Почему падает кислород в крови. Причины недостаточного поступления крови. Правильный распорядок дня

Основным показателем здорового функционирования органов и систем организма, является количество, которым насыщается артериальный состав крови молекулами кислорода.

Этот индекс отражается на количестве молекул эритроцитов и его можно определить при помощи методики измерения пульсоксиметрии.

Что такое нсатурация?

Вдыхаемый человеком воздух попадает на первоначальном этапе в легкие, где существует мощная сеть системы капилляров, которая и поглощает из воздуха кислород, необходимый для работы всех систем и органов, а также для процесса метаболизма в организме, и синтезирования в организме молекул и веществ.

Чтобы ионы кислорода были доставлены на место его потребление, в организме предусмотрены для этих целей молекулы эритроцитов, что заполняются молекулами красного пигмента (гемоглобина), который и служит транспортировщиком кислорода по всем клеткам организма.

Одна молекула красного пигмента (гемоглобина) в составе эритроцита способна взять с собой «на борт» 4 молекулы кислорода.

Процесс насыщения молекул гемоглобина в составе эритроцитов, которые содержатся в составе крови — называется процессом сатурация.

Если гемоглобин применяет в работе все свои резервы и набирает по 4 молекулы кислорода на каждую свою молекулу — тогда сатурация отмечается 100,0% в обеспечении жизнедеятельности клеток органов и в работоспособности молекул эритроцитов.

Для нормального функционирования всех органов и клеток систем — достаточно, чтобы был уровень сатурации от 95,0% и выше.

В медицине по сатурации оценивается состояние больного под действием наркоза в период оперативного хирургического вмешательства на организм.

Когда кислорода в крови норма, человек чувствует себя здоровым, если же индекс сатурации начинает падать, то это явный признак развития в организме патологического заболевания. Необходимо сразу сделать диагностику организма на выявления патологии.

Резкое снижение сатурации происходит при заболеваниях системы дыхания и болезней бронхов и легких.

Метод контролирования в крови кислорода — пульсоксиметрия

Контролировать сатурацию в крови необходимо постоянно, особенно людям, которые страдают патологиями системы кровотока и системы кроветворения. Для контроля сатурации придуман прибор для измерения сатурации — пульсоксиметр.

Принцип работы данного прибора пульсоксиметра разработан на основании дифференцированного светового поглощения молекулами гемоглобина и различная при измерении получается световая волна, которая и определяет насыщенность гемоглобина молекулами кислорода.

Прибор пульсоксиметр основан на действии двух по длине волн:

• Волна длинной 660,0 нм — называется красная волна;
• Длина волны 940,0 нм — имеет название инфракрасная волна.

Алгоритм выполнения пульсоксиметрии

Также в приборе пульсоксиметр находится процессор с монитором и фотоприемник, которые:

• Снимают информацию при помощи периферического датчика, имеющего 2 волны для снятия информации сатурации;
• Степень поглощения красных и инфракрасных волн происходит от уровня сатурации в составе крови;
• Поток света, что не востребован кровью, забирает на себя фотоприёмник;
• Данные передаются на процессор, он их обрабатывает, переводит в необходимые проценты и подает на экран монитора.

При методике пульсоксиметрии, сатурация состава крови определяется не дольше, чем за 20 секунд после проведения процедуры.

Виды пульсоксиметра

Пульсоксиметр определяет артериальный компонент при объеме крови во время пульсации.

Данная процедура пульсоксиметрия имеет 2 вида работы:

• Трансмиссионный вид определения сатурации;
• Вид отражённой сатурации.

При трансмиссионном типе анализа применяется волна света, проходящая через ткани организма.

Датчики, которые излучают волну и датчики, принимающие поток световой волны, расположены параллельно один другому. Измеритель для исследования и фотоприемник располагается на пальце, а также можно разместить их, на ухе, или крыле носовой пазухи.

При отражённом типе определения сатурации датчики приема и излучения волны расположены рядом.

Прибор, который основан на рабочем принципе отражения, может снять информацию по насыщению состава крови кислородом с различного участка тела:

• С лицевой части;
• На животе;
• На верхней конечности в районе предплечья;
• На нижней конечности с голени.

Коэффициенты двух видов замера сатурации при пульсоксиметрии — почти одинаковы.

В клиниках применяются стационарные пульсоксиметра, а в домашних условиях можно применять портативные аппараты, которые бывают:

• Определение показаний с помощью прибора, одевающегося на палец;
• Оксипульсометр для детей — можно использовать для определения насыщения кислородом крови у новорожденных;
• Пульсоксиметр запястный.

Перед тем, как использовать портативный тип пульсоксиметра обязательно должна быть изучена инструкция по применению.

Как пользоваться в домашних условиях пульсоксиметром?

После того, как тщательно была изучена инструкция, можно измерить сатурацию и определить, какая насыщенность крови молекулами кислорода:

• Оксиметрия у взрослых (замер содержания кислорода в составе крови) проводится в плохо освещённом помещении;
• При измерении сатурации, человек не должен нервничать;
• Устройство должно быть полностью заряжено, если оно работает от сети, тогда включённым в розетку;
• Датчик аппарата надеть на определенное место, которое указано в инструкции по применению на конкретную модель пульсометра;
• Результат пульсоксиметрии определяется и выдается на дисплей за несколько секунд;
• Для измерения в условиях дома, больной должен знать, сколько должно быть кислорода в составе крови. Если прибор показал слишком низкий индекс, рекомендовано пройти проверку методом пульсоксиметрии в клинике, чтобы знать свои конкретные показатели сатурации.

Показания для замера сатурации по методу пульсоксиметрии

Назначают инструментальный анализ проверки насыщения состава крови молекулами кислорода при следующих состояниях организма и патологиях:

• При недостаточности дыхательной системы и ее органов, независимо от ее этиологии;
• При лечении оксигенотерапией;
• При оперативных вмешательствах в организм;
• В реабилитационный период после операции на сосудах;
• При патологии системы кровотока;
• В период лечения заболеваний, которые связаны с целостностью сосудов;
• При генетических наследственных патологиях системы гемостаза;
• При врождённой патологии разрушения молекул эритроцитов;
• При анемии различной этиологии;
• При развитии ночного апноэ;
• При гипоксии внутренних жизненно важных органов;
• При гипоксии клеток головного мозга;
• При хронической патологии гипоксемия.

Замер сатурации по методу пульсоксиметрии

Иногда необходимо применить пульсоксиметрию в ночное время, для того, чтобы в этот временной промежуток замерить уровень сатурации. У человека во время сна может развиваться ночное апноэ, или же другие патологии, при которых есть вероятность возникновения полной остановке дыхания.

Данное состояние очень опасно не только для человеческого организма, но и для жизни больного. Довольно часто такие патологии вызывают летальный исход в процессе сна.

Приступы ночного апноэ, при которых наступает остановка дыхания, может развиваться при следующих патологиях в организме:

• Ожирение;
• Заболевания сердечного органа;
• Недостаточность сердечного типа;
• Заболевание системы кровотока;
• При нарушении кровоснабжения клеток головного мозга кровь;
• При сбое в эндокринной системе;
• Заболеваниях щитовидной железы;
• Патология микседема;
• При артериальной гипертензии;
• Болезни лёгких.

Такое нарушение дыхания в период сна, может свидетельствовать о кислородном голодании органов в то время, когда человек спит. По причине такого кислородного голодания развивается апноэ, которое мешает человеку нормально спать.

Люди, храпящие в момент сна, жалуются на такую симптоматику после ночного отдыха:

Выявить, действительно ли происходит снижение содержание кислорода в составе крови при ночном апноэ — поможет измерение сатурации аппаратом пульсоксиметром.

Компьютерный тип пульсоксиметрия, что проводится в ночное время, занимает большой временной промежуток, при котором постоянно производится контроль сатурации. Кроме сатурации данный тип пульсоксиметрии проверяет и контролирует пульс спящего человека, характер и тип волны пульса.

Прибор пульсоксиметр определяет насыщение крови кислородом более чем 30,0 тысяч раз за весь ночной период сна.

Компьютерная пульсоксиметрия может использоваться и дома, не обязательно, это должна быть палата стационара. В стационарных условиях пульсоксиметрию проводят только в том случае, если состояние пациента такое, что его необходимо лечить в стационаре клиники.

Алгоритм работы пульсоксиметрии в период сна пациента:

• Датчик прибора одевается на запястье, или же на палец одной руки. При компьютерном типе пульсоксиметрии аппарат включается в рабочее состояние автоматически и также автоматически фиксирует всю информацию за исследуемый период времени;
• Пульсиметр на протяжении всего периода времени должен находиться на руке, его нельзя снимать. Каждый раз, когда пациент выходит из состояния сна (просыпается), датчик пульсоксиметра фиксирует данное состояние;
• Прибор с руки снимается только утром, и результаты исследования изучаются лечащим доктором.

