Пульсоксиметр: что важно знать об этом приборе

Вместе с новым коронавирусом в нашей жизни появились не только маски, но и пульсоксиметры. Пульсоксиметр – это маленький медицинский прибор, похожий на прищепку с экраном. Он показывает, как много кислорода находится в крови. Этот показатель иначе называется сатурацией и измеряется в процентах.

Зачем знать, сколько кислорода в крови?

Сатурация косвенно может рассказать о том, насколько хорошо работают легкие. Она не объяснит, в чем проблема, но поможет вовремя насторожиться.

Как работает пульсоксиметр?

Пульсоксиметр определяет, насколько яркая наша кровь. Чем ярче – тем больше кислорода. Артериальная кровь более яркая, потому что в ней кислорода больше. В венозной крови – меньше – и она более темная. Эта особенность лежит в основе работы пульсоксиметра. 

На одной стороне прибора находится источник света, а на другой – принимающий датчик. Когда вы кладете палец в пульсоксиметр, он пропускает световые волны разной длины через пульсирующую кровь. Эти лучи просвечивают гемоглобин – белок красных кровяных клеток, который переносит кислород. Не весь гемоглобин присоединяет кислород, но «пустого» белка в норме меньше.

Оксигемоглобин и гемоглобин без кислорода поглощают световые волны разной длины. Пульсоксиметр анализирует количество пропущенного света и переводит информацию в цифры. Так мы узнаем, сколько процентов нашего гемоглобина насыщено кислородом.

Какие цифры считаются нормой?

Сатурация от 95% и выше считается нормой  здоровых людей. 

В некоторых ситуациях насыщение крови кислородом может быть и ниже. Это возможно при хронических проблемах с дыхательной системой. Например, хронической обструктивной болезни легких, которая часто встречается у курильщиков. Обычно организм таких людей адаптирован к более низким показателям сатурации.

Что может пойти не так?

Показатели пульсоксиметра могут снижаться не только из-за низкого уровня кислорода в крови. Вот несколько возможных проблем, на которые стоит обратить внимание.

Накрашенные ногти

Лак для ногтей может повлиять на точность считывания данных. Особенно пульсоксиметр не любит голубой, бежевый, фиолетовый и белый лаки. То же касается татуировок на кончиках пальцев или синяков: они могут снижать показатели кислорода.

Кстати, очень длинные или искусственные ногти тоже могут стать помехой. Они затрудняют правильное введение пальца в зажим.

Холодные руки и низкое давление

Холод сужает сосуды и кровь по пальцу проходит медленнее. То же самое происходит при сниженном «верхнем» давлении, меньше 80 мм.рт.ст. Кровь просто не успевает доходить до кончиков пальцев с нужной скоростью. Пульсоксиметр не может считать пульсовую волну и выдает неверные результаты.

Не тот палец и лишние движения

Для точного измерения палец должен быть хорошо зафиксирован в пульсоксиметре. Хорошо – это значит, не слишком туго и не слишком свободно. Для этого стоит выбрать правильный палец и не двигать рукой. Если вы приподнимите руку или будете проводить измерение на весу, сатурация на мониторе может оказаться ниже, чем есть на самом деле.

Небольшой эксперимент показал, что правильнее всего измерять уровень кислорода в крови на среднем пальце ведущей руки. Разница по сравнению с мизинцем и со средним пальцем неведущей руки оказалась существенной. 

Это значит, если вы правша, цепляйте прибор на средний палец правой руки, если левша – левой. Впрочем, в больнице часто используют пульсоксиметр на указательном или безымянном пальце. Такое тоже не возбраняется. Большой палец не подходит, потому что может быть плохо зафиксирован между пластинок пульсоксиметра.

Лишний свет

Если использовать прибор при слишком ярком свете – дневном или искусственном – он может исказить показатели сатурации. Об этом предупреждает ВОЗ. Важно, чтобы никакой дополнительный источник света не проник между зажимами. Для этого надо плотно зафиксировать палец, чтобы он не проскальзывал между пластинками, и не держать руку прямо под источником света.

Неработающие батарейки

Очевидный момент, который можно случайно упустить. 

Как избежать ошибок в измерении?

1. Проводите измерения в спокойном состоянии и сидя.
2. Выберите палец на ведущей руке без лака и без синяков. 
3. Надежно зафиксируйте палец между зажимами пульсоксиметра ногтем вверх.
4. Положите руку на ровную поверхность. Проследите, чтобы она не была приподнята: кровь не должна оттекать от кончика пальца.
5. Процент насыщение крови кислородом пульсоксиметр покажет через 10-20 секунд. Для надежности можно продолжить измерение в течение нескольких минут. Так прибор сумеет дольше анализировать данные и выдаст более точное среднее значение.

Если вам кажется, что пульсоксиметр ошибается, проверьте его на других людях, которых вы считаете здоровыми.

Пульсоксиметрия и сатурация кислородом: норма, показатели обследования

© Автор: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., практикующий врач, преподаватель медицинского ВУЗа, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Одним из основных показателей нормально функционирующего организма является насыщенность артериальной крови кислородом. Этот параметр отражается на числе эритроцитов, а определить его помогает пульсоксиметрия (пульсовая оксиметрия).

Вдыхаемый воздух попадает в легкие, где имеется мощнейшая сеть капилляров, поглощающих кислород, столь необходимый для обеспечения многочисленных биохимических процессов. Как известно, кислород не отправляется в «свободное плавание», иначе клетки не смогли бы ее получить в достаточном количестве. Для доставки этого элемента к тканям природой предусмотрены переносчики – эритроциты.

Каждая молекула гемоглобина, находящаяся в красной кровяной клетке, способна связать 4 молекулы кислорода, а средний процент насыщенности эритроцитов кислородом называют сатурацией. Этот термин хорошо знаком анестезиологам, которые по параметру сатурации оценивают состояние пациента во время наркоза.

Если гемоглобин, используя все свои резервы, связал все четыре молекулы кислорода, то сатурация будет 100%. Совершенно необязательно, чтобы этот показатель был максимальным, для нормальной жизнедеятельности достаточно иметь его на уровне 95-98%. Такой процент насыщения вполне обеспечивает дыхательную функцию тканей.

Случается, что сатурация падает, и это всегда признак патологии, поэтому игнорировать показатель нельзя, особенно, при болезнях легких, во время хирургических вмешательств, при отдельных видах лечения. Контролировать насыщение крови кислородом призван прибор пульсоксиметр, а мы далее разберемся, как он работает и каковы показания для его применения.

Принцип пульсоксиметрии

В зависимости от того, насколько насыщен гемоглобин кислородом, меняется длина световой волны, которую он способен поглотить. На этом принципе основано действие пульсоксиметра, состоящего из источника света, датчиков, детектора и анализирующего процессора.

Источник света излучает волны в красном и инфракрасном спектре, а кровь поглощает их в зависимости от числа связанных гемоглобином кислородных молекул. Связанный гемоглобин улавливает инфракрасный поток, а неоксигенированный – красный. Не поглощенный свет регистрируется детектором, аппарат подсчитывает сатурацию и выдает результат на монитор. Метод неинвазивный, безболезненный, а его проведение занимает всего 10-20 секунд.

Сегодня применяется два способа пульсоксиметрии:

1. Трансмиссионная.
2. Отраженная.

