Транспорт кислорода
Первоочередной задачей при любом угрожающем жизни состоянии является сохранение адекватного снабжения тканей кислородом для поддержания процессов биологического окисления. Наиболее важны следующие показатели, регулирующих обеспечение тканей кислородом в норме и при патологии (тяжёлые заболевания): содержание кислорода в крови, его доставка, потребление и степень утилизации.
Содержание кислорода
Кислород содержится в крови в двух формах: связанный с гемоглобином (Hb) и в свободном (растворённом) состоянии (рис. 8). Суммарное количество газа в обеих фракциях называют содержанием кислорода в крови. Содержание кислорода в артериальной крови определяют с учётом уровня Нb, равного 140 г/л, насыщения Hb кислородом (SaO2=98%) и парциального давления O2 (pO2) в данной крови (рaО2), которое составляет 100 мм рт.ст.:
СА = (1,3 х Нb х SaO2) + (0.003 х рaО2).
В норме СaO2, = (1,3 х 14 х 98) + (0,003 х 100) = 18,1 мл/100 мл (или объёмных процентов).
Первая часть уравнения (l,3 x Hb x SaO2) представляет собой содержание кислорода, соединённого с Hb, и указывает на то, что 1 г Hb связывает при полном насыщении (SaO2 = 100%) 1,3 мл кислорода. Вторая часть уравнения (0.003 х рaO2) представляет собой количество кислорода, растворённого в плазме, составляющее 0,003 мл/O2 в 1 мл плазмы. При этом необходимо подчеркнуть, что вклад величины рaО2 в содержание кислорода в артериальной крови несуществен. Таким образом, несмотря на популярность измерения рaО2, этот показатель не отражает степень насыщения крови кислородом. Значительно более информативным для оценки оксигенации артериальной крови является показатель SaO2, a измерение рaО2 целесообразно для оценки эффективности газообмена в лёгких.
Рисунок 8. . Основные компоненты системы транспорта кислорода.
Доставка кислорода
Доставка кислорода (DO2) представляет собой скорость транспорта кислорода артериальной кровью, которая зависит от величины сердечного выброса (СВ) и содержания кислорода в артериальной крови. В норме DO2 определяют при СaО2, равном 18%, и сердечном индексе, составляющем 3 л/(мин.м2) (СВ, делённый на площадь поверхности тела):
DO2 = СВ х СaO2 = СВ х (1,3 х Hb х SaO2) х 10.
Нормальное значение DO2 = 3 х (1,3 х 14 х 0,98) х 1 = 540 мл/(мин-м2) (коэффициент 10 — фактор преобразования объёмных процентов в мл/с).
Если обычный показатель сердечного выброса составляет от 2,5 до 3,5 л/(мин-м2), то нормальная величина DO2 колеблется от 520 до 720 мл/(мин.м2). В табл. 2-1 приведены величины всех показателей транспорта кислорода в норме, включённых в обсуждение в этом разделе.
Потребление кислорода
Потребление кислорода (VO2) является заключительным этапом транспорта кислорода к тканям и представляет собой кислородное обеспечение тканевого метаболизма. Уравнение Фика определяет потребление кислорода как производное сердечного выброса (СВ) и артериовенозной разницы в содержании кислорода (CaO2 - СvО2). При расчёте потребления кислорода мы используем насыщение гемоглобина венозной крови кислородом (SvO2), равное 73%: VO2 = СВ (СaO2 - CvO2) = СВ (13 х Нb) х (SaO2 - SvO2). Нормальное значение VO2 = 3 (13 х 14) х (0,97 - 0,73) = 130 мл/(мин.м2).
Выделение выражения (13 х Hb) связано с тем, что оно представляет собой отдельную часть в рассмотренной выше формуле, определяющей содержание кислорода. При нормальных значениях сердечного индекса 2,5-3,5 л/(мин.м2) величина VO2 колеблется от 110 до 160 мл/(мин.м2) (см. табл. 2-1). Большинство тканей не в состоянии запасать кислород впрок (за исключением мышечной; например, скелетные мышцы сохраняют кислород при помощи миоглобина, способного связывать до 14% общего количества кислорода в организме), поэтому поглощение кислорода из капилляров осуществляется в зависимости от метаболических потребностей в нём (кроме случаев нарушения способности извлекать кислород из капиллярной крови). Когда поглощение кислорода ухудшается, показатель VO2 будет определять скорость метаболических процессов. Такая ситуация возникает обычно у больных, находящихся в критических состояниях, и подробно описана при сепсисе, множественной травме, ожогах. Следовательно, VO2 как показатель скорости метаболических процессов в этих случаях должен быть определён у каждого больного.