения перфузионного давления в коронарных артериях.
Есть ли точка, где доставка кислорода становится недостаточной?
В состоянии покоя ткани будут продолжать извлекать O2 для аэробного метаболизма из проходящей капиллярной крови со скоростью 250 мл/мин до тех пор, пока не будет достигнуто критическое значение ḊO2 (рис. 17.1 а). Этот критический ḊO2 называется анаэробным порогом.
До достижения анаэробного порога VO2 считается независимым от подачи. Как только ḊO2 падает ниже этого критического значения, VO2 быстро уменьшается, и ткани вынуждены получать свою энергию анаэробным путём – теперь говорят, что VO2 зависит от снабжения.
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 43; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!