ПЕРЕСМОТР КИСЛОРОДНОГО СТАТУСА АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ:
КИСЛОРОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ПОДХОДЯЩИЕ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ДОСТУПНОГО АРТЕРИАЛЬНОГО КИСЛОРОДА

O. SIGGAARD-ANDERSEN(1),  I.H.  GOTHGEN(2),  P.D.  WIMBERLEY(3)  &
N. FOGH-ANDERSEN(1).

The oxygen status of the arterial blood revised;  relevant oxygen  parameters for monitoring the arterial oxygen availability.
Scand J Clin Lab Invest 1990; 50, Suppl. 203; 17-28.

(1) Department of Clinical Chemistry,  Herlev  Hospital,  DK-2730  Herlev, Denmark.
(2) Department of Anaesthesia, Gentofte Hospital, DK-2900 Hallerup,  Denmark.
(3) Department of Clinical  Chemistry,  Herning  Hospital, DK-7400 Herning, Denmark.

     Новое поколение  очень  точных  многоволновых  оксиметров,  например, OSM3,  для измерения in vitro насыщения гемоглобина кислородом, концентрации общего гемоглобина, фракций карбокси- и метгемоглобина открывает новые возможности кислородного мониторинга.  В комбинации с показателями,  полученными газоанализаторами крови (такими, как ABL300), эти очень точные измерения позволяют рассчитать некоторые новые производные параметры на основе недавно разработанных вычислительных алгоритмов.
     Традиционными параметрами,  получаемыми из пробы артериальной  крови, являются парциальное давление кислорода (рО2) и насыщение гемоглобина кислородом (sO2).  Клинические примеры показывают,  что рО2 и sO2, даже рассматриваемые совместно,  могут вводить в заблуждение. Новый алгоритм позволяет вычислять три дополнительных кислородных параметра:
   1) давление извлечения кислорода, Рх, определяемое как давление, необходимое для извлечения
       2,3 ммоль кислорода на литр крови. Он указывает на уровень рО2 смешанной венозной крови
       при условии,  что артерио-венозная разница по кислороду нормальная (2,3 ммоль/л).
   2) Концентрация извлекаемого кислорода, Сх, определяемая как концентрация кислорода,
       извлекаемого при давлении 5,0 кПа.
   3) Кислородный  компенсаторный  фактор,  Qx,  получаемый  как результат (2,3ммоль/л)/Cx. Он
       может быть интерпретирован как величина повышения сердечного выброса, необходимая для
      обеспечения нормального рО2 смешанной венозной  крови, равного 5,0 кПа.  Эти три
      параметра показывают доступность кислорода в крови и объединяют важные свойства
      артериальной крови, связанные со снабжением тканей кислородом,  включая рО2
      артериальной крови, концентрацию "активного"  гемоглобина  (эквивалент кислородной
      емкости) и сродство гемоглобина к кислороду (р50).
Набор данных, полученных с помощью газоанализатора, например такого как ABL330, и комбинируемых с данными, измеренными  OSM3, содержат гораздо больше информации, чем обычно применяемые. Эта  информация выделена и обобщена при помощи нашего вычислительного алгоритма (OSA). Пренебрежение расчетом дополнительных кислородных параметров влечет за собой потерю ценной информации.

                                                                     ВВЕДЕНИЕ

     Кислород (О2) - наиболее важный компонент человеческой жизни.  Недостаток кислорода ведет к анаэробному метаболизму, лактат-ацидозу и в конечном счете к необратимому повреждению мозга. Избыток кислорода, с другой стороны, ведет к токсическому повреждению эндотелия легких, а у новорожденных - к ретролентальному фиброзу и слепоте.
   Следовательно, тщательное  слежение  за  снабжением кислородом весьма существенно в интенсивной терапии. В прошлом это достигалось частыми измерениями артериального давления кислорода (рО2(аB)) при помощи обычного газоанализатора, такого как ABL 330 [1]. Некоторые новые методы  облегчили эту задачу, и прежде всего, пульсоксиметрия для непрерывного, неинвазивного слежения за насыщением артериальной крови кислородом (sO2(аB)).
   Другим достижением  является разработка нового поколения очень точных многоволновых оксиметров, таких как OSM3, предназначенных для измерений in vitro насыщения кислородом артериальной крови,  концен-трации общего гемоглобина (сtHb) и фракций карбокси- и метгемоглобина (FCOHb и FMetHb). Благодаря новым расчетным программам, эти, точно выполненные измерения, позволяют вычислять некоторые производные параметры.
   Цель этой статьи - описать физиологическую основу и интерпретацию этих новых параметров.