При трансмиссионной пульсоксиметрии световой поток проникает сквозь ткани, поэтому для получения показателей сатурации излучатель и воспринимающий датчик нужно располагать с противоположных сторон, между ними – ткань. Для удобства проведения исследования датчики накладывают на небольшие участки тела – палец, нос, ушная раковина.

Отраженная пульсоксиметрия предполагает регистрацию световых волн, которые не поглощаются оксигенированным гемоглобином и отражаются от ткани. Этот метод удобен для применения на самых разных участках тела, где датчики расположить друг напротив друга технически невозможно либо расстояние между ними будет слишком велико для регистрации световых потоков – живот, лицо, плечо, предплечье. Возможность выбора места исследования дает большое преимущество отраженной пульсоксиметрии, хотя точность и информативность обоих способов примерно одинакова.

Неинвазивная пульсоксиметрия имеет некоторые недостатки, в числе которых – изменение работы в условиях яркого света, движущихся объектов, наличия красящих веществ (лак для ногтей), необходимость точного позиционирования датчиков. Погрешности в показаниях могут быть связаны с неправильным наложением устройства, шоком, гиповолемией у пациента, когда прибор не может уловить пульсовую волну. Отравление угарным газом и вовсе может показывать стопроцентную сатурацию, в то время как гемоглобин насыщен не кислородом, а СО.

Видео: обзор о приборе – пульсоксиметре

Области применения и показания к пульсоксиметрии

В человеческом организме предусмотрены “запасы” пищи и воды, но кислород в нем не хранится, поэтому уже через несколько минут с момента прекращения его поступления начинаются необратимые процессы, ведущие к гибели. Страдают все органы, а в большей степени – жизненно важные.

Хронические нарушения оксигенации способствуют глубоким расстройствам трофики, что отражается на самочувствии. Появляются головные боли, головокружение, сонливость, ослабляется память и мыслительная деятельность, появляются предпосылки к аритмиям, инфарктам, гипертензии.

Врач на приеме или при осмотре больного на дому всегда «вооружен» стетоскопом и тонометром, но хорошо бы иметь при себе портативный пульсоксиметр, ведь определение сатурации имеет огромное значение для широкого круга пациентов с патологией сердца, легких, системы крови. В развитых странах эти приборы используют не только в клиниках: врачи общей практики, кардиологи, пульмонологи активно применяют их в повседневной работе.

К сожалению, в России и других странах постсоветского пространства пульсоксиметрия проводится исключительно в отделениях реанимации, при лечении больных, находящихся в шаге от смерти. Это связано не только с дороговизной аппаратов, но и с недостаточной осведомленностью самих врачей о важности измерения сатурации.

Определение оксигенации крови служит важным критерием состояния пациента при проведении наркоза, транспортировке тяжело больных пациентов, во время хирургических операций, поэтому широко применяется в практике анестезиологов и реаниматологов.

Недоношенные новорожденные, имеющие вследствие гипоксии высокий риск повреждения сетчатки глаза и легких, также нуждаются в пульсоксиметрии и постоянном контроле сатурации крови.

В терапевтической практике пульсоксиметрия применяется при патологии органов дыхания с их недостаточностью, нарушениях сна с остановкой дыхания, предполагаемом цианозе разной этиологии, в целях контроля терапии хронической патологии.

Показаниями к проведению пульсоксиметрии считают:

• Дыхательную недостаточность вне зависимости от ее причин;
• Оксигенотерапию;
• Анестезиологическое пособие при операциях;
• Послеоперационный период, особенно, в сосудистой хирургии, ортопедии;
• Глубокую гипоксия при патологии внутренних органов, системы крови, врожденных аномалиях эритроцитов и др.;
• Вероятный синдром ночных апноэ (остановка дыхания), хроническая ночная гипоксемия.

Видео: Комаровский о пульсоксиметрии

Видео: о пульсоксиметрии в связи с коронавирусом

Ночная пульсоксиметрия

В ряде случаев возникает необходимость в измерении сатурации ночью. Некоторые состояния сопровождаются остановкой дыхания, когда пациент спит, что представляется весьма опасным и даже грозит гибелью. Такие ночные приступы апноэ нередки у лиц с высокой степенью ожирения, патологией щитовидной железы, легких, гипертонией.

Больные, страдающие нарушениями дыхания во сне, жалуются на ночной храп, плохой сон, дневную сонливость и чувство недосыпания, перебои в сердце, головную боль. Эти симптомы наталкивают на мысли о вероятной гипоксии во время сна, подтвердить которую можно только с помощью специального исследования.

Компьютерная пульсоксиметрия, проводимая ночью, занимает много часов, во время которых контролируется сатурация, пульс, характер пульсовой волны. Прибор определяет концентрацию кислорода за ночь до 30 тысяч раз, сохраняя в памяти каждый показатель. Совершенно необязательно, чтобы пациент находился в это время в больнице, хотя зачастую этого требует его состояние. При отсутствии риска для жизни со стороны основного заболевания, пульсоксиметрию проводят дома.

Алгоритм пульсоксиметрии во сне включает:

1. Фиксацию датчика на пальце и воспринимающего устройства на запястье одной из рук. Прибор включается автоматически.
2. На протяжении всей ночи пульсоксиметр остается на руке, и всякий раз, как пациент проснется, это фиксируется в специальном дневнике.
3. Утром, проснувшись, больной снимает прибор, а дневник отдает лечащему врачу для анализа полученных данных.

Анализ результатов проводится за промежуток с десяти часов вечера и до восьми утра. В это время пациент должен спать в комфортных условиях, с температурой воздуха около 20-23 градусов. Перед сном исключается прием снотворных препаратов, кофе и чая. Любое действие – пробуждение, прием медикаментов, приступ головной боли – фиксируется в дневнике. Если во время сна установлено снижение сатурации до 88% и ниже, то больной нуждается в длительной оксигенотерапии в ночные часы.

Показания к ночной пульсоксиметрии:

• Ожирение, начиная со второй степени;
• Хронические обструктивные заболевания легких с дыхательной недостаточностью;
• Гипертония и сердечная недостаточность, начиная со второй степени;
• Микседема.

Если конкретный диагноз еще не установлен, то признаками, говорящими о возможной гипоксии, и, следовательно, являющимися поводом к пульсоксиметрии, будут: ночной храп и остановки дыхания во время сна, одышка ночью, потливость, нарушения сна с частыми пробуждениями, головной болью и чувством усталости.

Видео: пульсоксиметрия в диагностике остановки дыхания во сне (лекция)

Нормы сатурации и отклонения

Пульсоксиметрия направлена на установление концентрации кислорода в гемоглобине и частоты пульса. Норма сатурации одинакова для взрослого и ребенка и составляет 95-98%, в венозной крови – обычно в пределах 75%. Снижение этого показателя говорит о развивающейся гипоксии, повышение обычно наблюдается при проведении оксигенотерапии.

При достижении цифры в 94%, врач должен принимать срочные меры по борьбе с гипоксией, а критическим значением считают сатурацию 90% и ниже, когда пациенту требуется экстренная помощь. Большинство пульсоксиметров издают звуковые сигналы при неблагополучных показателях. Они реагируют на снижение насыщения кислородом ниже 90%, исчезновение или замедление пульса, тахикардию.