Пациент, которому проводится пульсоксиметрия, должен ложиться спать в условиях, сопутствующих комфортному сну:

• Температура в спальне должна быть не менее 20 градусов по Цельсию, а максимальная, не выше 23 градусов;
• Перед сном не принимать снотворные препараты;
• Накануне сна не принимать седативные лекарственные средства;
• На ночь не пить чай, а также кофеиносодержащие напитки;
• Не переедать на ужин и исключить из меню ужина жирную пищу.

Если зафиксированы показатели нормы, тогда необходимо искать этиологию апноэ, но если сатурация при ночном сне снижается ниже чем 88,0%, тогда можно говорить о кислородном голодании в ночной период времени.

Для восстановления необходимо проводить оксигенацию в ночное время у больного человека.

Как подготовить организм к исследованию методом пульсоксиметрии?

Метод пульсоксиметрии безопасный и применяется даже в период беременности, и в период грудного вскармливания малыша. Пульсоксиметром замеряют сатурацию у новорождённых детей.

Для того чтобы прибор выдал нормальные показания, необходимо накануне подготовить организм к данной процедуре:

• Не принимать накануне никаких стимуляторов;
• Не принимать в течение последних суток транквилизаторы;
• Не употреблять за 2 суток до процедуры алкогольные напитки;
• Ограничить на пару суток прием седативных препаратов;
• Не курить хотя бы несколько часов до проведения пульсоксиметрии;
• За 2 — 3 часа до манипуляций не кушать;
• Не пользоваться кремом в тех местах, где будет крепиться датчик.

Преимущества методики пульсоксиметрии

Данная методика инструментальной диагностики состава крови имеет много преимуществ:

• Не инвазивный метод определения концентрации в составе крови кислорода, а также частоту и волну пульса;
• Максимально точный способ определения функциональности системы дыхания;
• Применять пульсоксиметрию можно одноразово при профилактическом исследовании, а также длительный период времени при лечении гипоксии;
• Для проведения процедуры не требуется профессиональных медицинских знаний;
• Пульсоксиметрия — это простой, но надёжный способ контроля кислорода в организме.

Пульсоксиметрия

Нормативные показатели сатурации в составе крови и ее отклонения

Метод определения пульсоксиметрии направлен на выявление концентрации кислорода в гемоглобине, а также на установлении частоты и ритмичности пульса. Норма сатурации для детского и взрослого организма идентичны.

Чтобы больному правильно разобраться в показателях сатурации (SpO2), можно перевести эти данные в показатель парциального давления молекул кислорода (PaO2):

При норме в артериальной крови, сатурация венозной крови может составлять 75,0%.

Показатель венозной крови при пульсоксиметрии не столь важен, потому что насыщение клеток организма кислородом происходит при помощи молекул артериальной крови.

Узнайте — венозная кровь

При снижении концентрации кислорода в биологической жидкости до 94,0%, доктор должен принять срочные меры по восстановлению данного показателя, потому что критические цифры развития гипоксии — 90,0%.

Когда низкая концентрация кислорода, то больному необходима экстренная помощь в стационарных условиях.

Показания сатурации при процедуре пульсоксиметрия

• При индексе сатурации меньше, чем 90,0% — необходимо назначение лечения методом оксигенотерапией;
• При SрО2 85,0% и ниже — развивается цианоз клеток тканей;
• При SрО2 90,0% у новорождённых происходит развитие патологии цианоз;
• SрО2 70,0% — это признак тяжелой степени развития анемии;
• Сатурация 80,0% — это признак врождённого порока сердца и развития цианоза;
• Патологию обструкции аортальной дуги можно определить, если SрО2 на руках и на ногах имеет разные показатели;
• При тяжелом состоянии больного, датчик показывает максимально правильный индекс при его установлении на мочку уха.

Основная этиология снижения индекса сатурации — это возникновение в организме патологии артериальная гипоксемия.

Причины развития гипоксемии артериального типа

Гипоксемия может развиваться при таких патологиях и нарушениях в организме:

• При сниженной концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе;
• При нарушении гиповентиляции лёгких — ночное апноэ, временная остановка дыхания;
• При хирургической операции шунтирование;
• При заболевании пневмония;
• Патология обструкция путей дыхательной системы;
• Заболевание коллапс лёгких;
• ТЭЛА;
• Патология фиброз мембраны альвеол и капилляров;
• Ателектазы во множественном виде;
• Патология Тетрада Фало;
• Сердечные пороки;
• Аномальное Строение Сердечного Органа, При Котором Единый Сердечный желудочек.

Осложнения низкой концентрации молекул кислорода в крови

Отсутствие квалифицированного лечения низкого индекса сатурации приводит к гипоксемии, а также к таким патологиям в организме:

• Судорогам всего тела;
• К поражениям клеток головного мозга;
• Снижению индекса артериального давления;
• К гипоксии миокарда;
• Угнетению системы кровотока организма;
• Сердечной аритмии;
• К патологии сосудов лёгких;
• Отёчности лёгких.

При беременности развитие гипоксии приводит к искусственному прерыванию внутриутробного формирования плода.

Если ребенок внутриутробно перенёс гипоксемию, тогда у него наблюдаются отклонения в физическом развитии и в интеллектуальных способностях.

Профилактические мероприятия при гипоксемии

Чтобы не допустить снижение в составе крови сатурации, и предотвратить развитие в организме гипоксемии, необходимо придерживаться простых профилактических мер:

• Своевременно диагностировать патологии дыхательной системы;
• При бронхиальной астме, диагностические проверки должны быть регулярными;
• Систематически проходить диагностику сердечного органа и системы кровеносных сосудов;
• При выявлении патологии, которая может снижать концентрацию кислорода в составе гемоглобина, необходимо начинать незамедлительное лечение;
• Контролировать уровень в организме железа, и не допустить развитие анемии;
• Следить за культурой питания;
• Употреблять в пищу больше свежих фруктов, а также овощей и зелени;
• Систематически для профилактики принимать витамины;
• Не употреблять алкоголь;
• Отказаться от никотиновой зависимости;
• Ежедневные прогулки по свежему воздуху;
• Заняться лечебной гимнастикой дыхательной системы;
• Заняться спортом — пойти в бассейн, или же на беговую дорожку;
• Адекватные физические нагрузки на организм;
• Не находиться в запыленном и задымленном помещении.

Заключение

Метод пульсоксиметрии — это возможность своевременно предотвратить многие патологии в организме, а том числе и патологии, которые приводят к летальному исходу.

Пульсоксиметрия набирает популярность во многих странах, а использование портативного прибора пульсоксиметра, также необходимо для контролирования состояния здоровья, как и применение тонометра при колебаниях артериального давления, и глюкометра при контролировании индекса в крови глюкозы.

Кислородное голодание мозга

Широко известно, что кислород жизненно необходим практически всем живым существам для поддержания жизни. Но, современные мегаполисы далеки от экологически положительных условий. Постоянно работающие заводы, выхлопы транспорта и проблемы с экологией это факторы, снижающие качество вдыхаемого воздуха.

Кислородное голодание: причины возникновения и симптомы

Кислородное голодание – гипоксия – это пониженное содержание уровня кислорода в организме или отдельных органах и тканях. Это достаточно тяжелое заболевание, требующее лечения. И в отличие от других патологических состояний организма, кислородное голодание можно контролировать, а соответственно полностью вылечить.

Существует ряд причин, которые могут вызвать гипоксию:

— снижение кислородного объема в воздухе, например, при длительном нахождении в плохо проветриваемом помещении;

— отравление продуктами горения (при пожаре);

— нарушение работы дыхательных органов (травмы грудной клетки, астма, опухоли);

— большая кровопотеря;

— прием некоторых лекарственных препаратов;

— заболевания сердечно-сосудистой системы, например, ишемия;

— злоупотребление вредными привычками, в частности курением.

Основными симптомами кислородного голодания считаются:

— повышенная возбудимость нервной системы, вялость, неспособность выполнения простых задач, перепады настроения, развитие депрессивного состояния;

— головокружение, тошнота, рвота, обморочные состояния, судороги;

— учащенное сердцебиение;

— нарушение зрения, темнота в глазах;

— изменение цвета кожных покровов;

— общее физическое недомогание.

Гипоксия мозга у взрослых и детей

Мозг — наиболее нуждающийся в кислороде орган человеческого организма. Кислород в мозг попадает через сложную систему кровоснабжения, а затем утилизируется его клетками. Любые нарушения в этой системе приводят к кислородному голоданию.