                                                    ФИЗИОЛОГИЯ КИСЛОРОДА

   Вдыхаемый воздух увлажняется,  проходя через дыхательные пути человека. В альвеолах О2 обменивается на СО2 и падение рО2 от вдыхаемого воздуха к альвеолярному практически идентично альвеолярному рСО2, слегка зависящему от коэффициента обмена СО2/О2 в альвеолах, Rq ( Rq - respiratory quotient - дыхательный коэффициент).
   Кислород поступает в легкие путем диффузии и давление кислорода  альвеолярного  воздуха  в  легких  (рО2(А))  и  в  крови  легочных капилляров (рО2(рс)) становятся фактически идентичными при дыхании атмосферным воздухом и давлении около 14 кПа (105 мм рт.ст.).
   Небольшое количество крови проходит через нефункционирующие альвеолы легких,  такая кровь напоминает "венозную". Это так называемый "физиологический шунт" крови,  нормальное значение такого шунта составляет менее  5% общего легочного кровотока,  но это приводит к небольшому снижению артериального кислородного давления по отношению к альвеолярному,  значение  рО2 арт. приблизительно равно 12 кПа (90 мм рт.ст.).
   Далее кислород присоединяется к гемоглобину и его большая часть переносится в виде оксигемоглобина (НbО2). Нормальная концентрация общего кислорода в артериальной крови (ctO2(аB)) составляет 9,2 ммоль/л, 9,1 - в виде O2Hb и 0,1 - в виде физически растворенного кислорода.  Обычно гемоглобин почти полностью насыщается кислородом в легких, значение артериального насыщения  гемоглобина  кислородом  (sO2) приблизительно равно 0,97 (97%),
см. рис.1.
   Дальше кислород  передается в ткани.  Нормальная величина общего потребления кислорода составляет 11,2 ммоль/мин, а нормальный сердечный выброс 4,9 л/мин (для взрослого с массой тела 70 кг).  Другими словами, артерио-венозная разница по кислороду равняется 2,3 ммоль/л  (11,2/4,9). Т.е. нормальная  концентрация общего кислорода смешанной венозной крови на 2,3 ммоль/л (5,1 мл/дл) ниже артериальной.
   Это падение  концентрации  кислорода связано с падением рО2 смешанной венозной крови до 5 кПа (38 мм рт.ст.) в зависимости от  положения кривой диссоциации  оксигемоглобина (КДО) (blood oxygen binding curve, BOC), рис.2. Смешанная венозная кровь - это кровь, приходящая из верхней и нижней полой вен,  смешивается в правом желудочке и в правом предсердии, взятие пробы такой крови производится из легочной артерии.
   Если КДО cместится влево, т.е. увеличится сродство гемоглобина к кислороду, то рО2 смешанной венозной крови должно будет снизиться, чтобы было извлечено такое же количество О2 (рис.3). Следовательно, сродство гемоглобина к кислороду очень важно. Обычно оно измеряется в виде давления полунасыщения (значение р50).
   Значение рО2 в тканях очень низко, на митохондриальном уровне - около 0,3 кПа (2 мм рт.ст.). Нормальный градиент рО2 от венозного конца капилляра к митохондриям существенен для нормального окислительного  метаболизма. Умеренное падение рО2 смешанной венозной крови терпимо, но дальнейшее снижение означает тканевую гипоксию, а падение ниже 2,6 кПа (20  мм  рт.ст.) указывает на риск повреждения мозга.
   Венозная кровь возвращается в легкие, где обогащается кислородом,  и концентрация общего кислорода возвращается к артериальному уровню.

                                                 ПРОСТЕЙШАЯ ПАТОЛОГИЯ.

   Существует несколько причин падения концентрации общего кислорода смешанной венозной крови с последующим снижением рО2 смешанной  венозной крови и опасностью тканевой гипоксии.

 1. Артериальная кровь может неадекватно поставлять кислород.

 1.1.Артериальное рО2 может быть слишком низким для одного по одной  из следующих причин:

      1.1.1. рО2 во вдыхаемом воздухе может быть слишком низким, например, на большой высоте.
      1.1.2. Альвеолярное рО2 может быть слишком низким, а альвеолярное рСО2 слишком
                высоким из-за альвеолярной гиповентиляции.
      1.1.3. Шунтирование в легких может быть слишком большим, из-за чего происходит падение
                артериального рО2 относительно альвеолярного рО2. Это наблюдается при легочных
                воспалительных заболеваниях или отеке легких.