Измерение сатурации касается артериальной крови, ведь именно она несет кислород к тканям, поэтому анализ венозного русла с этой позиции не представляется диагностически ценным или целесообразным. При уменьшении общего объема крови, спазме артерий показатели пульсоксиметрии могут изменяться, не всегда показывая действительные цифры сатурации.

Пульс в состояние покоя у взрослого человека колеблется в пределах между 60 и 90 ударами в минуту, у детей ЧСС зависит от возраста, поэтому значения будут разными для каждой возрастной категории. У новорожденных малышей он достигает 140 ударов в минуту, постепенно снижаясь по мере взросления к подростковому возрасту до нормы взрослого.

В зависимости от предполагаемого места выполнения пульсоксиметрии, аппараты могут быть стационарными, с датчиками на кисти рук, для ночного мониторинга, поясные. Стационарные пульсоксиметры применяются в клиниках, имеют множество разных датчиков и хранят огромный объем информации.

В качестве портативных приборов наиболее популярны те, у которых датчики фиксируются на пальце. Они просты в применении, не занимают много места, могут быть использованы в домашних условиях.

Хроническая дыхательная недостаточность на фоне патологии легких или сердца фигурирует в диагнозах многих больных, но пристального внимания именно проблеме оксигенации крови не уделяется. Пациенту назначаются всевозможные лекарства для борьбы с основным заболеванием, а вопрос необходимости длительной терапии кислородом остается вне обсуждений.

Основным методом диагностики гипоксии в случае тяжелой дыхательной недостаточности является определение концентрации газов в крови. На дому и даже в поликлинике эти исследования обычно не проводятся не только из-за возможного отсутствия лабораторных условий, но и по причине того, что врачи не назначают их «хроникам», которые длительно наблюдаются амбулаторно и сохраняют стабильное состояние.

С другой стороны, зафиксировав факт наличия гипоксемии с помощью нехитрого прибора пульсоксиметра, терапевт или кардиолог вполне могли бы направить больного на оксигенотерапию. Это не панацея от дыхательной недостаточности, но возможность продлить жизнь и уменьшить риск ночных апноэ с гибелью. Тонометр известен всем, и сами больные им активно пользуются, но если бы распространенность тонометра была такой же, как и пульсоксиметра, то и частота выявления гипертонии была бы во много раз ниже.

Вовремя назначенная кислородотерапия улучшает самочувствие больного и прогноз заболевания, продлевает жизнь и снижает риски опасных осложнений, поэтому пульсоксиметрия – такая же необходимая процедура, как измерение давления или частоты пульса.

Особое место занимает пульсоксиметрия у субъектов с лишним весом. Уже при второй стадии заболевания, когда человека все еще называют «пухляком» или просто весьма упитанным, возможны серьезные расстройства дыхания. Остановка его во сне способствует внезапной гибели, а родственники будут недоумевать, ведь пациент мог быть молод, упитан, розовощек и вполне здоров. Определение сатурации во сне при ожирении – обычная практика в зарубежных клиниках, а своевременное назначение кислорода предупреждает смерть людей с лишним весом.

Развитие современных медицинских технологий и появление приборов, доступных широкому кругу пациентов, помогают в ранней диагностике многих опасных заболеваний, а применение портативных пульсоксиметров – уже реальность в развитых странах, которая постепенно приходит и к нам, поэтому хочется надеяться, что скоро метод пульсоксиметрии будет так же распространен, как использование тонометра, глюкометра или градусника.

Видео: репортаж о пульсоксиметрии

Вывести все публикации с меткой:

Рекомендации читателям СосудИнфо дают профессиональные медики с высшим образованием и опытом профильной работы.

На ваш вопрос в форму ниже ответит один из ведущих авторов сайта.

В данный момент на вопросы отвечает: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., преподаватель медицинского вуза

Поблагодарить специалиста за помощь или поддержать проект СосудИнфо можно произвольным платежом по ссылке.

виды, показания, нормы, отклонения, плюсы

Пульсоксиметрия – метод, который используют для определения уровня кислорода в крови. От этого зависит самочувствие пациента, его жизнедеятельность и активность. Для контроля уровня сатурации, частоты сердечных ударов, используют специальные измерители – пульсоксиметры. Правила, цели, показания, подробно описаны в этой статье.

Что это такое

Количество кислорода в кровяной жидкости непосредственно влияет на трудоспособность человека, самочувствие, состояние здоровья. Для определения, изучения этого показателя используют пульсоксиметрию.

При дефиците этого вещества снижается жизнедеятельность человека. Часто возникает на фоне сердечно-сосудистых болезней. Если цифры в пределах нормы, наблюдается удовлетворенное самочувствие.

Для обследования понадобится пульсоксиметр. Предоставляет собой датчик, который закрепляют на пальце, мочке уха пациента. Этот датчик подключен к монитору.

Каждый удар сердца сопровождается звуковым сигналом. В современных измерителях есть возможность контролировать сердечные сокращения.

Цели

Пульсоксиметрия это методика, которую проводят в целях:

• определения дыхательной недостаточности;
• контроля самочувствия пациента в период действия анестезии и в постоперационный период;
• улучшения кислородной терапии;
• лечения тяжелых пациентов;
• диагностики нарушений сна, определение синдрома обструктивного апноэ.

Необходимость контроля показателей определяет врач, учитывая патологию.

Виды

Врачи выделяют 2 вида исследования.

1. Трансмиссионный. Основан на определении светового тока, который проходит сквозь ткани организма. Датчик закрепляется на разных участках тела, чтобы полноценно обеспечить прохождение светового потока.
2. Отражение. Определяет отображение светового потока от тканей. Такой вид обследования позволяет узнать о соотношении гемоглобина и кислорода.

В датчике аппарата есть 2 светодиода – источник красного и инфракрасного света. Они включаются по очереди. Фотоприемник предназначен для определения потока света, после того, как его поглотят ткани.

Правила

Измеритель не сложный в использовании. В работе с устройством важно соблюдать определенные правила.

1. Перед применением пульсоксиметра проверяется заряд батареи.
2. После включения следует подождать несколько секунд, пока закончится самотестирование.
3. Датчик закрепляют на пальце. Фиксация должна быть крепкой, но не оказывать сильное давление.
4. Ожидать 20 секунд, пока устройство выведет на монитор цифры.
5. Если цифры вызывают сомнение, исследование следует повторить несколько раз.

Ошибочные показатели бывают редко. Поскольку прибор электронный он может показать цифры, которые будут физиологически невозможными.

Ноготь пальца не должен быть покрытым лаком или другими веществами. Это влияет на искажение итоговых показателей.

Пульсоксиметр имеет повышенную чувствительность к внешнему свету, движениям. В процессе измерения пациент находится в состоянии покоя, не шевелится. Даже маленькая дрожь может создать кривую пульса, искажать показатели сатурации.

Большинство устойств новые, удобные в использовании. Не требует специфической подготовки пациента перед обследованием.

Показания

Основные показания к проведению исследования при наличии сердечно сосудистых заболеваний:

• артериальная гипертония 2 степени, которая проявляется утром и вечером;
• сердечная недостаточность;
• легочное сердце;
• синдром Пиквика.

Пульсоксиметр крепится на палец, а пациент находится в состоянии покоя.

Как проводится

Аппарат оснащен источником света, который находится в датчике прибора. Способен генерировать разные волны. Такой свет частично поглощается гемоглобином. Стадия поглощения зависит от того насколько он насыщен кислородом и возможно ли его восстановления.