Кислородное голодание мозга у взрослых может развиться вследствие различных травм и заболеваний – при инсультах, перитоните или при ожогах. Такое состояние характеризуется снижением давления, головокружением, тошнотой, учащенным сердцебиением, потерей сознания. , последствиях и лечении Вы можете узнать из нашей статьи.

У детей к состоянию гипоксии может привести ожоги, в том числе химические, сердечная недостаточность, отек гортани как следствие аллергической реакции. Но, как правило, диагноз кислородное голодание малышам ставится при рождении. Это достаточно частая патология новорожденных, развитие которой может спровоцировать как сама беременная (курение), так и другие факторы (порок внутриутробного развития). Подробную информации о гипоксии при беременности можно узнать из видео.

Лечение кислородного голодания

При лечении гипоксии важно выявит основную причину. В случае, когда гипоксия вызвана аллергической реакцией, по возможности устранить аллерген. Если причиной является отравление угарным газом, обеспечить пострадавшему приток свежего воздуха. В любом случае, до прибытия медицинского работника, при проявлении симптомов гипоксии необходимо:

1. Обеспечить приток свежего воздуха.
2. Освободить пострадавшего от одежды.
3. По необходимости, устранить воду из легких.
4. Принять необходимые меры для остановки кровотечений.
5. Выполнить непрямой массаж сердца и искусственное дыхание.

Увеличение кислорода в организме в домашних условиях

Лечение гипоксии, особенно с применением лекарственных препаратов, осуществляется под строгим контролем лечащего врача. Но, с целью профилактики приступов гипоксии, а также увеличения количества поступающего в организм кислорода, необходимо организовать такой образ жизни, который бы предусматривал:

1. Правильное питание.

Кровь является поставщиком кислорода в организм. Чем чище сосуды, по которым двигается кровь, тем быстрее она циркулирует, а значит, тем лучше работает тот или иной орган. Значит, необходимо обеспечить организм таким питанием, которое бы не «засоряло» кровеносные сосуды.

1. Умеренные физические нагрузки и выполнение дыхательной гимнастики.

Вместо посиделок за компьютером или телевизором больше находитесь на свежем воздухе. Больше ходите пешком. Чаще проветривайте помещение, в котором находитесь, а особенно в котором спите.

1. Наладьте распорядок трудового дня.

При сидячей и малоподвижной работе устраивайте разгрузочные перерывы для разминки. Это поможет избежать застоя крови в сосудах.

1. Соблюдайте режим отдыха.

Для нормального функционирования организма, ему необходимо в среднем 8 часов сна. Избегайте долгих посиделок. Старайтесь ложиться спать в одно и то же время.

1. Откажитесь от вредных привычек.

Злоупотребление вредными привычками, в частности курением, несет в себе опасность насыщения организма вредными веществами – токсинами и канцерогенами. Учащается дыхание, а вследствие, клетки крови перестают воспринимать кислород.

1. Сведение к минимуму стрессовых ситуаций.

Перевозбуждение мозга нарушает функционирование нейронов, и приводит к снижению восстановительной функции организма.

— это физиологический процесс, обеспечивающий поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа. Дыхание протекает в несколько стадий:

• внешнее дыхание (вентиляция легких);
• (между альвеолярным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения);
• транспорт газов кровью;
• обмен газов в тканях (между кровью капилляров большого круга кровообращения и клетками тканей);
• внутреннее дыхание (биологическое окисление в митохондриях клеток).

Изучает первые четыре процесса. Внутреннее дыхание рассматривается в курсе биохимии.

2.4.1. Транспорт кровью кислорода

Функциональная система транспорта кислорода — совокупность структур сердечно-сосудистого аппарата, крови и их регуляторных механизмов, образующих динамическую саморегулирующуюся организацию, деятельность всех составных элементов которой создает диффузионные ноля и градиенты pO2 между кровью и клетками тканей и обеспечивает адекватное поступление кислорода в организм.

Целью ее функционирования является минимизация разности между потребностью и потреблением кислорода. Оксидазный путь использования кислорода , сопряженный с окислением и фосфорилированием в митохондриях цепи тканевого дыхания, является наиболее емким в здоровом организме (используется около 96-98 % потребляемого кислорода). Процессы транспорта кислорода в организме обеспечивают также и его антиоксидантную защиту .

• Гипероксия — повышенное содержание кислорода в организме.
• Гипоксия - пониженное содержание кислорода в организме.
• Гиперкапния — повышенное содержание углекислого газа в организме.
• Гиперкапнемия — повышенное содержание углекислого газа в крови.
• Гипокапния — пониженное содержание углекислого газа в организме.
• Гипокаппемия - пониженное содержание углекислого газа в крови.

Рис. 1. Схема процессов дыхания

Потребление кислорода — количество кислорода, поглощаемое организмом в течение единицы времени (в покое 200- 400 мл/мин).

Степень насыщения крови кислородом — отношение содержания кислорода в крови к ее кислородной емкости.

Объем газов, находящихся в крови, принято выражать в объемных процентах (об%). Этот показатель отражает количество газа в миллилитрах, находящееся в 100 мл крови.

Кислород транспортируется кровью в двух формах:

• физического растворения (0,3 об%);
• в связи с гемоглобином (15-21 об%).

Молекулу гемоглобина, не связанную с кислородом, обозначают символом Нb, а присоединившую кислород (оксигемоглобин) — НbO 2 . Присоединение кислорода к гемоглобину называют оксигенацией (сатурацией), а отдачу кислорода — де- оксигенацией или восстановлением (десатурацией). Гемоглобину принадлежит основная роль в связывании и транспорте кислорода. Одна молекула гемоглобина при полной оксигена- ции связывает четыре молекулы кислорода. Один грамм гемоглобина связывает и транспортирует 1,34 мл кислорода. Зная содержание гемоглобина в крови, легко рассчитать кислородную емкость крови.

Кислородная емкость крови — это количество кислорода, связанного с гемоглобином, находящимся в 100 мл крови, при его полном насыщении кислородом. Если в крови содержится 15 г% гемоглобина, то кислородная емкость крови составит 15 . 1,34 = 20,1 мл кислорода.

В нормальных условиях гемоглобин связывает кислород в легочных капиллярах и отдает его в тканевых благодаря особым свойствам, которые зависят от ряда факторов. Основным фактором, влияющим на связывание и отдачу гемоглобином кислорода, является величина напряжения кислорода в крови, зависящая от количества растворенного в ней кислорода. Зависимость связывания гемоглобином кислорода от его напряжения описывается кривой, получившей название кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 2.7). На графике но вертикали отмечен процент молекул гемоглобина, связанных с кислородом (%НbO 2), по горизонтали — напряжение кислорода (рO 2). Кривая отражает изменение %НbO 2 в зависимости от напряжения кислорода в плазме крови. Она имеет S-образный вид с перегибами в области напряжения 10 и 60 мм рт. ст. Если рО 2 в плазме становится больше, то оксигенация гемоглобина начинает нарастать почти линейно нарастанию напряжения кислорода.

Рис. 2. Кривые диссоциации: а — при одинаковой температуре (Т = 37 °С) и различном рСО 2 ,: I- оксимиоглобина нрн нормальных условиях (рСО 2 = 40 мм рт. ст.); 2 — окенгемоглобина при нормальных условиях (рСО 2 , = 40 мм рт. ст.); 3 — окенгемоглобина (рСО 2 , = 60 мм рт. ст.); б — при одинаковом рС0 2 (40 мм рт. ст.) и различной температуре

Реакция связывания гемоглобина с кислородом является обратимой, зависит от сродства гемоглобина к кислороду, которое, в свою очередь, зависит от напряжения кислорода в крови:

При обычном парциальном давлении кислорода в альвеолярном воздухе, составляющем около 100 мм рт. ст., этот газ диффундирует в кровь капилляров альвеол, создавая напряжение, близкое к парциальному давлению кислорода в альвеолах. Сродство гемоглобина к кислороду в этих условиях повышается. Из приведенного уравнения видно, что реакция сдвигается в сторону образования окенгемоглобина. Оксигенация гемоглобина в оттекающей от альвеол артериальной крови достигает 96-98%. Из-за шунтирования крови между малым и большим кругом оксигенация гемоглобина в артериях системного кровотока немного снижается, составляя 94-98%.

Сродство гемоглобина к кислороду характеризуется величиной напряжения кислорода, при котором 50% молекул гемоглобина оказываются оксигенированными. Его называют напряжением полунасыщения и обозначают символом Р 50 . Увеличение Р 50 свидетельствует о снижении сродства гемоглобина к кислороду, а его снижение — о возрастании. На уровень Р 50 влияют многие факторы: температура, кислотность среды, напряжение СО 2 , содержание в эритроците 2,3-дифосфоглицерата. Для венозной крови Р 50 близко к 27 мм рт. ст., а для артериальной — к 26 мм рт. ст.