  1.2.Кислородная емкость гемоглобина может быть слишком низкой:

      1.2.1. Концентрация общего гемоглобина может быть очень низкой, т.е. у больного имеется
                анемия.
      1.2.2. Концентрация дисгемоглобинов (COHb и MetHb) может быть слишком высокой, что
                приводит к падению "активной" и "эффективной" концентрации гемоглобина.

  1.3.Кислород может очень "сильно" связываться с гемоглобином, т.е. значение р50 уменьшено. Это может быть обусловлено одним из следующих факторов:
      1.3.1. рН может быть увеличено.
      1.3.2. Концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах (cDPG(Ery)) может быть слишком низкой.
      1.3.3. Наличие COHb или MetHb.
      1.3.4. Наличие "ненормального" гемоглобина, такого, как фетальный гемоглобин.
      1.3.5. Низкая температура.

2.Другие причины, влияющие на неадекватное снабжение кислородом.
  2.1. Сердечный выброс может быть очень низким (шок).
  2.2. Уровень потребления кислорода может быть очень высоким (лихорадка, сепсис).

            МЕХАНИЗМЫ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ

   Если рО2 смешанной венозной крови имеет тенденцию к падению, у организма есть несколько компенсаторных механизмов, зависящих от причины падения рО2:

     Сердечный выброс может быть увеличен, возможно, путем изменения периферического
сопротивления.  Если сердечный выброс увеличивается, то артерио-венозная разница по кислороду уменьшается и потому увеличивается рО2 смешанной венозной крови. На рис.4
показана зависимость между сердечным выбросом, артерио-венозной разницей по кислороду и рО2 смешанной венозной крови.
     Повышение р50 облегчает освобождение кислорода из гемоглобина.
     Это происходит в результате образования молочной кислоты и падения рН или увеличения концентрации 2,3-ДФГ, вызванным увеличением концентрации деоксигемоглобина.
     Увеличение концентрации гемоглобина может быть достигнуто благодаря образованию эритропоэтина и стимуляции костного мозга.
     Перераспределение кровотока из тканей, потребность которых в кислороде ниже, к тканям, потребность которых в кислороде выше, (например, к мозгу) может быть достигнуто вазоконстрикцией сосудов кожи и мышц и  расширением сосудов мозга.

УМЕСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИЛИ ВОПРОСЫ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ДОСТАВКЕ КИСЛОРОДА

   Нормально ли артериальное рО2?  Слишком низкое значение paO2, связанное с вдыхаемым рО2, говорит о гиповентиляции или о большом физиологическом шунтировании в легких. Фактически степень шунтирования может быть вычислена, если принять, что концентрация общего кислорода на 2,3 ммоль/л (5,1 мл/дл) ниже в венозной крови, чем в артериальной. Слишком высокое артериальное рО2 сигнализирует о риске токсического воздействия кислорода.
  Достаточно ли артериальная кровь содержит кислорода? Другими словами - концентрация общего кислорода в артериальной крови нормальна или  нет? Если нет, то это потому, что концентрация активного гемоглобина слишком низка?
  Артериальный кислород легко доступен тканям или он слишком сильно связан с гемоглобином? Иными словами - р50 низкое? Если да, то что является причиной? Происходит ли это из-за высокого рН и/или низкого рСО2, или это происходит из-за присутствия СОНb или MetHb, или из-за уменьшения концентрации 2,3-ДФГ? Возможно в крови больного присутствует фетальный гемоглобин или другие виды гемоглобина с увеличенным  сродством гемоглобина к кислороду?
  Чтобы сделать следующий шаг, используя данные артериальной крови, предположим, что артерио-венозная разница по кислороду нормальная (2,3 ммоль/л=5,1 мл/дл), т.е. имеется нормальная величины потребления кислорода и нормальный сердечный выброс. Тогда концентрация общего О2 смешанной венозной крови должна быть на 2,3 ммоль/л (5,1 мл/дл) меньше артериальной, но каково будет соответствующее рО2? Теперь мы вводим новый параметр потому, что полагаем, он наиболее полно отражает важные свойства артериальной крови, включая артериальное рО2, кислородную емкость крови и сродство гемоглобина к кислороду. Мы предложили название "некомпенсированное давление кислорода смешанной венозной крови" и обозначили его символом рО2(uv). Однако, во избежание путаницы с непосредственно измерянным давлением кислорода смешанной венозной крови, мы предпочитаем теперь название "давление извлечения кислорода", определяемое как давление кислорода, требуемое для извле-чения 2,3 ммоль (51 мл) О2 на литр крови (при постоянных значения рН и рСО2). Мы предлагаем символ Рх (х - означает извлечение).
  Давление извлечения отражает суммарный эффект изменений артериального рО2, кислородной емкости крови и изменений в сродстве гемоглобина к кислороду, что отражается на доставке кислорода тканям.  Нормальное значение равно около 5 кПа (38 мм рт.ст.). Более низкое значение показывает, что артериальная кровь не осуществляет адекватного снабжения тканей кислородом. Значение давления извлечения не обязательно показывает, что истинное рО2 смешанной венозной крови низко; для примера, если возникает компенсаторное увеличение сердечного вы-броса, то значение рО2 смешанной  венозной крови может быть в действительности нормально.
  После рассмотрения вышеизложенного встает следующий вопрос:
предположим, что рО2 смешанной венозной крови остается нормальным при 5 кПа (38 мм рт.ст.), тогда какое количество кислорода может быть извлечено из крови?