Когда будет определена степень абсорбции волн, аппарат рассчитает количество оксигемоглобина. Работоспособность процессора зависит от пульса в кровотоке.

Изображение может отображать кривые линии, которые свидетельствуют об интенсивности ударов сердца. При замедленном кровотоке, то пульсоксиметр может показать ложные цифры.

Компьютер, расположенный внутри, определяет пульсацию. После этого на мониторе появляется кривая артериального кровотока.

Нормы и отклонения

В здоровом состоянии цифры должны быть в пределах 95-98%. У людей старше 70 лет – 94-97%. В период оксигенотерапии может достигать 100%. О патологическом процессе свидетельствуют цифры менее 90%.

Получить нормальные, достоверные результаты можно при отсутствии такого влияния:

Эти факторы провоцируют неспокойное состояние. Поэтому в итоге результаты получаются ошибочными.

Современные измерители достаточно точно позволяют оценить уровень кислорода в крови. Но абсолютную точность не может предоставить ни одно электронное устройство. Допустимые отклонения – 2-3%, 1 удар в минуту для частотности пульса.

Портативные приборы надеваются на палец и позволяют получить объективную информацию. При пульсоксиметрии нет необходимости проводить дополнительные исследования.

У детей

В процессе исследования возраст исследуемого очень важен. Между нормами содержания кислорода в кровяном русле, ударов сердцебиения, между взрослыми и детьми есть разница.

В организме новорожденных деток содержится очень мало железа, а легкие не развиты. По этой причине данные могут быть в пределах 92-95%. Такие результаты не свидетельствуют о наличии определенного заболевания. У недоношенных детей  сатурация может составлять 82%.

В таких случаях подключается искусственная вентиляция легких, которая компенсирует дефицит кислорода в организме. Пульсоксиметр для новорожденных могут применять в первые дни жизни. Пульс в таком возрасте достигает 135 ударов. С возрастом он понижается. С 15 лет норма частоты пульса 75-80 ударов в минуту.

У взрослых

Пульсоксиметрия позволяет выявить степени кислородной недостаточности у взрослых:

• норма – 95% и более;
• 1 степень – 90-94%;
• 2 – 75-89%;
• 3 – данные менее 75%;
• гипоксемическая кома – менее 60%.

При развитии отклонений понадобится консультация врача, поскольку это может быть опасно для здоровья. Методика лечения зависит от степени недостаточности.

Норма кислорода в крови – сатурация, у взрослого человека составляет 97-99%. Все, что ниже 95% является отклонениями.

Плюсы процедуры

Пульсоксиметрия и полученные с ее помощью данные позволяют измерять такие параметры:

• насыщенность крови кислородом;
• частоту сердечных сокращений;
• индекс наполнения пульса.

С целью профилактики кислородной недостаточности пульсоксиметрия показана к проведению в домашних условиях. Для этого используют портативный специальный аппарат. Одним из главных преимуществ является то, что диагностика предоставляет максимально точной результат.

Одними из основных показаний к назначению пульсоксиметрии есть сердечно-сосудистые заболевания. Они влияют на самочувствие, сопровождаются выраженными симптомами.

Важно постоянно контролировать эти показатели. В случае отклонений понадобиться консультация врачу, полноценное обследование.

Материал подготовлен
специально для сайта venaprof.ru
под редакцией клинического фармаколога Неделько К.В.

что это, как измерить и почему она критична при ковиде

Сатурация крови, сатурация кислородом – что это?

Сам по себе термин «сатурация» означает насыщение жидкости газом. Его используют в разных отраслях — например, в пищевой промышленности он обозначает насыщение жидкости углекислым газом при производстве, в частности, газированной воды (хотя этот термин не слишком распространен).

Наиболее широкое применение понятие нашло в медицине — им описывают насыщение жидкостей, тканей организма каким-либо газом. Это может быть азот, чей уровень насыщения имеет критическое значение для водолазов, так как его избыток приводит к декомпрессионной или кессонной болезни.

Или это может быть кислород в крови. Соответственно, употребление одного слова «сатурация», ставшее распространенным при пандемии коронавируса, не совсем верно. Правильнее уточнять: «сатурация крови».

Кроме того, часто употребляется неправильный оборот — «сатурация кислорода». Поскольку насыщается не кислород, а кровь, нужно говорить «сатурация (насыщение) крови кислородом».

Сатурация при коронавирусе – почему это важно

Как известно, главной опасностью при коронавирусе является тяжелая пневмония и, соответственно, дыхательная недостаточность. Чем недостаточность больше, тем состояние тяжелее и опаснее.

Об угрозе могут свидетельствовать и видимые проявления. Так, глава Роспотребнадзора Анна Попова указывала, что самым опасным симптомом при коронавирусе является одышка:

«Затрудненность дыхания — если вы ее чувствуете, нужно немедленно вызывать врача домой и не идти в поликлинику. Смотрите на свои ощущения. Чувство стесненности, затрудненности дыхания, когда трудно вдохнуть или выдохнуть — это основание, чтобы срочно озаботиться состоянием своего здоровья».

Известно также несколько простых тестов на проверку своего состояния. Например, можно попытаться на родном языке просчитать до 30 вслух, не делая дополнительных вдохов, при этом надо засечь время, за которое такая проверка выполняется. Стоит задуматься, если на одном вдохе не получается досчитать до 10 или времени уходит менее 7 секунд (то есть, вы очень торопитесь, потому что воздуха не хватает). Такой вариант придумали в Великобритании для оценки уровня кислорода в крови у людей по видеосвязи.

Тем не менее, подобные меры — не самые эффективные. Например, одышка может не появляться и при значительной нехватке кислорода. Как отмечает врач-инфекционист, заведующая отделением израильской больницы Шамир Асаф А Рофе Галина Гольцман: «Есть такое явление, которое в медицине называют «счастливой гипоксией» — когда больной может не замечать низкой сатурации, чувствуя себя при этом вначале хорошо».

А между тем, своевременное определение кислородных перебоев важно, так как при коронавирусной пневмонии состояние может стать критическим за несколько часов.

Как работает пульсоксиметр – прибор для измерения сатурации крови

Самым надежным способом является измерение сатурации напрямую — непосредственная оценка количества кислорода в крови. Суть механизма в том, что кровь просвечивается светодиодом и оценивается яркость прошедшего излучения. Чем больше кислорода в крови, тем отсвет ярче.

Возможность провести такую операцию порой закладывается в умные часы и фитнес-браслеты или фитнес-трекеры. В таком случае свет проходит через запястье с одной стороны браслета и улавливается с другой. Эта функция называется SPO2.

Однако наибольшая точность измерений получается при использовании специальных приборов — пульсоксиметров. Дело в том, что они просвечивают более наглядную область — не запястье, а палец.

Норма сатурации крови

Помимо сатурации пульсоксиметр измеряет также пульс. Тревожным считается показатель насыщения крови ниже 94%. Министерство здравоохранения называет подозрительным уровень 95% и меньше.

«Пульсоксиметрия, оценка уровня сатурации крови, является одним из пунктов, начисляющих баллы, по сумме которых принимается решение о дальнейшей госпитализации», — объяснил врач скорой медицинской помощи Рустам Мердалимов.

