скачать книгу бесплатно
Транспорт газов кровью. Перенос О
из легочных капилляров в капилляры тканей и СО
– в обратном направлении зависит в основном от работы «насоса» сердечно-сосудистой системы (минутного объема кровообращения) и дыхательной функции крови (количества циркулирующего гемоглобина и кривой диссоциации оксигемоглобина).
Чаще всего нарушается газообмен кислорода, транспорт которого осуществляется в двух формах: связанном с гемоглобином и в растворенном в плазме. Кислород переносится кровью в основном в связанном с гемоглобином крови (97 %) и небольшая доля (3 %) – растворенном в плазме состоянии.
Количество растворенного в плазме кислорода прямо пропорционально его парциальному давлению и коэффициенту растворимости. В артериальной крови в растворенном состоянии кислорода переносится всего лишь 14 мл: РаО
? коэф. растворимости
=95?0,00003 ?5000 = 14 мл. Коэффициент растворимости зависит от температуры: приТ=20 °C – 0,0031 мл/100 мл и Т = 38 °C – 0,0023 мл/100 мл. При гипербарической оксигенации (ГБО) в связи со значительным увеличением парциального давления О
количество растворенного кислорода в плазме резко повышается. Каждый грамм гемоглобина при полном насыщении переносит 1,31 – 1,39 мл кислорода.
Максимальное количество кислорода, соединенное с гемоглобином, называют кислородной емкостью, которая равна примерно 21 об.% (21 мл О
в 100 мл крови).
Количество транспортируемого кислорода (ТкО
) в связанном с гемоглобином состоянии можно определить по следующей формуле:
В норме SaO
=97%иSvO
= 72 %, (a-v)SO
= 25 %. Человек в покое потребляет около 250 мл О
в минуту (1000 – 750), т. е. около 25 % кислорода артериальной крови. При повышении метаболизма (например, при неадекватной анестезии) количество потребляемого кислорода возрастает.
Связь кислорода с гемоглобином артериальной крови в легких и отдача его тканям изображается в виде кривой диссоциации оксигемоглобина (КДО). Положение КДО можно определить по величине Р
– уровень РО
, при котором SO
составит 50 %. В норме Р
равен 26,7 мм рт. ст. Если эта величина меньше 27, КДО сдвигается влево, т. е. гемоглобин имеет большое сродство к кислороду и больше им насыщен. Причина сдвига КДО влево: алкалоз, гипотермия, гипокапния, уменьшение содержания 2 – 3 дифосфоглицерата (ДФГ). При значении Р
более 27 мм рт. ст. КДО смещается вправо и гемоглобин имеет более низкое сродство к кислороду и отдача его тканям может быть при более низкой перфузии. Причины сдвига КДО вправо: ацидоз метаболический, гиперкапния, гипертермия, увеличение 2 – 3 – ДФГ.
Различают следующие нарушения транспорта газов кровью: гемодинамические (снижение сердечного индекса) и гемические (уменьшение количества циркулирующего гемоглобина, ухудшение связывания кислорода с гемоглобином в легких или отдачи его тканям). Дыхательная функция крови нарушается при отравлении окисью углерода (угарным газом), когда образуется прочная связь СО с гемоглобином – карбооксигемоглобин (сродство СО с гемоглобином в 240 раз выше, чем у О
).
Наиболее информативными показателями, характеризующими транспорт газов кровью, являются:
• P
;
• количество циркулирующего гемоглобина;
• минутный объем кровообращения (или сердечный индекс);
• степень насыщения гемоглобина кислородом артериальной и венозной крови и их разница;
• парциальное давление кислорода в артериальной и венозной крови, их разница.
На основании этих показателей можно рассчитать количество транспортируемого и потребляемого организмом кислорода.