  Нил Виллис  и  его сотрудники ввели это значение (С(а-х)О2), как параметр доступности кислорода. Мы предпочитаем называть этот параметр "концентрация извлекаемого кислорода", определяемый как количество О2, которое может быть извлечено из литра крови при давлении кислорода, равном 5 кПа (38 мм рт.ст.), при остающихся постоянными рН и рСО2. Мы предлагаем использовать для обозначения символ Сх(х -означает извлечение). Нормальное значение Сх примерно равно 2,3 ммоль/л.
  Мы могли бы также спросить: во сколько раз должен увеличиться сердечный выброс, чтобы обеспечить нормальное рО2 смешанной венозной крови равное 5 кПа (38 мм рт.ст.)? Это еще один новый параметр, вводимый нами, так как мы полагаем, что он обобщает важные особенности артериальной крови. Мы предложили называть этот параметр "сердечный  компенсаторный фактор" и обозначать его символом Сq. Сейчас мы предпочитаем называть его "кислородный компенсаторный фактор" и обозначаем символом Qx (х - означает  умножение).
  Высокое значение кислородного компенсаторного фактора показывает, что артериальная кровь неадекватно снабжает ткани кислородом. Если значение этого нового фактора равно 2, это говорит о том, что сердечный выброс теоретически должен быть удвоен для того, чтобы поддерживать рО2 смешанной венозной крови равным 5 кПа (38 мм рт.ст.). Однако эта цифра не означает, что в действительности сердечный выброс высокий, на самом деле он может быть низким, но в этом случае рО2 смешанной венозной крови также должно быть понижено.
  Кислородный  компенсаторный фактор и давление извлечения кислорода представляют информацию, которая имеет небольшое различие. Например, больной с уменьшенным давлением извлечения кислорода Px = 4.0 кПа (30 мм рт.ст.) может иметь кислородный компенсаторный фактор от 2 до 4 в зависимости от наклона кривой диссоциации кислорода, т.е. от концентрации гемоглобина и значения р50.
  Что такое истинное рО2 смешанной венозной крови? На этот вопрос невозможно ответить на основании анализа газов артериальной крови, необходимо брать пробу смешанной венозной крови из легочной артерии. Если мы можем получить такую пробу с помощью катетера Сван-Ганза,  измерение истинного рО2 смешанной венозной крови наилучшим образом покажет снабжение тканей кислородом. Если истинное рО2 смешанной венозной крови и вычисленное  некомпенсированное рО2 смешанной венозной крови идентичны, это говорит о том, что нет компенсаторного увеличения сердечного выброса.
  Что такое истинный сердечный выброс? Он может быть прямо измерен при помощи термодилю-ции или неинвазивно при помощи ультразвуковой  допплеровской техники.
  Что такое истинный шунт справа налево? Он может быть рассчитаны более точно, если есть проба смешанной венозной крови для определения артерио-венозной разницы по кислороду.
  Что такое величина потребления кислорода и энергетический метаболизм? Эти значения могут быть вычислены по артерио-венозной разнице общего О2 и сердечному выбросу (путем умножения). Образование молярной энергии из О2 равно примерно 450 кджоуль/ммоль (78 ккал/л) и  зависит от вида питания (углеводы, жиры или белки).