Из крови сосудов микроциркуляторного русла кислород но его градиенту напряжения постоянно диффундирует в ткани и его напряжение в крови уменьшается. В то же время напряжение углекислого газа, кислотность, температура крови тканевых капилляров увеличиваются. Это сопровождается снижением сродства гемоглобина к кислороду и ускорением диссоциации оксигемоглобина с высвобождением свободного кислорода, который растворяется и диффундирует в ткани. Скорость высвобождения кислорода из связи с гемоглобином и его диффузии удовлетворяет потребности тканей (в том числе высокочувствительных к недостатку кислорода), при содержании НbО 2 в артериальной крови выше 94%. При снижении содержания НbО 2 менее 94% рекомендуется принимать меры к улучшению сатурации гемоглобина, а при содержании 90% ткани испытывают кислородное голодание и необходимо принимать срочные меры, улучшающие доставку в них кислорода.

Состояние, при котором оксигенация гемоглобина снижается менее 90%, а рО 2 крови становится ниже 60 мм рт. ст., называют гипоксемией.

Приведенные на рис. 2.7 показатели сродства Нb к О 2 , имеют место при обычной, нормальной температуре тела и напряжении углекислого газа в артериальной крови 40 мм рт. ст. При возрастании в крови напряжения углекислого газа или концентрации протонов Н+ сродство гемоглобина к кислороду снижается, кривая диссоциации НbО 2 , сдвигается вправо. Такое явление называют эффектом Бора. В организме повышение рСО 2 , происходит в тканевых капиллярах, что способствует увеличению деоксигснации гемоглобина и доставке кислорода в ткани. Снижение сродства гемоглобина к кислороду происходит также при накоплении в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата. Через синтез 2,3-дифосфоглицерата организм может влиять на скорость диссоциации НbO 2 . У пожилых людей содержание этого вещества в эритроцитах повышено, что препятствует развитию гипоксии тканей.

Повышение температуры тела снижает сродство гемоглобина к кислороду. Если температура тела снижается, то кривая диссоциации НbО 2 , сдвигается влево. Гемоглобин активнее захватывает кислород, но в меньшей мере отдает его тканям. Это является одной из причин, почему при попадании в холодную (4-12 °С) воду даже хорошие пловцы быстро испытывают непонятную мышечную слабость. Развивается переохлаждение и гипоксия мышц конечностей по причине как уменьшения в них кровотока, так и сниженной диссоциации НbО 2 .

Из анализа хода кривой диссоциации НbО 2 видно, что рО 2 в альвеолярном воздухе может быть снижено с обычного 100 мм рт. ст. до 90 мм рт. ст., а оксигенация гемоглобина будет сохраняться на совместимом с жизнедеятельностью уровне (уменьшится лишь на 1-2%). Такая особенность сродства гемоглобина к кислороду дает возможность организму приспосабливаться к снижению вентиляции легких и понижению атмосферного давления (например, жить в горах). Но в области низкого напряжения кислорода крови тканевых капилляров (10-50 мм рт. ст.) ход кривой резко меняется. На каждую единицу снижения напряжения кислорода деоксигенируется большое число молекул оксигемоглобина, увеличивается диффузия кислорода из эритроцитов в плазму крови и за счет повышения его напряжения в крови создаются условия для надежного обеспечения тканей кислородом.

На связь гемоглобина с килородом влияют и другие факторы. На практике важно учитывать то, что гемоглобин обладает очень высоким (в 240-300 раз большим, чем к кислороду) сродством к угарному газу (СО). Соединение гемоглобина с СО называют карбоксигелюглобином. При отравлении СО кожа пострадавшего в местах гиперемии может приобретать вишнево-красный цвет. Молекула СО присоединяется к атому железа гема и тем самым блокирует возможность связи гемоглобина с кислородом. Кроме того, в присутствии СО даже те молекулы гемоглобина, которые связаны с кислородом, в меньшей степени отдают его тканям. Кривая диссоциации НbО 2 сдвигается влево. При наличии в воздухе 0,1% СО более 50% молекул гемоглобина превращается в карбоксигемогло- бин, а уже при содержании в крови 20-25% НbСO человеку требуется врачебная помощь. При отравлении угарным газом важно обеспечить пострадавшему вдыхание чистого кислорода. Это увеличивает скорость диссоциации НbСO в 20 раз. В условиях обычной жизни содержание НbСOв крови составляет 0-2%, после выкуренной сигареты оно может возрасти до 5% и более.

При действии сильных окислителей кислород способен образовывать прочную химическую связь с железом гема, при которой атом железа становится трехвалентным. Такое соединение гемоглобина с кислородом называют метгемоглобином. Оно не может отдавать кислород тканям. Метгемоглобин сдвигает кривую диссоциации оксигемоглобина влево, ухудшая таким образом условия высвобождения кислорода в тканевых капиллярах. У здоровых людей в обычных условиях из-за постоянного поступления в кровь окислителей (перекисей, нитропронзводных органических веществ и т.д.) до 3% гемоглобина крови может быть в виде метгемоглобина.

Низкий уровень содержания этого соединения поддерживается благодаря функционированию антиоксидантных ферментных систем. Образование метгемоглобина ограничивают антиоксиданты (глутатион и аскорбиновая кислота), присутствующие в эритроцитах, а его восстановление в гемоглобин происходит в процессе ферментативных реакций с участием эритроцитариых ферментов дегидрогеназ. При недостаточности этих систем или при избыточном попадании в кровоток веществ (например, фенацетина, противомалярийных лекарственных препаратов и т.д.), обладающих высокими оксидантными свойствами, развивается мстгсмоглобинсмия.

Гемоглобин легко взаимодействует и со многими другими растворенными в крови веществами. В частности, при взаимодействии с лекарственными препаратами, содержащими серу, может образовываться сульфгемоглобин, сдвигающий кривую диссоциации оксигемоглобина вправо.

В крови плода преобладает фетальный гемоглобин (HbF), обладающий большим сродством к кислороду, чем гемоглобин взрослого. У новорожденного в эритроцитах содержится до 70% фстального гемоглобина. Гемоглобин F заменяется на НbА в течение первого полугодия жизни.

В первые часы после рождения рО 2 артериальной крови составляет около 50 мм рт. ст., а НbО 2 - 75-90%.

У пожилых людей напряжение кислорода в артериальной крови и насыщение гемоглобина кислородом постепенно снижается. Величину этого показателя рассчитывают по формуле

рO 2 = 103,5-0,42 . возраст в годах.

В связи с существованием тесной связи между насыщением кислородом гемоглобина крови и напряжением в ней кислорода был разработан метод пульсоксиметрии , получивший широкое применение в клинике. Этим методом определяют насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом и его критические уровни, при которых напряжение кислорода в крови становится недостаточным для его эффективной диффузии в ткани и они начинают испытывать кислородное голодание (рис. 3).

Современный пульсоксиметр состоит из датчика, включающего светодиодный источник света, фотоприемника, микропроцессора и дисплея. Свет от светодиода направляется через ткань пальца кисти (стопы), мочки уха, поглощается оксигемоглобином. Непоглощенная часть светового потока оценивается фотоприемником. Сигнал фотоприемника обрабатывается микропроцессором и подается на экран дисплея. На экране отображается процентное насыщение гемоглобина кислородом, частота пульса и пульсовая кривая.

На кривой зависимости насыщения гемоглобина кислородом видно, что гемоглобин артериальной крови, опекающей из альвеолярных капилляров (рис. 3), полностью насыщенкислородом (SaO2 = 100%), напряжение кислорода в ней составляет 100 мм рт. ст. (рО2, = 100 мм рт. ст.). После диссоциации оксигсмоглобина в тканях кровь становится деоксигенированной и в смешанной венозной крови, возвращающейся в правое предсердие, в условиях покоя гемоглобин остается насыщенным кислородом на 75% (Sv0 2 = 75%), а напряжение кислорода составляет 40 мм рт. ст. (pvO2 = 40 мм рт. ст.). Таким образом, в условиях покоя ткани поглотили около 25% (≈250 мл) кислорода, высвободившегося из оксигсмоглобина после его диссоциации.

Рис. 3. Зависимость насыщения кислородом гемоглобина артериальной крови от напряжения в ней кислорода

При уменьшении всего лишь на 10% насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (SaO 2 , <90%), диссоциирующий в тканях оксигемоглобин не обеспечивает достаточного напряжения кислорода в артериальной крови для его эффективной диффузии в ткани и они начинают испытывать кислородное голодание.

Одной из важных задач, которая решается при постоянном измерении пульсоксиметром насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом, является обнаружение момента, когда насыщение снижается до критического уровня (90%) и пациенту необходимо оказание неотложной помощи, направленной на улучшение доставки кислорода в ткани.