Газообменмеждукровьюитканями.Транспортгазовмежду кровью тканевых капилляров и клетками тканей осуществляется путем диффузии. Скорость ее прямо пропорциональна площади диффузионной поверхности, разнице парциальных давлений газа по обе стороны диффузионного барьера и обратно пропорциональна его толщине (в норме около 0,5 мкм, авмышцах около 50 мкм). Доставка кислорода тканям определяется отношением между его потреблением и поступлением. Кислород перемещается по градиенту парциальных давлений. и в клетке РО
достигает минимального уровня (до 4 – 20 мм рт. ст.).
Если доставка кислорода недостаточна для обеспечения потребностей тканей, клетки переходят на анаэробный гликолиз с образованием молочной кислоты. При гипоксии вследствие тяжелых нарушений газообмена на любом из рассмотренных этапов развивается метаболический ацидоз.
Наиболее информативными показателями для оценки газообмена в тканях являются: ?jсодержание лактата и отношение лактат/пируват в крови;
• показатели КОС, в частности избыток оснований (BE);
• PvO
, (a-v)PO
, (a-v)SO
.
Запасы кислорода в организме незначительные (около 1550 мл при дыхании воздухом и 4250 мл – при вдыхании 100%О
) (25 мл/кг), их хватает всего лишь на несколько минут (не более 5 при внезапной остановке сердца), после чего наступают необратимые изменения, прежде всего со стороны ЦНС. Запасы углекислоты – 122,9 л (1,8 л/кг), в основном в связанном состоянии. Она является физиологическим стимулятором кровообращения.
(!) Поэтому следует остерегаться не гиперкапнии, а гипоксемии. В связи с чем важно не допускать и быстро устранять гипоксемию (контроль оксигенации!), а ИВЛ проводить в режиме нормовентиляции (контроль вентиляции!).
Регуляция дыхания осуществляется:
1) центральными хеморецепторами, которые находятся в продолговатом мозге;
2) периферическими хеморецепторами в каротидных тельцах, бифуркации сонных артерий, в аортальных тельцах верхней и нижней поверхностях дуги аорты;
3) рецепторами легких (растяжения, ирритантными, юкстакапиллярными альвеолярных стенок) и прочими рецепторами (верхних дыхательных путей, суставов и мышц, артериальными барорецепторами, болевыми и температурными);
4) центральными регуляторами (варолиев мост и продолговатый мозг);
5) эффекторами (РаСО
, РаО
, рН).
Экспресс-оценка и контроль газообмена
Дыхание внешнее можно оценить ориентировочно по следующим клиническим признакам: частоте, объему и ритму дыхания, наличию или отсутствию цианоза, степени участия в дыхании вспомогательных мышц.
Частота дыхания у новорожденного в среднем составляет 40 в минуту, у взрослого человека – 12. Учащение дыхания у взрослого более 24 – показатель неблагополучия газообмена в легких. Частота дыхания может быть снижена при депрессии ЦНС и нарушении проходимости дыхательных путей.
Дыхательный объем составляет около 7 мл/кг, у новорожденного – 12 – 15 мл/кг. У взрослого человека с массой тела 70 кг дыхательный объем составлет около 500 мл, но он может колебаться от 170 до 1000 мл. Поверхностное дыхание даже при увеличенном минутном объеме дыхания может резко уменьшить объем альвеолярной вентиляции в связи с увеличением объема мертвого пространства. Дыхательный объем можно ориентировочно определить по экскурсии грудной клетки, а более точно – с помощью волюмоспирометра (вентилометра).
Ритм дыхания. В норме вдох в 1,5 раза короче выдоха, и дыхательные циклы примерно равны между собой. При выраженном нарушении дыхания появляется периодическое (патологическое) дыхание типа Куссмауля (шумное, учащенное глубокое дыхание без субъективного ощущения удушья), Чейна – Стокса (глубина дыхательных движений постепенно возрастает, затем – снижаетсяиследуетпаузаразличнойпродолжительности),Биота (дыхательные движения постоянной амплитуды внезапно начинаются и внезапно прекращаются).