                                                      ЛЕЧЕБНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

  Если снабжение кислородом неадекватно, его можно улучшить некоторыми лечебными мероприятиями, в зависимости от причины, вызвавшей нарушение [13-15].
1.Вдыхаемое рО2 может быть увеличено от нормального в 20 кПа [150 мм рт.ст.] до 100 кПа [750 мм рт.ст. - чистый кислород при атмосферном давлении]. Риск заключается в кислородной интоксикации.
2.Альвеолярное рО2 может быть увеличено улучшением режима вентиляции альвеол.
3.Физиологическое шунтирование в легких (т.е. несоответствие между вдыхаемым и
   артериальным рО2) может быть уменьшено адекватным дренированием легких или изменением
   режима вентиляции респиратора.
4.Концентрация гемоглобина может быть увеличена путем переливания крови.
5.Концентрация активного гемоглобина может быть улучшена путем элиминации (выведения)
   СОНb и МetHb.
6.Путем уменьшения pH (корригируя гипервентиляцию и алкалоз) может быть выгодно снизить
   сродство гемоглобина к кислороду (увеличить p50). Иногда средней степени ацидемия (pH
   между 7,2 и 7,4) может быть действительно полезна с точки зрения снабжения кислородом.
   Низкая концентрация 2,3-ДФГ, которая может сопровождаться тяжелой гипофосфатемией,
   может быть предупреждена введением фосфатов.
   Лекарственные средства для легкого манипулирования сродством гемоглобина к кислороду
   пока не существуют.
7.Cердечный выброс может быть увеличен инотропными лекарствами.
8.Уровень потребления О2 может быть уменьшен воздействием седативных средств и
    понижающих температуру.

       ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОРОДНОГО СТАТУСА АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ

  Основываясь на предыдущих разделах, многие вопросы могут быть разрешены простым
анализом данных, полученных из артериальной крови.

Измеряемые параметры:
   с помощью газоанализатора ABL330:
     1.рН.
     2.Парциальное давление углекислого газа, рСО2.
     3.Парциальное давление кислорода, рО2.
   с помощью многоволнового оксиметра OSM3:
     1.Концентрация общего гемоглобина, ctHb=cHb+cO2Hb+cCOHb+cMetHb.
     2.Концентрация активного (эффективного) гемоглобина,
          ceHb=cHb+cO2Hb.
     3.Насыщение гемоглобина кислородом, sO2 = cO2Hb/ceHb.
     4.Фракция карбоксигемоглобина в общем гемоглобине, FCOHb = cCOHb/ctHb.
     5.Фракция метгемоглобина в общем гемоглобине, FMetHb = cMetHb/ctHb.

Рассчитываемые параметры:
Компьютерный алгоритм, алгоритм кислородного статуса, поставляется на дискете, а упрощенный алгоритм опубликован в этом номере [16].

Традиционные кислородные параметры :
   1. Концентрация общего кислорода:  ctO2 = ceHb * sO2 + pO2 * @O2
      где @О2 коэффициент растворимости для О2.

Таблица 1.
  Параметры относящиеся к "кислородному статусу" трех гипотетических больных: Альберта(А), Бориса(В) и Чарльза(С), дыхание происходит атмосферным воздухом, температура 37.0 град.С, давление окружающей среды 101.3 кПа (760 мм рт.ст.). Первые семь значений непосредственно измерены в артериальной крови. Остальные восемь рассчитаны по измерянным с помощью алгоритма кислородного статуса. Референтные значения  указаны для мужчин 50-летнего возраста.
____________________________________________________________________
Системное      Обычное  Обозначение  Больной       Референтные    Единицы
название         название                         А    В    С        пределы          измерений
____________________________________________________________________
аВ-Кислород,  парциальное  рО2     7.50  7.50  7.50      9.6-13.0          кПа
давление          давление
                         кислорода

(аВ)Hb-           насыщение     sO2     0.790 0.910 0.940   0.951-0.973
Кислород,       гемоглобина
насыщение     кислородом

aB-Гемо-        концентрация  ctHb     10.5  9.3   7.1        8.5-10.3             ммоль/л
глобин(Fe),       (общего)
концентрация  гемоглобина

(aB)Hb-Кар-     фракция      FCOHb   0.005 0.005 0.085    0.002-0.010
боксигемо-       карбокси-
глобин, фрак-   гемоглобина
ция вещества

(aB)Hb-             фракция      MetHb    0.005 0.005 0.022    0.002-0.010
Гемиглобин,    метгемо-
фракция            глобина
вещества

(aB)P-pH       кислотность     рН          7.21   7.35  7.49     7.37-7.43

(аВ)-Дву-      парциальное   рСО2         8.3    7.7   7.5        4.9-6.2           кПа
окись угле-   давление
рода,             углекислого
давление       газа