Сатурация кислорода в крови: норма

Уровень насыщения сосудов O2 определяет сатурация кислорода в крови, норма которой различна в зависимости от возраста человека и протекающих в организме недугов. Это измерение помогает установить, если ли в организме скрытое заболевание легких, сосудов или нервной системы.

Сатурацию можно определить при помощи клинического анализа после забора крови или используя пульсоксиметр. Это специальное измерительное устройство, которое крепится на мочку уха или подушечку пальца и уже в первые секунды выдает результат. Если полученные характеристики отличаются от нормального по возрасту уровня, требуется дополнительное медицинское обследование. Несоответствующие показатели транспортировки крови могут говорить об инфаркте миокарда, анемии и других серьезных недугах. Именно поэтому так важно знать нормы O2 по возрастам.

Уровень насыщения у взрослых

Когда рассматривается сатурация кислорода в крови, норма у взрослых ставится в качестве идеального показателя. Она составляет от 96 до 98%. Стопроцентного насыщения гемоглобина, который отвечает за перемещение кислорода, этим веществом не может быть, поскольку при прохождении через дыхательные пути часть полученного воздуха отсеивается. Крайняя граница адекватного состояния для взрослых – 95%. По рекомендациям Всемирной Организации Здравоохранения, изложенным в специальном документе о пульсоксиметрии, в случае установления уровня 94% и ниже требуется срочное обследование человека на предмет гиповентиляции легких, анемии и сердечных заболеваний.

Норма может быть снижена у курильщиков. Взрослые индивиды, постоянно курящие табак, подвергаются серьезному снижению транспортировки кислорода: процент доходит до 92 и в максимальном положении составляет не более 95. Табачный дым, а также испарения других веществ, препятствуют легким при сборе вещества. Они не позволяют уже прошедшим к сосудам частицам соединиться с эритроцитами, которые должны их перевозить.

Поводом к постоянному снижению процентного показателя может быть хроническая гиповентиляция легких. При недостаточной вентиляции легочного отдела в организм просто не поступает достаточное количество кислорода. Гемоглобину становится нечем насыщаться. Процент у пациентов с дыхательными проблемами колеблется от 90 до 95%.

Поводом обращения к врачу у взрослого, некурящего человека без дыхательных проблем является понижение уровня даже на 1%.

При этом нужно учитывать, что точный показатель выдает только клиническое исследование с забором крови. Погрешность при измерении внешним пульсоксиметром составляет около 1%.

Вентиляция сосудов у детей

В детском организме понижен по сравнению с нормой уровень гемоглобина – вещества, отвечающего за транспортировку кислорода по кровеносной системе. Это распространенное отклонение, вызванное тем, что железо в еще не развитом теле надолго не задерживается. Без железистых соединений не накапливается необходимое количество данного транспортировочного вещества. Поэтому для малышей нет четких границ правильного уровня сатурации кислорода в крови: норма у детей – лишь средний показатель, от которого допустимы отклонения.

При рождении показатель самый низкий. Дыхательная система малыша еще не работает в полную силу, ослабленным детям необходимы поддерживающие вентиляционные устройства. Как раз поэтому, если обсуждается сатурация кислорода в крови, норма у новорожденных не измеряется теми же процентами, что и у взрослых. Хотя по результатам исследований ВОЖ установлено, что оптимальное содержание для всех возрастов – не менее 95%, едва появившиеся на свет малыши могут опровергать это сниженным содержанием воздуха в своих сосудах. После рождения оно колеблется от 92 до 95%. При этом у малыша не обязательно наблюдаются травмы или заболевания легких или кровеносной системы.

По мере взросления количество гемоглобина в крови приходит в норму, а вместе с ним перестает скакать и сатурация. У детей старше нескольких месяцев адекватный уровень начинается с 95%. Это на 1% ниже, чем у полностью развитого организма.

Особенности насыщения у недоношенных младенцев

Дети, которые появились на свет раньше срока, практически сразу ставятся на обеспечение ИВЛ. Он поддерживает правильный темп и глубину дыхания, оптимально насыщает легкие воздухом. Поэтому измерить собственный уровень 02 у такого младенца тяжело.

Детская сатурация кислорода в крови и ее норма у недоношенных малышей была выявлена экспериментальным путем около полувека назад. Некоторых недоношенных ненадолго, без вреда для здоровья, отключали от дыхательного аппарата. Более половины детей в течение первых часов после отнятия от устройства показывали нормальный уровень – 95-96%.

Однако по мере прохождения времени лишь 16% остались с прежними показателями. Оставшиеся снизили их до 92%, а в особо тяжелых случаях – до 83%. Последняя отметка может свидетельствовать о пороках, несовместимых с жизнью. При таком показателе требуется постоянное использование ИВЛ вплоть до выписки врача.

Чем раньше был рожден ребенок, тем слабее у него развиты дыхательные пути и тем меньше показатель насыщения кислородом. ИВЛ полностью компенсирует недостаток, сводя на нет риски гиповентиляции различных тканей и органов детей: мозга, нервной системы, сердца. Это устраняет вероятность проблем в умственном и физическом развитии.

Особые случаи вентиляции

В особых ситуациях тело человека физически не может насытить само себя достаточным уровнем воздуха либо слишком быстро его теряет. Состояния могут быть следующие:

• беременность;
• потеря крови;
• недостаток железа в организме.

Снижение сатурации – это еще и первый признак, говорящий о наличии большой кровопотери. По уровню сатурации в медицинских учреждениях выявляют, насколько опасно положение пациента. Вместе с кровью организм утрачивает и необходимые для транспортировки эритроциты, что неблагоприятно сказывается на насыщении сосудов, и оно доходит иногда до 90%.

Недостаток железа – следствие кровопотери или неправильного питания. Без него гемоглобин не обладает должной цепкостью, не может захватить достаточно 02. Изменение процентов зависит от степени недостатка железа.

Отклонения при беременности связаны с уменьшением рабочей поверхности легких. Плод давит на легочные мешки, сокращая всасывание кислорода до 92-95%.

Простое измерение сатурации пульсоксиметром может спасти пациенту жизнь. Обнаружение отклонений от нормы должно обязательно заканчиваться посещением врача. В организме может крыться серьезный недуг, о котором на ранних стадиях говорит лишь транспортировка кислорода.

Сатурация кислорода в крови: норма, показатели, отклонения

Снабжение органов и тканей кислородом играет очень важную роль для организма человека. Без дыхания наши ткани погибли бы за считанные минуты. Однако данный процесс не ограничивается вентиляцией легких, существует очень важный второй этап – транспорт газов по крови. Существует целый ряд показателей, отражающих его протекание, среди которых очень важным является сатурация кислорода (то есть насыщение им гемоглобина) в крови. Каковы нормы сатурации? Какие факторы ее определяют? О каких заболеваниях может говорить ее снижение?

Определение сатурации и ее нормы

Сатурация – это показатель, отражающий процент насыщения гемоглобина кислородом. Для ее определения чаще всего используют такой прибор, как пульсоксиметр, позволяющий проводить мониторинг пульса и сатурации в режиме реального времени. Кроме того, существуют лабораторные методы, позволяющие оценить данный показатель при непосредственном исследовании крови, однако их используют реже, поскольку они требуют вмешательства с целью забора крови у человека, в то время как пульсоксиметрия абсолютно безболезненна и может проводиться круглосуточно, а отклонения полученных при ней данных не превышают 1% по сравнению с анализом.