Минутный объем дыхания (
) получают путем умножения дыхательного объема на частоту дыхания или измеряют в течение минуты с помощью волюмоспирометра (вентилометра).
Полученный результат сравнивают с должной величиной.
(!) Наиболее объективную оценку о вентиляции, оксигенации и газообмене в легких можно получить с помощью капнографии, пульсокcиметрии и определения газов в крови.
Капнография – один из методов стандарта минимального мониторинга во время анестезии и интенсивной терапии.
О вентиляции можно судить на основании показателей капнограммы:
1) концентрации (напряжения) углекислого газа в конечно-выдыхаемом воздухе – F
CO
(P
CO
) (в норме 4,9 – 6,4 об. % или 34 – 44 мм рт. ст.), при гиповентиляции (сниженном объеме альвеолярной вентиляции) увеличивается (гиперкапния) и при гипервентиляции (увеличенном объеме альвеолярной вентиляции) – уменьшается (гипокапния);
2) угла наклона альвеолярного плато – ? СО
(в норме он составляет 3 – 7°, увеличение его свидетельствует об увеличении неравномерности вентиляции).
Пульсоксиметрия – один из методов стандарта минимального мониторинга во время анестезии и интенсивной терапии.
Для оценки биомеханики внешнего дыхания с помощью пневмотахографа определяют растяжимость легких и грудной клетки (в норме 0,1 л/см вод. ст.) и резистентность дыхательных путей (в норме у взрослых 1 – 4 см/л ?с
, у детей – 5,5).
Оксигенацию в легких можно оценить с помощью пульсоксиметра наосновании степени насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (SaO
): в норме 94 – 97 % при дыхании воздухом, снижение ниже 94 % свидетельствует о гипоксемии.
О степени нарушения газообмена в легких судят по величине альвеоло-артериальной разнице напряжения кислорода – (А-а)РО
или индексу оксигенации – PaO
/SaO
. В норме (А-а)РО
при дыхании воздухом равна 10 – 20 мм рт. ст., а при вдыхании чистого кислорода – не более 100. Чем больше нарушен газообмен в легких, тем больше (А-а)РО
. Для расчета (А-а)РО
необходимо знать FiО
и РаО
, первую величину определяют с помощью газоанализатора или рассчитывают на основании потока кислорода во вдыхаемой смеси, а вторую определяют при исследовании газов крови с помощью газоанализатора типа микро-Аструпа.
Альвеолярно-артериальная разность РО
и РСО
зависит от трех факторов: отношения вентиляция – кровоток в легких (вентиляционно-перфузионного отношения), шунта (венозного примешивания) и диффузии газов через альвеолокапиллярную мембрану.
Индекс оксигенации по мере ухудшения газообмена в легких уменьшается. В норме у взрослого человека он более 300 (90/0,21 = 428), при синдроме острого повреждения легких (СОПЛ) – менее 300, а при респираторном дистресс-синдроме взрослых (РДСВ) – менее 200.
Транспорт газов кровью оценивают на основании:
1) количества циркулирующего гемоглобина (определяют по содержанию гемоглобина в крови – в норме 114 – 164 г/л и ОЦК);
2) формыкривойдиссоциацииоксигемоглобина(Р
=26,5мм рт. ст.);
3) минутного объема кровообращения;
4) количества транспортируемых кровью кислорода и углекислого газа.
Газообмен в тканях оценивают на основании отношения лактат/пируват (в норме оно равно 10 – 14, увеличение свидетельствует о нарушении обмена кислорода в тканях), степени увеличения дефицита оснований (ВЕ, в норме ±2,3 ммоль/л) и увеличения PvO
(в норме 40 мм рт. ст.).
О газообмене в организме в целом можно судить на основании величин: поглощениякислородатканями(
O
– в норме равно 250 мл/мин); выделения СО