Транспорт кровью углекислого газа и его связь с кислотно-щелочным состоянием крови

Углекислый газ транспортируется кровью в формах:

• физического растворения — 2,5-3 об%;
• карбоксигемоглобина (НbСО 2) — 5 об%;
• бикарбонатов (NaHCO 3 и КНСO 3) — около 50 об%.

В оттекающей от тканей крови содержится 56-58 об% СО 2 , а в артериальной — 50-52 об%. При протекании через тканевые капилляры кровь захватывает около 6 об% СО 2 , а в легочных капиллярах этот газ диффундирует в альвеолярный воздух и удаляется из организма. Особенно быстро идет обмен СО 2 , связанного с гемоглобином. Углекислый газ присоединяется к аминогруппам в молекуле гемоглобина, поэтому карбоксигемоглобин называют еще карбаминогемоглобином. Большая часть углекислого газа транспортируется в виде натриевых и калиевых солей угольной кислоты. Ускоренному распаду угольной кислоты в эритроцитах при прохождении их по легочным капиллярам способствует фермент карбоангидра- за. При рСО2 ниже 40 мм рт. ст. этот фермент катализирует распад Н 2 СO 3 на Н 2 0 и С0 2 , способствуя удалению углекислого газа из крови в альвеолярный воздух.

Накопление углекислого газа в крови свыше нормы называют гиперкапнией , а понижение гипокапнией. Гиперкаппия сопровождается сдвигом рН крови в кислую сторону. Это обусловлено тем, что углекислый газ, соединяясь с водой, образует угольную кислоту:

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

Угольная кислота диссоциирует согласно закону действующих масс:

Н 2 СО 3 <-> Н + + HCO 3 - .

Таким образом, внешнее дыхание через влияние на содержание углекислого газа в крови принимает непосредственное участие в поддержании кислотно-щелочного состояния в организме. За сутки с выдыхаемым воздухом из организма человека удаляется около 15 ООО ммоль угольной кислоты. Почки удаляют приблизительно в 100 раз меньше кислот.

где рН — отрицательный логарифм концентрации протонов; рК 1 — отрицательный логарифм константы диссоциации (К 1) угольной кислоты. Для ионной среды, имеющейся в плазме, рК 1 =6,1.

Концентрацию [СО2] можно заменить напряжением [рС0 2 ]:

[С0 2 ] = 0,03 рС0 2 .

Тогда рН = 6,1 + lg / 0,03 рСО 2 .

Подставив эти значения, получим:

рН = 6,1 + lg24 / (0,03 . 40) = 6,1 + lg20 = 6,1 + 1,3 = 7,4.

Таким образом, пока соотношение / 0,03 рС0 2 равно 20, рН крови будет 7,4. Изменение этого соотношения происходит при ацидозе или алкалозе, причинами которых могут быть нарушения в системе дыхания.

Различают изменения кислотно-щелочного состояния, вызванные нарушениями дыхания и метаболизма.

Дыхательный алкалоз развивается при гипервентиляции легких, например при пребывании на высоте в горах. Недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе приводит к возрастанию вентиляции легких, а гипервентиляция — к избыточному вымыванию из крови углекислого газа. Соотношение / рС0 2 сдвигается в сторону преобладания анионов и рН крови увеличивается. Увеличение рН сопровождается усилением выведения почками бикарбонатов с мочой. При этом в крови будет обнаруживаться меньшее, чем в норме, содержание анионов HCO 3 - или так называемый «дефицит оснований».

Дыхательный ацидоз развивается из-за накопления в крови и тканях углекислого газа, обусловленного недостаточностью внешнего дыхания или кровообращения. При гиперкапнии показатель соотношения / рСО 2 , снижается. Следовательно, снижается и рН (см. выше приведенные уравнения). Это подкисление может быть быстро устранено усилением вентиляции.

При дыхательном ацидозе почки увеличивают выведение с мочой протонов водорода в составе кислых солей фосфорной кислоты и аммония (Н 2 РО 4 - и NH 4 +). Наряду с усилением секреции протонов водорода в мочу увеличивается образование анионов угольной кислоты и усиление их реабсорбции в кровь. Содержание HCO 3 - в крови возрастает и рН возвращается к норме. Это состояние называют компенсированным дыхательным ацидозом. О его наличии можно судить по величине рН и нарастанию избытка оснований (разности между содержанием в исследуемой крови и в крови с нормальным кислотно-щелочным состоянием.

Метаболический ацидоз обусловлен поступлением в организм избытка кислот с пищей, нарушениями метаболизма или введением лекарственных препаратов. Увеличение концентрации водородных ионов в крови приводит к возрастанию активности центральных и периферических рецепторов, контролирующих рН крови и ликвора. Учащенная импульсация от них поступает к дыхательному центру и стимулирует вентиляцию легких. Развивается гипокапиия. которая несколько компенсирует метаболический ацидоз. Уровень в крови снижается и это называют дефицитом оснований.

Метаболический алкалоз развивается при избыточном приеме внутрь щелочных продуктов, растворов, лекарственных веществ, при потере организмом кислых продуктов обмена или избыточной задержке почками анионов . Дыхательная система реагирует на повышение соотношения /рС0 2 гиповентиляцией легких и повышением напряжения углекислого газа в крови. Развивающаяся гиперкапния может в определенной мере компенсировать алкалоз. Однако объем такой компенсации ограничен тем, что накопление углекислого газа в крови идет не более, чем до напряжения 55 мм рт. ст. Признаком компенсированного метаболического алкалоза является наличие избытка оснований.

Взаимосвязь между транспортом кислорода и углекислого газа кровью

Имеется три важнейших пути взаимосвязи транспорта кислорода и углекислого газа кровью.

Взаимосвязь по типу эффекта Бора (увеличение рСО-, снижает сродство гемоглобина к кислороду).

Взаимосвязь по типу эффекта Холдэна . Она проявляется в том, что при деоксигенации гемоглобина увеличивается его сродство к углекислому газу. Высвобождается дополнительное число аминогрупп гемоглобина, способных связывать углекислый газ. Это происходит в тканевых капиллярах и восстановленный гемоглобин может в больших количествах захватывать углекислый газ, выходящий в кровь из тканей. В соединении с гемоглобином транспортируется до 10% от всего переносимого кровью углекислого газа. В крови легочных капилляров гемоглобин оксигенируется, его сродство к углекислому газу снижается и около половины этой легко обмениваемой фракции углекислого газа отдастся в альвеолярный воздух.

Еще один путь взаимосвязи обусловлен изменением кислотных свойств гемоглобина в зависимости от его соединения с кислородом. Величины констант диссоциации этих соединений в сопоставлении с угольной кислотой имеют такое соотношение: Hb0 2 > Н 2 С0 3 > Нb. Следовательно, НbО2 обладает более сильными кислотными свойствами. Поэтому после образования в легочных капиллярах он забирает катионы (К+) от бикарбонатов (КНСО3) в обмен на ионы Н + . В результате этого образуется H 2 CO 3 При повышении концентрации угольной кислоты в эритроците фермент карбоангидраза начинает разрушать ее с образованием СО 2 и Н 2 0. Углекислый газ диффундирует в альвеолярный воздух. Таким образом, оксигенация гемоглобина в легких способствует разрушению бикарбонатов и удалению аккумулированного в них углекислого газа из крови.

Превращения, описанные выше и происходящие в крови легочных капилляров, можно записать в виде последовательных символических реакций:

Деоксигенация Нb0 2 в тканевых капиллярах превращает его в соединение с меньшими, чем у Н 2 С0 3 , кислотными свойствами. Тогда вышеприведенные реакции в эритроците текут в обратном направлении. Гемоглобин выступает поставщиком ионов К" для образования бикарбонатов и связывания углекислого газа.

Транспорт газов кровью

Переносчиком кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким является кровь. В свободном (растворенном) состоянии переносится лишь небольшое количество этих газов. Основное количество кислорода и углекислого газа переносится в связанном состоянии.

Транспорт кислорода

Кислород, растворяющийся в плазме крови капилляров малого круга кровообращения, диффундирует в эритроциты, сразу связывается с гемоглобином, образуя оксигемоглобин. Скорость связывания кислорода велика: время полунасыщения гемоглобина кислородом около 3 мс. Один грамм гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода, в 100 мл крови 16 г гемоглобина и, следовательно, 19,0 мл кислорода. Эта величина называется кислородной емкостью крови (КЕК).

Превращение гемоглобина в оксигемоглобин определяется напряжением растворенного кислорода. Графически эта зависимость выражается кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 6.3).

На рисунке видно, что даже при небольшом парциальном давлении кислорода (40 мм рт. ст.) с ним связывается 75-80% гемоглобина.