Конечно, гемоглобин не может быть насыщен кислородом на все 100%, поэтому норма сатурации лежит в пределах 96-98%. Этого вполне достаточно для того, чтобы поступление кислорода к клеткам нашего тела было на оптимальном уровне. В том случае, если насыщение гемоглобина кислородом пониженное, транспорт газов к тканям нарушен, и их дыхание недостаточное.

Снижение сатурации может быть и в норме — у курящего человека. Для людей, страдающих от этой вредной привычки, норматив установлен на уровне 92-95%. Такие цифры у курильщиков не говорят о наличии патологии, однако понятно, что они все же ниже величин, установленных для обычного человека. Это говорит о том, что курение нарушает транспорт газов гемоглобином и приводит к постоянной небольшой гипоксии клеток. Курящий человек добровольно отравляет себя некой вредной смесью газов, которая снижает уровень кислорода в эритроцитах. Со временем это обязательно приведет к тем или иным патологиям во внутренних органах.

Причины снижения показателя

Первый фактор, приводящий к тому, что содержание кислорода в артериальной крови снижается, — это нарушения дыхания. Например, у людей с хроническими заболеваниями легких сатурация может лежать в пределах 92-95%. При этом транспорт кислорода и углекислого газа не нарушен, уменьшение показателя связано не с факторами крови, а со снижением легочной вентиляции. Оценка сатурации имеет огромное значение при обследовании больных с дыхательной недостаточностью. Исследование позволяет подобрать необходимый метод дыхательной терапии, а также задать нужные параметры искусственной вентиляции легких (если в ней есть надобность).

Также сатурация падает в результате большой кровопотери, особенно при таком состоянии, как геморрагический шок. На основании исследуемого показателя можно определить уровень кровопотери, а значит, оценить степень тяжести состояния человека. Мониторинг сатурации очень важен при проведении оперативных вмешательств. Он позволяет вовремя выявить пониженное поступление кислорода к клеткам тела человека и предпринять необходимые мероприятия, чтобы улучшить его.

Особенно важное значение данный показатель имеет при операциях на сердце: его снижение происходит раньше, чем уменьшение пульса или падение артериального давления. Кроме того, за ним обязательно следят в постреанимационный период, а также при выхаживании недоношенных детей (его динамика при подобных состояниях очень показательна).

Еще одна возможная причина снижения уровня насыщения гемоглобина кислородом — патология сердца. Это могут быть такие заболевания, как:

• сердечная недостаточность,
• инфаркт миокарда,
• кардиогенный шок.

Пониженное значение сатурации в данном случае обусловлено уменьшением количества крови, выталкиваемой сердцем. За счет этого ее циркуляция в теле человека замедляется, в том числе уменьшается приток крови к легким, а вместе с тем — и оксигенация. Происходит снижение многих функций крови, в том числе и транспорта газов. И все это связано именно с работой сердца, а не с тем, как гемоглобин переносит кислород и отдает его клеткам.

Очень важно, что сатурация помогает выявить неявную патологию, например, скрытую сердечную недостаточность и скрытый кардиогенный шок. При данных нозологических единицах у пациентов может не быть никаких жалоб, поэтому количество случаев, когда скрытые заболевания не диагностированы, достаточно высоко. Вот почему так важно применение дополнительных методов исследования, в том числе — определение транспорта гемоглобином газов по крови.

Кроме того, сатурация снижается при инфекционных заболеваниях. Ее значения устанавливаются примерно на уровне 88%. Все дело в том, что инфекция значительно влияет на обмен веществ, синтез белка, состояние всего тела в целом. Особенно сильные изменения происходят при сепсисе. При таком тяжелом состоянии нарушается работа всех органов, ухудшается их кровоснабжение, а вот нагрузка на них, напротив, повышается. Поэтому они достаточно сильно страдают от гипоксии.

Таким образом, сатурация отражает, насколько хорошо кровь переносит кислород к органам и тканям нашего тела.

Безусловно, существуют и другие показатели, отражающие данный процесс, в частности, многие исследования определяют не только кислород, но и углекислый газ, а также учитывают не только то, как гемоглобин переносит газы, но и как он их отдает. Однако определение сатурации при помощи пульсоксиметра является наиболее простым и доступным методом. Он не требует нарушения целостности кожных покровов и забора даже малого количества крови на анализ. Достаточно просто надеть прибор на палец и через несколько секунд получить результат.

Как правило, сатурация бывает снижена при достаточно серьезных состояниях, вызывающих тяжелые изменения во всем организме. В таких случаях показатель может быть снижен значительно. Чем он ниже, тем хуже прогноз: тело человека плохо переносит гипоксию, особенно сильно страдают клетки головного мозга. Незначительное снижение сатурации, как правило, бывает связано с хроническими болезнями легких и чаще всего возникает на фоне курения.

Универсального способа повысить сатурацию не существует. В каждом конкретном случае врач решает, какое именно лечение следует выбрать. Чаще всего во главу угла ставится борьба с основным заболеванием, вызвавшим данный симптом. Также применяют кислородную терапию, используют препараты, повышающие насыщение крови кислородом. Но это, скорее, вспомогательные мероприятия. Возврат сатурации к норме — это результат того, что человек постепенно идет на поправку, и его состояние улучшилось.

Как определяется нормальная насыщенность кислородом? (с рисунками)

Нормальное насыщение кислородом можно определить с помощью устройства, называемого пульсоксиметром, которое было разработано для измерения уровня кислорода в крови пациента. Маленькая машина прикрепляется к концу пальца или мочки уха, в которую она посылает свет разных цветов, а затем измеряет количество возвращаемого света. Пульсоксиметр может быть прикреплен к пальцу ноги при измерении у педиатрического пациента. Затем он определяет уровень насыщения крови кислородом и отображает показания на маленьком экране.Если отображаемое значение находится в пределах от 96 до 100%, состояние пациента считается нормальным.

У большинства людей нормальная концентрация кислорода составляет от 96 до 100 процентов.

Показание кислорода ниже 96% указывает на состояние, известное как гипоксия, или недостаточное снабжение кислородом крови, поступающей в ткани организма.Показания ниже 86% указывают на значительную гипоксию, а значения ниже 85% указывают на тяжелую гипоксию. В некоторых оксиметрах используются световые волны различной длины, что позволяет им измерять уровень окиси углерода в крови в дополнение к уровню кислорода.

Нормальное насыщение кислородом можно определить с помощью оксиметра, который прикрепляется к кончику пальца человека.

Определение нормальной сатурации кислорода может быть частью оценки эффективности медицинского вмешательства, но медицинские работники не всегда могут полагаться на показания пульсоксиметра для точного измерения насыщения кислородом пациента. Ситуации, в которых нельзя доверять устройству, включают пациентов, страдающих гипоперфузией, более известной как шок, и жертв переохлаждения или пониженной температуры тела из-за воздействия холода, потому что через капилляры будет течь недостаточно крови для получения точных показаний. получено.Отравление угарным газом также приведет к показаниям, превышающим фактическое насыщение кислородом.

Для введения кислорода пациенту, страдающему гипоксией, можно использовать назальную канюлю.