аВ-Окси-          концентрация  ceHb     10.4   9.2   6.3       8.4-10.2        ммоль/л
деоксигемо-     активного
глобин(Fe),      гемоглобина,
концентрация  кислородная
вещества          емкость

aB-кислород    (общая)           ctO2        8.3   8.5   6.0       8.0-10.2           ммоль/л
(общий),          концентрация
концентрация  кислорода,
вещества          содержание
                         кислорода

(aB)-Erys-     концентрация   cDPG       6.2   2.9   3.5        4.1-5.6           ммоль/л
2.3-Дифосфо-   2.3-ДФГ в
глицерат,        эритроцитах
концентрация
вещества

aB-Кислород,   давление        р50         4.7   3.2  2.6          3.2-3.8            кПа
давление           полуна-
полуна-             сыщения
сыщения

aB-кислород,   давление         Рх          5.3   4.2  3.0           4.5-5.5            кПа
давление         извлечения
извлечения

aB-кислород      концентра-     Сх         2.7   1.4  0.7                                ммоль/л
(извлекаемый),  ция извле-
концентрация    каемого
вещества           кислорода

aB-Кислород-   кислородный    Qx        0.9   1.7  3.5       0.7-1.5
ный компен-    компенсато-
саторный          рный фактор
фактор

aB-фракция       физиологи-    FShunt   0.36  0.20 0.11    0.04-0.10
шунтируемой    ческий
венозной           шунт
крови                 справа-налево
____________________________________________________________________

Таблица 2. Измеренные и производные кислородные параметры 2 больных.

_____________________________________________________________________
                                        1-й больной               2-й больной
                                 Проба 1     Проба 2    Проба 1        Проба 2
____________________________________________________________________
Измеренные параметры:

FO2(I)                                 0.7        0.5          0.21          0.21
pO2/кПа(мм рт.ст.)    14.4(108)   9.0(67)     12.8(96)      11.3(85)
pCO2/кПа(мм рт.ст.)    6.7(50)    6.7(50)      4.9(37)       5.9(44)
pH                                      7.36       7.35         7.47          7.41
sO2                                   0.974      0.921        0.984         0.967
ctHb/(ммоль/л)                  8.5          8.6             6.1             6.6
FCOHb                               0.008      0.007        0.010         0.008
FMetHb                              0.002      0.002        0.008         0.010

Рассчитанные параметры:

Fshunt                                  0.22        0.29          0.14          0.18
p50/кПа(мм рт.ст.)           4.0(30)    3.8(29)      2.8(21)       3.4(26)
cDPG/(ммоль/л)                   6.1        5.1             2.5            4.4
px/кПа(мм рт.ст.)              5.5(41)    4.8(36)      3.3(25)       4.1(31)
Qx                                         0.8        1.1              2.4             1.6
cBase(Ecf)/(ммоль/л)           2.8        2.1              2.8             3.2

Полученные с помощью катетера Сван-Ганза:

pO2(смеш. венозной
крови)/кПа(мм рт.ст.)      4.4(33)      4.5(34)

Сердечный выброс/(л/мин)  10.1           8.5

Рассчитанные:

DavO2/(ммоль/л)                   1.9          2.2
Потребление кисло-
рода/(ммоль/мин)                 19.3        18.9
____________________________________________________________________

  2.Давление полунасыщения кислородом, р50. Это истинное р50. Это значение может быть
     вычислено экстраполяцией из артериальной "точки" (рО2, sO2) вдоль кривой диссоциации,
     представленной гиперболической  тангенсной функцией [5].
  3.Стандартизированное давление кислорода при полунасыщении, р50 (стд). Это значение
      относится к нормальным рН, рСО2 и температуре, а также нулевым значениям СОНb и
      МеtHb.
  4.Концентрация 2,3-дифосфоглицерата в эритроцитах, сDPG. Это значение вычислено на
     основании отклонения р50 (стд.) от нормального целевого значения, 3,58 кПа (26,8 мм рт.ст.),
     принимая, что эти отклонения р50 не обусловлены рН, рСО2, FCOHb или FMetHb, а
     связаны с изменениями в cDPG.

Новые кислородные параметры:

  1.Давление извлечения кислорода, рх. Это значение вычислено из концентрации общего
     кислорода артериальной крови вычитанием из нее 2,3 ммоль/л (5.1 мл/дл) и расчетом
     получающегося рО2 (при постоянных рН и рСО2).
  2.Содержание экстрагируемого кислорода, сх. Рассчитывается как разница между истинным
     содержанием кислорода в артериальной крови содержанием общего кислорода в крови при
    рО2, равном 5,0 кПа (38 мм рт.ст.), также при постоянных рН и рСО2.
  3.Кислородный компенсаторный фактор, Qx. Рассчитывается как фактор, на который сх должно
     быть умножено чтобы получилось 2,3 ммоль/л (5.1 мл/дл).
  4.Оцениваемое физиологическое вено-артериальное шунтирование, FShunt. Эта величина
     вычислена как разница между альвеолярным и артериальным РО2, приняв, что артерио-
     венозная разница по  кислороду составляет 2,3 ммоль/л (5,1 мл/дл).