При давлении 80-90 мм рт. ст. гемоглобин почти полностью насыщается кислородом.

Рис. 4. Кривая диссоциации оксигемоглобина

Кривая диссоциации имеет S-образную форму и состоит из двух частей — крутой и отлогой. Отлогая часть кривой, соответствующая высоким (более 60 мм рт. ст.) напряжениям кислорода, свидетельствует о том, что в этих условиях содержание оксигемоглобина лишь слабо зависит от напряжения кислорода и его парциального давления во вдыхаемом и альвеолярном воздухе. Верхняя отлогая часть кривой диссоциации отражает способность гемоглобина связывать большие количества кислорода, несмотря на умеренное снижение его парциального давления во вдыхаемом воздухе. В этих условиях ткани достаточно снабжаются кислородом (точка насыщения).

Крутая часть кривой диссоциации соответствует напряжению кислорода, обычному для тканей организма (35 мм рт. ст. и ниже). В тканях, поглощающих много кислорода (работающие мышцы, печень, почки), оке и гемоглобин диссоциирует в большей степени, иногда почти полностью. В тканях, в которых интенсивность окислительных процессов мала, большая часть оксигемоглобина не диссоциирует.

Свойство гемоглобина — легко насыщаться кислородом даже при небольших давлениях и легко его отдавать — очень важно. Благодаря легкой отдаче гемоглобином кислорода при снижении его парциального давления обеспечивается бесперебойное снабжение тканей кислородом, в которых вследствие постоянного потребления кислорода его парциальное давление равно нулю.

Распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород увеличивается с повышением температуры тела (рис. 5).

Рис. 5. Кривые насыщения гемоглобина кислородом при разных условиях:

А — в зависимости от реакции среды (рН); Б — от температуры; В — от содержания солей; Г — от содержания углекислого газа. По оси абцисс — парциальное давление кислорода (в мм рт. ст.). по оси ординат — степень насыщения (в %)

Диссоциация оксигемоглобина зависит от реакции среды плазмы крови. С увеличением кислотности крови возрастает диссоциация оксигемоглобина (рис. 5, А).

Связывание гемоглобина с кислородом в воде осуществляется быстро, но полного его насыщения не достигается, как и не происходит полной отдачи кислорода при снижении его парциального
давления. Более полное насыщение гемоглобина кислородом и полная его отдача при понижении напряжения кислорода происходят в растворах солей и в плазме крови (см. рис. 5, В).

Особое значение в связывании гемоглобина с кислородом имеет содержание углекислого газа в крови: чем больше его содержание в крови, тем меньше связывается гемоглобина с кислородом и тем быстрее происходит диссоциация оксигемоглобина. На рис. 5, Г показаны кривые диссоциации оксигемоглобина при разном содержании углекислого газа в крови. Особенно резко понижается способность гемоглобина соединяться с кислородом при давлении углекислого газа, равном 46 мм рт. ст., т.е. при величине, соответствующей напряжению углекислого газа в венозной крови. Влияние углекислого газа на диссоциацию оксигемоглобина очень важно для переноса газов в легких и тканях.

В тканях содержится большое количество углекислого газа и других кислых продуктов распада, образующихся в результате обмена веществ. Переходя в артериальную кровь тканевых капилляров, они способствуют более быстрому распаду оксигемоглобина и отдаче кислорода тканям.

В легких же по мере выделения углекислого газа из венозной крови в альвеолярный воздух с уменьшением содержания углекислого газа в крови увеличивается способность гемоглобина соединяться с кислородом. Тем самым обеспечивается превращение венозной крови в артериальную.

Транспорт углекислого газа

Известны три формы транспорта двуокиси углерода:

• физически растворенный газ — 5-10%, или 2,5 мл/100 мл крови;
• химически связанный в бикарбонатах: в плазме NaHC0 3 , в эритроцитах КНСО, — 80-90%, т.е. 51 мл/100 мл крови;
• химически связанный в карбаминовых соединениях гемоглобина — 5-15%, или 4,5 мл/100 мл крови.

Углекислый газ непрерывно образуется в клетках и диффундирует в кровь тканевых капилляров. В эритроцитах он соединяется с водой и образует угольную кислоту. Этот процесс катализируется (ускоряется в 20 000 раз) ферментом карбоангидразой. Карбоангидраза содержится в эритроцитах, в плазме крови ее нет. Поэтому гидратация углекислого газа происходит практически только в эритроцитах. В зависимости от напряжения углекислого газа карбоангидраза катализируется с образованием угольной кислоты, так и расщеплением ее на углекислый газ и воду (в капиллярах легких).

Часть молекул углекислого газа соединяется в эритроцитах с гемоглобином, образуя карбогемоглобин.

Благодаря указанным процессам связывания напряжение углекислого газа в эритроцитах оказывается невысоким. Поэтому все новые количества углекислого газа диффундируют внутрь эритроцитов. Концентрация ионов НС0 3 - , образующихся при диссоциации солей угольной кислоты, в эритроцитах возрастает. Мембрана эритроцитов обладает высокой проницаемостью для анионов. Поэтому часть ионов НСО 3 - переходит в плазму крови. Взамен ионов НСО 3 - в эритроциты из плазмы входят ионы СI - , отрицательные заряды которых уравновешиваются ионами K+. В плазме крови увеличивается количество бикарбоната натрия (NaНСО 3 -).

Накопление ионов внутри эритроцитов сопровождается повышением в них осмотического давления. Поэтому объем эритроцитов в капиллярах большого круга кровообращения несколько увеличивается.

Для связывания большей части углекислого газа исключительно большое значение имеют свойства гемоглобина как кислоты. Оксигемоглобин имеет константу диссоциации в 70 раз большую, чем дезоксигемоглобин. Оксигемоглобин — более сильная кислота, чем угольная, а дезоксигемоглобин — более слабая. Поэтому в артериальной крови оксигемоглобин, вытеснивший ионы К + из бикарбонатов, переносится в виде соли КНbO 2 . В тканевых капиллярах КНbО 2 , отдает кислород и превращается в КНb. Из него угольная кислота как более сильная вытесняет ионы К + :

КНb0 2 + H 2 CO 3 = КНb + 0 2 + КНСО 3

Таким образом, превращение оксигемоглобина в гемоглобин сопровождается увеличением способности крови связывать углекислый газ. Это явление носит название эффекта Холдейна. Гемоглобин служит источником катионов (К+), необходимых для связывания угольной кислоты в форме бикарбонатов.

Итак, в эритроцитах тканевых капилляров образуется дополнительное количество бикарбоната калия, а также карбогемоглобин, а в плазме крови увеличивается количество бикарбоната натрия. В таком виде углекислый газ переносится к легким.

В капиллярах малого круга кровообращения напряжение углекислого газа снижается. От карбогемоглобина отщепляется СО2,. Одновременно происходит образование оксигемоглобина, увеличивается его диссоциация. Оксигемоглобин вытесняет калий из бикарбонатов. Угольная кислота в эритроцитах (в присутствии карбоангидразы) быстро разлагается на воду и углекислый газ. Ионы НСОГ входят в эритроциты, а ионы СI - входят в плазму крови, где уменьшается количество бикарбоната натрия. Углекислый газ диффундирует в альвеолярный воздух. Схематически все эти процессы представлены на рис. 6.

Рис. 6. Процессы, происходящие в эритроците при поглощении или отдаче кровью кислорода и углекислого газа

Ишемия сердца – состояние, при котором кровь поступает к сердцу в недостаточном количестве, что становится причиной кислородного голодания сердечной мышцы и развития некроза.

Стенокардия, коронарокардиосклероз и инфаркт миокарда – эти заболевания объединяются под названием «ишемия миокарда», симптомы во всех случаях сходны. В основном недуг поражает мужчин среднего возраста.

Причины недостаточного поступления крови

Обычно ишемия миокарда проявляется в результате уменьшения просвета артерий. Она бывает преходящей и продолжительной.

Преходящая ишемия может встречаться у здоровых людей при воздействии боли, холода и гормональных нарушений, вызывающих рефлекторные спазмы артерий.

Продолжительную ишемию вызывают воспалительные процессы, биологические раздражители, формирование тромбов в артериях, сдавливание артерии опухолью, рубцом или инородными телами.

Повышают риск развития болезни:

• наследственная предрасположенность;
• гиподинамия;
• повышенный уровень холестерина;
• злоупотребление углеводами и жирной пищей;
• курение;
• алкоголизм;
• лишний вес;
• гипертония;
• болезни щитовидной железы;
• сахарный диабет;
• пожилой возраст;
• физическое и эмоциональное переутомление;
• частые стрессы.

Сочетание нескольких из перечисленных фактор риска делает вероятность развития сердечной ишемии крайне высокой.