Курящие люди отравлены угарным газом, поэтому нормальное насыщение кислородом невозможно определить с помощью пульсоксиметра при их обследовании или лечении.Избыточное движение и наличие лака на ногте также могут помешать точным показаниям. Многие врачи утверждают, что наиболее точный метод измерения насыщения крови кислородом у пациента — это оценка физических признаков гипоксии: цианоза — синеватого цвета губ, ногтевого ложа и кончиков пальцев — и прохладной липкой кожи. Когда эти признаки видны, уровень кислорода, вероятно, низкий.

Пальцевой оксиметр использует красный и инфракрасный свет для измерения процентного содержания оксигенированного гемоглобина. Уровень насыщения крови кислородом ниже 86% указывает на значительную гипоксию. Пальцевой пульсоксиметр можно использовать в экстренных случаях. Аппарат CPAP может использоваться во время лечения гипоксии.

Глава 17

Глава 17

Глава 17 — Дыхательная система: газ Обмен и регулирование дыхания

Легочное кровообращение Клетки организма потребляют в среднем 250 мл кислорода в минуту и производят около 200 мл диоксида углерода в минуту .В отношение количества диоксида углерода к потребляемому кислороду составляет называется респираторным коэффициентом . Следовательно, средний респираторный коэффициент 0,8 . На рисунке ниже показаны движения кислород и углекислый газ в легкие и ткани и из них условия покоя. На рисунке выше показано, как кислород и углекислый газ проходит между альвеолярным воздухом и кровью через дыхательная мембрана , состоящая из эпителиальных клеток I типа стенки альвеол, эндотелиальных клеток капилляров и подвал мембраны зажаты между ними.

Диффузия газов Парциальное давление газов Парциальное давление газа составляет пропорция давления , вносимая индивидуальный газ до полного давления смеси газов. Парциальное давление определяется умножением: 1. Фракционная концентрация г. газ в смеси по, 2. Полное давление , создаваемое газом смесь. Полное давление воздух можно описать как сумму основных газов, содержащихся в воздух П воздух = P азот + P кислород + P вода на молярной основе воздух 79% азота и 21% кислорода при нуле влажность.Любая влажность (водяной пар) вычитает из долей азота и кислорода. Углекислый газ составляет всего 0,03% молекул воздуха. При нулевой влажности и при море уровень в воздухе: P азот = 0.79 х 760 мм рт. Ст. = 600 мм рт. Ст. P кислород = 0,21 х 760 мм рт. Ст. = 160 мм рт. Ст. P диоксид углерода = 0.0003 х 760 мм рт. Ст. = 0,23 мм рт. Ст. При влажность 100% частичная Давление H 2 O 47 мм рт. ст. . Это вызывает частичное давление быть: P азот = 563 мм рт. Ст. P кислород = 150 мм рт. Ст. P диоксид углерода = 0.21 мм рт. Ст.

Растворимость газов в жидкостях Молекулы газа, растворенные в вода имеет определенное парциальное давление. Когда приходят жидкость и газ при контакте концентрация молекул газа в жидкости составляет пропорционально парциальному давлению газа.На данном частичном давление относительная концентрация различных растворенных газов будет отличаться в зависимости от разной растворимости в жидкости. За Например, углекислый газ в 20 раз растворим в крови больше, чем кислород. Закон Генри описывает эти отношения с: Где: в = Молярная концентрация газа п. = Парциальное давление газа в атмосфера к = Константа закона Генри (на основе газ и температура) Когда емкости с водой подвергаются воздействию 100 мм рт. Ст. Чистого кислорода или углекислого газа, сверхурочно газ в воздух уравновешивает газом, растворенным в жидкости, пока они не станут оба при 100 мм рт.Однако, поскольку диоксид углерода растворяет больше легко в воде, концентрация газа в воде много для диоксида углерода выше, чем для кислорода. Это становится ясно при проведении расчетов: Давление при 37 o C Концентрация в воздухе Концентрация в воде Кислород 100 мм рт. Ст. 5.2 ммоль / литр 0,15 ммоль / литр Двуокись углерода 100 мм рт. Ст. 5,2 ммоль / литр 3,0 ммоль / литр

Обмен кислорода и углекислого газа Газы будут рассеиваться по их частям градиенты давления.

Газообмен в легких Хотя парциальные давления кислорода и углекислого газа в атмосфере 160 мм рт. ст. и 0,23 мм Hg , соответственно, в альвеолах давления 100 мм рт. ст. для кислорода и 40 мм рт. ст. для диоксида углерода.Это потому что: 1. Обменивает газа между альвеолами и капилляры. 2. Смешивание атмосферного воздуха с воздухом мертвого тела пробелы. 3. Насыщение воздуха альвеол водой Парковка . Деоксигенированная кровь, поступающая в легочные капилляры имеют P O2 40 мм рт. ст. и P CO2 46 мм рт. ст. . Газы диффундируют вниз по градиенту их концентрации. и выходят при том же парциальном давлении, что и газы в альвеолах. (P O2 = 100 мм рт. Ст. и P CO2 = 40 мм Hg ). Диффузия — это очень быстрый процесс, около 0,25 секунды или в пределах первых 33% длины капилляра в альвеолах. Быстрота скорости диффузии обусловлена относительная тонкость дыхательной оболочки.

Газообмен в дыхательной ткани Когда насыщенная кислородом кровь попадает в ткани P O2 составляет 100 мм рт. ст. , а P CO2 составляет 40 мм рт. Ст. .Ткани имеют более низкое парциальное давление кислорода из-за использование кислорода и более высокая концентрация углекислого газа, потому что производства углекислого газа. Количество P O2 и P CO2 в венозной крови зависит от метаболической активности ткань с большей активностью, приводящая к более низкому P O2 и выше P CO2 . Венозная кровь со всех частей тело возвращается к правой стороне сердца и перемешивается. Венозный кровь в правом предсердии поэтому называется смешанной венозная кровь. В состоянии покоя типичные значения P O2 40 мм рт. Ст. и P CO2 46 мм рт. ст. .

Детерминанты альвеолярного отростка P O2 и P CO2 Альвеолярный P O2 и P CO2 определяются: 1.P O2 и P CO2 из Вдохновленный воздух . 2. Минутная альвеолярная вентиляция. 3. Нормы расхода кислорода и углерода диоксид производство . Обычно P O2 и P CO2 вдыхаемого воздуха остается постоянным, а парциальное давление в альвеолах зависят от двух последних факторов.Об этом свидетельствует тот факт, что: 1. При альвеолярной вентиляции увеличивается относительная до потребление кислорода альвеолярный P O2 увеличивается и P CO2 уменьшается . 2. Когда альвеолярная вентиляция снижается относительная до потребление кислорода альвеолярный P O2 уменьшается и P CO2 увеличивается . Нормальная альвеолярная вентиляция отрегулирована для удовлетворения требований к тканям. Это соответствующее увеличение вентиляции называется гиперпноэ . Гиповентиляция возникает при альвеолярная вентиляция недостаточна для удовлетворения тканевых потребностей. Как следствие P CO2 увеличивается, а P O2 уменьшается. Гипервентиляция возникает, когда альвеолярная вентиляция превышает требования ткани так, что P O2 увеличивается, а P CO2 уменьшается.