                                                РЕФЕРЕНТНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

Референтные величины для различных кислородных параметров были определены в недавно проведенном исследовании у 35 здоровых людей.  Значения зависят от  возраста и пола. Значения для мужчин 50-летнего возраста приведены в последней колонке таблицы 1.

                                                КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ

Сейчас мы имеем некоторые новые кислородные параметры, полученные в дополнение к известным парциальному давлению кислорода и насыщения гемоглобина кислородном. На первый взгляд может показаться, что это даст больше путаницы, чем помощи. Однако, следующие примеры показывают, что только давление кислорода и насыщение гемоглобина кислородом,  даже в сочетании, могут привести к ошибочной оценке кислородного статуса.

Теоретические примеры.
  Мы выбрали трех больных с нарушениями дыхания - Альберта, Бориса и  Чарльза. У все троих умеренно снижено давление кислорода до 7,5 кПа  = 56 мм рт.ст.(таблица 1). Альберт - цианотичен, с уменьшением насыщения до 0,79. Борис - слегка цианотичен, с насыщением 0,91, у
Чарльза насыщение гемоглобина кислородом равна 0,94 и он не цианотичен. Артериальные точки трех больных показаны на кривых диссоциации оксигемоглобина (рисунок 5).
  На первый взгляд можно полагать, что Альберт имеет наибольшие проблемы со снабжением кислородом, поскольку у всех одинаковое давление кислорода, но у него явно ниже насыщение.
  Однако, если мы вычислим кислородный компенсаторный фактор, мы найдем, что наибольшие проблемы у Чарльза - значение 3,5, у Бориса это значение 1,7, у Альберта 0,9. Другими словами, организм Альберта способен снабжать ткани кислородом без увеличения сердечного выброса. Борис должен почти вдвое, а Чарльз более чем втрое увеличить сердечный выброс, чтобы обеспечить нормальное рО2 смешанной венозной крови = 5кПа (38 мм рт.ст.). Если мы рассчитаем давление извлечения кислорода, мы найдем нормальное значение для Альберта, равное 5,3 кПа (40 мм рт.ст.),  тогда как у Чарльза значительно уменьшено давление извлечения кислорода (3,0 кПа = 22,5 мм рт.ст.), означающее, что ткани задыхаются в попытке экстрагиро-вать 2,3 ммоль/л (5,1мл/дл) кислорода из крови (показано на рисунке 6).
  Причиной этого неожиданного результата является то, что кривая диссоциации оксигемоглоби-на Альберта смещена вправо (т.е.  увеличено р50), в то время как кривые Бориса и Чарльза смещены влево.
  Увеличение р50 у Альберта произошло частично из-за легкой ацидемии (эффект Бора), и частично из-за небольшого увеличения концентрации ДФГ. Падение р50 у Бориса произошло в основном из-за низкой концентрации ДФГ, в то время как падение р50 у Чарльза - из-за комбинации причин: алкалемии, низкого содержания 2,3-дифосфоглицерата и отравления окисью углерода средней степени (из-за курения). Более того, Альберт имеет некоторую выгоду,
связанную с высокой концентрацией гемоглобина, в то время как у Чарльза немного уменьшена общая концентрация гемоглобина, но и ярко выражено уменьшение концентрации активного гемоглобина из-за присутствия дисгемоглобинов (карбокси- и метгемоглобин).
  Альберт не нуждается в дополнительном кислороде, несмотря на его цианоз. Его рН низок (7,21) из-за респираторного ацидоза, но коррекция его ацидоза нежелательна, потому что низкое рН удачным образом помогает уменьшить его сродство Hb к O2 и облегчает снабжение тканей кислородом. Его вено-артериальное шунтирование довольно высокое (36%); улучшение функции его легких, для примера, могло бы быть проведено адекватным дренированием.
  У Бориса хроническая дыхательная недостаточность с гиперкапнией, но с нормальным рН. Содержание его 2,3-ДФГ удивительно низко, что могло произойти из-за гипофосфатемии.
  У Чарльза заметный метаболический алкалоз (внеклеточный избыток оснований 17,9 ммоль/л) и умеренная гиповентиляция, возможна для компенсации алкалемию. Нормализация его рН (путем уменьшения избытка оснований до 9,3 ммоль/л) и элиминация окиси углерода и метгемоглобина могут увеличить кислородную емкость крови (до 6,6 ммоль/л) и уменьшить сродство гемоглобина к кислороду (р50 = 3,2 кПа) и значительно улучшить доступность кислорода: рх выросло бы до 3.9 кПа, а Qх упало бы до 1,9.