Симптомы болезни

У трети людей, у которых диагностирована ишемия сердца, симптомы незаметны. В этом случае формируется немая, или безболевая ишемия миокарда. Она очень опасна: больной вовремя не обнаруживает болезнь и не получает нужного лечения, что может привести к серьезным осложнениям и даже к летальному исходу.

В остальных больных признаки ишемии сердца проявляются:

• дискомфортным состоянием в области груди;
• нехваткой воздуха;
• приступами жгущих и давящих болей в груди, которые могут переходить в область лопатки, левую руку и шею;
• изменением сердечного ритма;
• одышкой;
• слабостью;
• постоянной тошнотой;
• обильным потоотделением;
• быстрой утомляемостью.

Иногда ишемия может имитировать и другие болезни, не связанные с патологией сердца.

Вариации ишемии

Ишемическая болезнь поражает не только сердечные артерии. Ишемия сосудов нижних конечностей развивается, если нарушается циркуляция крови в ногах, и они недополучают нужное им количество кислорода и питательных веществ. Также известна ишемия верхних конечностей и головного мозга.

В детей обычно ишемия сердца не наблюдается. Но у них возможно развитие ишемической болезни головного мозга. Чаще всего диагностируется перивентрикулярная ишемия у новорожденных. Она возникает, если во время беременности или родов малыш испытывал кислородное голодание. В этом случае следует обратиться к невропатологу.

Лечение ишемии

Если обнаружена ишемия сердца, лечение должно приводить к развитию компенсаторных возможностей организма и нормализации кровотока. Чтобы добиться положительных результатов, больной должен изменить свой образ жизни: рационально питаться, избегать стрессов, отказаться от вредных привычек, заниматься спортом (особенно полезны плавание, лыжи, бег, езда на велосипеде).

Врачи назначают больным медикаменты и физиотерапевтические процедуры. Если они не дают результатов, то рекомендуется хирургическое вмешательство.

Медикаментозное лечение

При медикаментозной терапии в основном используется несколько групп препаратов:

• нитраты (нитроглицерин и его производные) – избавляют от спазмов, способствуют расширению коронарных сосудов и облегчают поступление крови и кислорода к миокарду;
• бета-адреноблокаторы (атенолол, метопролол) – уменьшают частоту сердечных сокращений и понижают потребность миокарда в кислороде;
• антагонисты кальция (нифидипин, верапамил) – понижают давление, способствуют лучшей переносимости физических нагрузок;
• тромболитики (аспирин, гепарин, кардиомагнил, стрептокиназа) – понижают свертываемость крови, растворяют тромбы, восстанавливают проходимость сосудов.

Также врач может приписать лекарства, которые уменьшают концентрацию холестерина в крови, повышают скорость метаболизма и выводят липиды из организма.

Физиотерапевтические методы

Прекрасный результат дает физиотерапия: бальнеотерапия (йодобромные, хлоридные, радоновые, углекислые ванны), использование гальванического воротника, лазеротерапия, электрофорез, электросон, массаж, лечебная физкультура.

Лечение народными способами

Больным, у которых диагностирована ишемия сердца, лечение народными средствами в сочетании с традиционной терапией может оказать действенный результат. Рекомендуется принимать отвары и настои пустырника, березы, валерианы, элеутерококка, хвоща полевого, донника, бессмертника, тысячелистника, арники, мелиссы, корня девясила, овса, боярышника, шиповника, калины. Особенно полезными будут фитосборы. Они обладают мочегонным и успокаивающим действием, улучшают циркуляцию крови.

Хирургическое лечение

Операционное вмешательство включает ангиопластику и стентирование, аортокоронарное и маммарно-коронарное шунтирование.

При ангиопластике и стентировании в пораженный сосуд вводят специальную конструкцию, расширяющую просвет и восстанавливающую проходимость артерий.

При шунтировании создается обходной путь с помощью шунта, который изготавливается из бедренной вены или из искусственных материалов.

Если человек, у которого обнаружены симптомы ишемии сердца, лечение своевременно не получит, то у него может развиться сердечная недостаточность.

Уровень кислорода в крови: норма и отклонения от нормы

При многих заболеваниях и неотложных состояниях измеряется сатурация кислорода в крови, норма показателя составляет 96-99%. В общем понимании сатурацией называется насыщение любой жидкости газами, Медицинское понятие включает насыщение крови кислородом. При его снижении усугубляется состояние человека, поскольку этот элемент участвует во всех процессах метаболизма. Неотъемлемой частью терапии таких заболеваний является повышение его уровня посредством применения кислородной маски или подушки.

Подробнее о сатурации

Используя научные данные, можно сказать, что определение сатурации крови кислородом происходит путем соотношения связанного гемоглобина к его общему количеству.

Обеспечение организма различными веществами и элементами происходит благодаря сложной системе всасывания нужных компонентов. Организация доставки необходимых веществ и выведения лишних происходит посредством системы кровообращения, по малому и большому кругу.

Процесс насыщения крови кислородом обеспечивается легкими, которые проводят воздух по дыхательной системе. Он содержит 18% кислорода, согревается в полости носа, затем проходит по глотке, трахее, бронхам, позже попадает в легкие. Структура органа включает альвеолы, где и происходит газообмен.

Процесс сатурации происходит по следующей цепочке:

1. Сложная система капилляров и венул, окружающих альвеолы, переносит в пузырьки (альвеолы) газы из воздуха.
2. Пришедшая сюда венозная кровь, бедная кислородом, идет по большому кругу, расходясь по органам и тканям. Углекислый газ из альвеол переходит назад в органы дыхания и выделяется наружу.
3. Перенос молекул кислорода происходит при помощи гемоглобина, который содержится в эритроцитах.

Гемоглобин содержит железо (4 атома), поэтому одна белковая молекула способна присоединять 4 кислорода.

Причины снижения

Если сатурация кислорода в крови отличается от нормы (нормальный показатель – 96-99%), то это может происходить по следующим причинам:

• снижается количество клеток, переносящих кислород (эритроцитов, гемоглобина);
• нарушается процесс перехода кислорода в альвеолы;
• изменяется способность сердца накачивать кровь в сосуды или переносить ее по кругам кровообращения.

Люди могут испытывать подобные трудности и из-за глобальной экологической проблемы. В крупных городах, где есть действующие промышленные предприятия, нередко поднимается вопрос, связанный с повышением уровня выхлопных газов в воздухе.

Из-за этого концентрация кислорода снижается, гемоглобин переносит молекулы отравляющих газов, вызывая медленную интоксикацию.

На практике эти нарушения проявляют себя следующими заболеваниями:

• анемия;
• аутоиммунные заболевания;
• хронические процессы дыхательных путей (пневмония, бронхит);
• обструктивные заболевания (муковисцидоз, бронхиальная астма);
• сердечная недостаточность (пороки сердца, хронические застойные явления).

Измерение сатурации происходит во время операций и при введении наркоза, а также если необходим контроль состояния недоношенных новорожденных.

Недостаток кислорода имеет определенные признаки, они связаны с нарушением его пропорции с углекислым газом. Может возникать и обратная ситуация, когда поступление газа избыточно. Это тоже плохо для организма, поскольку вызывает интоксикацию. Такая ситуация возникает в случае долгого пребывания на свежем воздухе после продолжительного кислородного голодания.

Определение параметра

Определение содержания кислорода – несложная процедура, она может проводиться несколькими методами, после забора крови или вообще без него:

1. Неинвазивный метод исследования заключается в использовании прибора, электрод которого накладывается на палец или пояс, уже через минуту регистрирует результат. Инструмент называется пульсоксиметром, позволяет быстро провести исследование безопасным способом.
2. Если использовать инвазивный метод, то производится забор артериальной крови, но для получения результата в таком случае требуется достаточно много времени.

Приборы могут быть стационарными и портативными, и если более старые устройства имеются в стационаре, то в условиях скорой помощи определить сатурацию кислорода раньше не представлялось возможным. Они обладали массой положительных сторон: большое количество датчиков, объем памяти, возможность распечатывания результата. Изобретение переносного аппарата дало возможность быстро сориентироваться в экстренной ситуации. Современные приборы могут регистрировать результат круглосуточно, включаясь тогда, когда пациент активен.

Ночной пульсоксиметр производит измерения во время пробуждения человека. Практически все виды пульсоксиметров выпускаются в различных ценовых категориях, что зависит от возможностей и потребностей покупателя.

Для нарушения сатурации характерны следующие проявления:

1. Снижение активности человека, повышение утомляемости.
2. Головокружение, слабость, сонливость.
3. Появление одышки.
4. Снижение артериального давления.

Если наблюдается избыточное насыщение крови кислородом, то признаками такого явления становится головная боль и тяжесть. Одновременно с тем могут возникать симптомы, аналогичные низкой насыщенности крови кислородом.