Перенос газов в крови Транспортировка кислорода Гемоглобин Примерно 1,5% из кислород, переносимый кровью, растворяется в плазме или цитозоль красных кровяных телец, а остальные 98.5% обязательно гемоглобин . Кислород, связанный с гемоглобином, находится в равновесие с кислородом, растворенным в плазме, которая относится к P O2 . Кислород транспортируется связаны с гемом и частями молекулы гемоглобина. Связывание кислорода с гемоглобином зависит от P O2 в окружающей жидкости. Чем выше P O2 , тем большая привязка. Так как есть четыре привязки сайтов на молекуле гемоглобина количество молекул кислорода на Молекула гемоглобина колеблется от нет до четырех . Когда четыре кислорода молекулы связаны с молекулой, она считается насыщенной на 100% . При 100% насыщении 1 грамм гемоглобина несет 1.34 мл кислород. Математика: Гемоглобин в крови 12-17 г / дл или в среднем 150 г / л Пропускная способность по кислороду 1,34 мл / грамм x 154 грамм / литр ~ 200 мл / л Сердечный выброс 5 л / мин Запасы крови 5 л / мин x 200 мл O 2 / L = 1000 мл O 2 / мин . Тканей необходимо 250 мл O 2 / мин . Следовательно, в состоянии покоя венозная кровь все еще составляет 75% насыщенный. Анемия — уменьшение O 2 емкость крови.При анемии ткани могут не снабжаться кислород, в котором они нуждаются, и быстрее возникает усталость.

Кривая диссоциации гемоглобина и кислорода Кривая, показывающая процентное насыщение гемоглобин как функция P O2 имеет s-образную форму (сигмовидный). S-образный характер кривой можно объяснить следующим образом: следующим образом: При низких парциальных давлениях сродство гемоглобина для O 2 — это низкий. Увеличение P O2 приводит лишь к небольшому увеличению процента насыщения. По мере увеличения P O2 молекула гемоглобина приобретает по крайней мере одну молекулу O 2 . Связывание одной молекулы O 2 с гемоглобином вызывает конформационное изменение гемоглобина, что увеличивает сродство остальных субъединиц к ox

39.4A: Транспорт кислорода в крови

Большая часть кислорода в организме переносится гемоглобином, который находится внутри красных кровяных телец.

Задачи обучения

• Описать, как кислород связывается с гемоглобином и транспортируется в ткани тела

Ключевые моменты

• Гемоглобин состоит из четырех субъединиц и может связывать до четырех молекул кислорода.
• Уровни углекислого газа, pH крови, температура тела, факторы окружающей среды и болезни — все это может влиять на пропускную способность и доставку кислорода.
• Снижение способности гемоглобина переносить кислород наблюдается при повышении содержания углекислого газа и температуры, а также при снижении pH в организме.
• Серповидно-клеточная анемия и талассемия — два наследственных заболевания, снижающих способность крови переносить кислород.

Ключевые термины

• талассемия : наследственное заболевание, при котором человек производит большое количество эритроцитов, но клетки имеют более низкий уровень гемоглобина
• серповидно-клеточная анемия : наследственное заболевание крови, характеризующееся эритроцитами, которые принимают аномальную, жесткую, серповидную форму
• гем : компонент гемоглобина, отвечающий за связывание кислорода; состоит из иона железа, связывающего кислород, и порфиринового кольца, связывающего молекулы глобина; одна молекула связывает одну молекулу кислорода

Транспорт кислорода в крови

Хотя кислород растворяется в крови, таким образом транспортируется лишь небольшое количество кислорода.Только 1,5 процента кислорода в крови растворяется непосредственно в самой крови. Большая часть кислорода, 98,5 процента, связана с белком, называемым гемоглобином, и переносится в ткани.

Гемоглобин

Гемоглобин или Hb — это молекула белка, обнаруженная в красных кровяных тельцах (эритроцитах), состоящая из четырех субъединиц: двух альфа-субъединиц и двух бета-субъединиц. Каждая субъединица окружает центральную группу гема, которая содержит железо и связывает одну молекулу кислорода, позволяя каждой молекуле гемоглобина связывать четыре молекулы кислорода.Молекулы с большим количеством кислорода, связанного с гемовыми группами, имеют ярко-красный цвет. В результате насыщенная кислородом артериальная кровь, в которой гемоглобин переносит четыре молекулы кислорода, становится ярко-красной, в то время как деоксигенированная венозная кровь имеет более темно-красный цвет.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Гемоглобин : Белок внутри красных кровяных телец (а), который переносит кислород к клеткам и углекислый газ в легкие, — это гемоглобин (b). Гемоглобин состоит из четырех симметричных субъединиц и четырех гемовых групп. Железо, связанное с гемом, связывает кислород.Именно железо в гемоглобине придает крови красный цвет.

Вторую и третью молекулу кислорода связать с Hb легче, чем первую молекулу. Это связано с тем, что молекула гемоглобина меняет свою форму или конформацию при связывании кислорода. Четвертый кислород тогда связывать труднее. Связывание кислорода с гемоглобином можно изобразить как функцию парциального давления кислорода в крови (ось x) в зависимости от относительного насыщения Hb-кислородом (ось y). Полученный график, кривая диссоциации кислорода, имеет сигмоидальную или S-образную форму.По мере увеличения парциального давления кислорода гемоглобин становится все более насыщенным кислородом.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Кривая диссоциации кислорода : Кривая диссоциации кислорода демонстрирует, что по мере увеличения парциального давления кислорода большее количество кислорода связывает гемоглобин. Однако сродство гемоглобина к кислороду может сдвигаться влево или вправо в зависимости от условий окружающей среды.

Факторы, влияющие на связывание кислорода

Переносимость кислорода гемоглобином определяет, сколько кислорода переносится кровью.Кроме того, другие факторы окружающей среды и заболевания также могут влиять на способность переносить кислород и доставку; то же самое верно для уровня углекислого газа, pH крови и температуры тела. Когда диоксид углерода находится в крови, он реагирует с водой с образованием бикарбоната (HCO ₃ ^— ) и ионов водорода (H ⁺ ). По мере увеличения уровня углекислого газа в крови вырабатывается больше H ⁺ , а pH снижается. Увеличение углекислого газа и последующее снижение pH снижают сродство гемоглобина к кислороду.Кислород диссоциирует от молекулы Hb, сдвигая кривую диссоциации кислорода вправо. Следовательно, требуется больше кислорода для достижения того же уровня насыщения гемоглобина, как при более высоком pH. Подобный сдвиг кривой также является следствием повышения температуры тела. Повышенная температура, например, из-за повышенной активности скелетных мышц, вызывает снижение сродства гемоглобина к кислороду.

Заболевания, такие как серповидно-клеточная анемия и талассемия, снижают способность крови доставлять кислород к тканям и ее способность переносить кислород.При серповидно-клеточной анемии форма красных кровяных телец имеет серповидную форму, удлиненная и жесткая, что снижает их способность доставлять кислород. В этой форме красные кровяные тельца не могут проходить через капилляры. Когда это происходит, это болезненно. Талассемия — редкое генетическое заболевание, вызванное дефектом альфа- или бета-субъединицы гемоглобина. Пациенты с талассемией производят большое количество красных кровяных телец, но в этих клетках уровень гемоглобина ниже нормы. Следовательно, пропускная способность кислорода уменьшается.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Серповидно-клеточная анемия : У людей с серповидно-клеточной анемией эритроциты имеют форму полумесяца. Заболевания, подобные этому, вызывают снижение способности доставки кислорода по всему телу. .