Случаи из практики.

Случай 1.

 Демонстрирует, как новые параметры могут быть применены для уменьшения риска токсического действия кислорода на легкие (Табл.2).
 У 53-летней  женщины, получавшей лечение по поводу злокачественной  лимфомы, развилась легочная недостаточность, клинически молниеносный респираторный дистресс-синдромом взрослых (ARDS). Была начата искусственная вентиляция с FO2(I) = 1.0 и РЕЕР (положительным давлением в конце выдоха).
 Два дня спустя состояние немного улучшилось, однако больная все еще нуждалась в искусствен-ной вентиляции легких с высоким FO2(I). Анализ газов артериальной крови показывает (пример 1) рО2=14.4 кПа (108 мм рт.ст.), sO2=0,974 при FO2(I)=0,7. Новые кислородные параметры
    рх=5,6 кПа (42 мм рт.ст.) и Qх=0,8 показывают, что артериальная оксигенация хорошая (т.е.-
    супранормальная).
Для того, чтобы уменьшить токсическое действие кислорода, FO2(I) было уменьшено до 0,5 и новый анализ газов крови (пример 2) показывает: рО2=9.0 кПа (67 мм рт.ст.) и sО2=0,921. Новые кислородные параметры показывают: рх=4,8 кПа (36 мм рт.ст.) и Qх=1,1, что говорит о
том, что артериальная оксигенация хорошая (другими словами: "низкие" значения рО2 и sО2 приемлемы).

Случай 2.

Показывает, как кислотно-щелочные изменения (т.е. сдвиг вправо кривой диссоциации оксигемоглобина) могут улучшить кислородный статус (Таблица 2).
58-летний мужчина после операции аорто-коронарного шунтирования находится на  искусствен-ной вентиляции. Анализ артериальных газов крови (пример 1) показывает допустимые значения рО2=12,8 кПа (96мм рт.ст.) и sО2=0,984, но новые кислородные параметры указывают на уменьшение  транспорта артериального кислорода (т.е., рх=3,2кПа (24 мм рт.ст.),  Qx=2,4). Уменьшение транспорта кислорода произошло из-за рН, вызвавшего сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево (рН=7,47; р50=2,7 кПа (20,3мм рт.ст.)).
Измерения смешанного венозного рО2 (4,4кПа=33 мм рт.ст.) и сердечного выброса (10,1 л/мин) подтверждают это и также показывают, что уменьшенное значение транспорта кислорода компенсировано частично увеличением сердечного выброса и частично - уменьшением рО2 смешанной венозной крови.
Транспорт кислорода может быть улучшен путем снижения рН (т.е. увеличением рСО2 путем снижения вентиляции), и потому искусственная венти-ляция была прекращена. Анализ артериальных газов крови на спонтанном дыхании (пример 2) показывает рО2=11,3 кПа (55 мм рт.ст.) и sО2=  0,967. Оба значения уменьшились по сравнению с примером 1. Однако, новые кислородные параметры указывают на явное улучшение артериального транспорта кислорода (т.е. рх=4.0 кПа (30 мм рт.ст.), Qх=1,6), что соответствует наблюдаемому сдвигу кривой диссоциации оксигемоглобина вправо (р50 = 3,3 кПа (24,8 мм рт.ст.)), вызванному падением рН до 7,41.
Новые измерения рО2 смешанной венозной крови (4,5 кПа=34 мм рт.ст. и сердечного выброса (8,5 л/мин) подтверждают улучшение, отмеченные по данным Рх и Qх и позволяют подтвердить предположение, что поглощение кислорода может считаться величиной постоянной
(19 ммоль/мин).
Кроме того они показывают, что компенсация оставшегося уменьшенным транспорта кислорода все еще включает в себя обе величины - увеличение сердечного выброса и понижение давления кислорода смешанной венозной крови.
Изменчивость оцененного значения концентрации 2,3-ДФГ отражает факт того, что вычисления в примере 1 (в обоих случаях) основаны на значениях насыщения кислородом выше 0,97, где неточность рассчитанных параметров значительно увеличивается [17].