Лечение

Если кровь не может насыщаться кислородом, то необходимо найти причину такого явления и устранить её, а далее обогатить жидкую среду газом. Начинать беспокоиться нужно уже при показателе, содержание кислорода которого ниже 95%.

Вот последовательность плана лечения:

1. Многие состояния, при которых снижается сатурация, являются сложными и запущенными, поэтому терапия основного заболевания является сложной задачей.
2. В связи с этим увеличение способности крови насыщаться кислородом естественным способом затруднительно. Лечение низкой сатурации происходит путем назначения его ингаляции посредством маски или вдыхания кислородной подушки.
3. Как правило, это происходит в условиях стационара, поэтому оксигенотерапия производится на период обострения патологии.

Пульсовая оксиметрия и газометрия крови позволяют определить количество кислорода в вашей крови. У здорового человека нормальный уровень насыщения крови кислородом составляет от 97% до 99%. Пониженное содержание кислорода в крови называется гипоксемией . Врач может назначить вам анализ для определения уровня кислорода в крови при различных заболеваниях, чтобы поставить точный диагноз и назначить подходящее лечение. И пульсовая оксиметрия, и газометрия артериальной крови нашли широкое применение в медицине; последний метод более точен, в то время как первый позволяет отслеживать уровень кислорода в крови в течение определенного периода времени.

Шаги

Измерение уровня кислорода в крови с помощью газометрии

1. Для проведения газометрического анализа обратитесь к медикам. Ваш врач или другой квалифицированный специалист сможет точно измерить уровень кислорода в крови при помощи современного оборудования. Такие измерения могут понадобиться перед проведением операции, назначением лечения, либо в следующих случаях:

   • Приступы апноэ (остановка дыхания) во сне
   • Анемия
   • Рак легких
   • Астма
   • Пневмония
   • Муковисцидоз

2. Подготовьтесь к процедуре. Несмотря на то что газометрия артериальной крови является довольно распространенной процедурой и вполне безопасна, к ней все же следует подготовиться. Попросите доктора объяснить вам данную процедуру и проясните все неясные моменты. Желательно также сообщить врачу о следующих обстоятельствах:

   • Вы испытываете или испытывали в прошлом проблемы с кровотечениями
   • Вы принимаете антикоагулянты, такие как аспирин или варфарин (Кумадин)
   • Вы принимаете какие-либо медикаменты
   • У вас аллергия на какие-то медицинские препараты или анестезирующие средства

3. Осознавайте возможные риски. Газометрия артериальной крови является распространенным анализом, и вероятность того, что она приведет к каким-либо серьезным осложнениям очень мала. Возможные незначительные риски включают в себя:

   • Небольшой синяк в месте забора крови из артерии. Прикладывая к этому месту давление на протяжении хотя бы десяти минут после укола, вы снизите вероятность появления синяка.
   • При взятии крови из артерии возможны головокружение, дурнота и тошнота.
   • Продолжительное кровотечение. Такая опасность существует в том случае, если у вас нарушение свертываемости крови или вы принимаете антикоагулянты, например аспирин или варфарин.
   • Блокировка артерии. Если игла повредит нерв или артерию, последняя может быть заблокирована. Однако это случается достаточно редко.

4. Медсестра выберет место забора крови. Для измерения уровня кислорода в крови данным методом необходимо взять кровь из артерии. Обычно кровь берут из артерии на запястье (лучевой артерии), хотя могут взять также из паховой области (бедренной артерии) или из руки выше локтя (плечевой артерии). При этом кровеносный сосуд протыкают иглой.

   • Перед процедурой вас попросят сесть, вытянуть руку и положить ее на стол или другую поверхность так, чтобы вам было удобно.
   • Медсестра ощупает ваше запястье в поисках пульса и подходящих артерий (это называется тестом Аллена).
   • Если ваша рука используется для диализа или в предполагаемом месте забора крови наблюдается какая-либо инфекция или воспаление, для забора крови выберут другой участок.
   • Для данного анализа выбирают артерию ввиду того, что в этом случае можно определить уровень кислорода в крови до того, как он впитается в ткани тела, что обеспечивает более высокую точность.
   • Если во время анализа вы проходите кислородную терапию, для более точного определения уровня кислорода в крови врач может перекрыть кислород на двенадцать минут перед тем, как взять кровь (конечно, только в том случае, если вы в состоянии дышать без дополнительного кислорода).

5. Позвольте специалисту взять образец крови. Когда медсестра выберет подходящее место, она должным образом подготовит его, а затем возьмет кровь с помощью иглы.

   • Сначала вашу кожу протрут спиртом. Возможно, вам также сделают укол обезболивающего средства.
   • После этого вашу кожу проткнут иглой и наберут кровь в шприц. Во время забора крови следите за тем, чтобы ваше дыхание оставалось нормальным. Если вам не дадут обезболивающего, при уколе вы почувствуете легкую боль.
   • Наполнив шприц кровью, медсестра вытянет иглу и приложит к месту укола ватку или бинт.
   • К месту укола приложат стерильный материал. Чтобы остановить кровотечение, к месту укола следует прижимать ватку или бинт в течение 5-10 минут. Если вы принимаете антикоагулянты или у вас проблемы со свертываемостью крови, может понадобиться большее время.

6. Следуйте указаниям относительно того, как следует вести себя после процедуры. В большинстве случаев чувство небольшого дискомфорта, испытываемое после взятия крови из артерии проходит довольно быстро и без всяких последствий. Однако сразу после забора крови следует соблюдать осторожность и не перегружать конечность, из которой брали кровь. Не поднимайте и не носите в соответствующей руке тяжести в течение 24 часов после взятия из нее крови.

   • В случае продолжительного кровотечения из места укола или других неожиданных последствий свяжитесь с врачом.

7. Образец вашей крови поступит в лабораторию. После забора крови медицинский работник пошлет образец крови на анализ в лабораторию. Когда образец поступит в лабораторию, ее сотрудники, пользуясь специальным оборудованием, измерят содержание кислорода в вашей крови.

   • Время между забором крови и получением результатов анализа зависит от того, в какую лабораторию был послан образец. Обычно пациентам сообщают о том, когда следует ожидать результатов анализа.
   • В экстренных случаях, особенно если вы при этом находитесь в больнице, результаты могут поступить в течение нескольких минут. Поинтересуйтесь у своего врача, когда следует ожидать результатов анализа.

8. Изучите результаты. При газометрии крови определяется парциальное давление кислорода и углекислого газа в крови, что более полезно и информативно для медиков, нежели проценты, получаемые в результате пульсовой оксиметрии. Нормальное парциальное давление кислорода лежит в интервале 75-100 миллиметров ртутного столба (единица измерения давления); нормальное давление углекислого газа составляет 38-42 миллиметров ртутного столба. Врач обсудит с вами полученные результаты, упомянув о том, что “нормальный” уровень может меняться в зависимости от следующих факторов:

   • Высоты вашей местности над уровнем моря
   • Конкретной лаборатории, производившей анализ
   • Вашего возраста
   • Температуры вашего тела (повышенной либо пониженной)
   • Состояния вашего здоровья и возможных хронических болезней (например, анемии)
   • Курения перед тестом

   Измерение уровня кислорода в крови с помощью пульсовой оксиметрии

   1. Чтобы пройти пульсовую оксиметрию, обратитесь к медикам. При этом анализе через ткани организма пропускается свет, что позволяет определить насыщенность крови кислородом. Пульсовая оксиметрия может понадобиться для определения уровня кислорода в крови перед операцией, либо при определенных заболеваниях, таких как:

      • Приступы апноэ во сне
      • Сердечный приступ или застойная сердечная недостаточность
      • Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)
      • Анемия
      • Рак легких
      • Астма
      • Пневмония
      • Муковисцидоз
      • Текущая или возможная необходимость в механической вентиляции для поддержания дыхания

   2. Подготовьтесь к процедуре. Пульсовая оксиметрия является неинвазивным методом, поэтому она не требует особой подготовки. Тем не менее, врач обсудит с вами предстоящую процедуру и ответит на все ваши вопросы.

      • Если у вас на ногтях лак, вас могут попросить снять его.
      • Врач может дать вам специальные указания насчет подготовки к процедуре, основываясь на вашем состоянии и истории болезни.

   3. Осознавайте возможные риски. Пульсовая оксиметрия практически полностью безопасна. Тем не менее, возможно следующее:

      • Раздражение кожи в месте анализа. Оно может возникнуть в случае продолжительного или неоднократного воздействия сенсорным зондом.
      • Неточные показания при курении или вдыхании угарного газа.
      • Врач сообщит вам о возможных дополнительных рисках, учитывая состояние вашего здоровья.