Газовый состав крови: анализ, исследование, изменение, определение
Решающую роль в обеспечении органов кислородом играют перфузия и количество молекул кислорода в периферических тканях.
Снабжение кислородом отражается, во-первых,уровнем кислорода в артериальной крови (CaO2), во-вторых, в насыщении артериальной крови кислородом (SaO2) и, в-третьих, в парциальном давлении кислорода (paO2). В клинической практике в качестве ведущей детерминанты применяется прежде всего paO2, однако это нередко может привести к ошибочным терапевтическим решениям.
Содержание кислорода (CaO2) в мл 02/100 мл крови рассчитывается следующим образом:
Содержание химически связанного кислорода + содержание кислорода в плазме = концентрация гемоглобина (Hb) х насыщение кислородом (SaO2) х 1,34 (константа Хюфнера = способность связывать O2) + парциальное давление кислорода (paO2)х 0,0031
В клинической практике определение такого «решающего» параметра как парциальное давление кислорода зависит от детерминант CaO2, поскольку важную роль играют и концентрация Нb, и насыщение кислородом артериальной крови. Отсюда следует, что высокое парциальное давление кислорода само по себе не гарантирует его высокую концентрацию или лишь иногда незначительно на нее влияет. Изменения в концентрации Нb, напротив, приводят к существенным изменениям в содержании кислорода в крови.
Нормальное значение CaO2 составляет примерно 20 мл О2/100 мл. Критически низкое значение при острых заболеваниях — около 8 мл О2/100 мл, а при хронических заболеваниях — около 5 мл О2/100 мл.
Наконец, для оксигенации органов решающее значение имеет также доставка кислорода (DО2), которая является произведением сердечного выброса (СО) и содержания кислорода в артериальной крови (CaO2). Отсюда следует, что для поддержания доставки кислорода, например, в случае анемии, сердечный выброс компенсаторно повышается (путем повышения частоты сердечных сокращений). Терапевтические последствия коррекции анемии проявляются, в частности, у пациентов с инфарктом миокарда или сердечной недостаточностью: с одной стороны, у них разгружается сердечная мышца, а с другой стороны, улучшается доставка кислорода.
Кислоты — это вещества, которые в водных растворах отдают ионы водорода, то есть происходит возрастание ионов водорода в крови. Щелочи — вещества, способные принимать ионы водорода и, следовательно, приводить к уменьшению ионов водорода в крови. Концентрация ионов водорода в растворах отражается в значении водородного показателя рН.
Регулировка кислотно-щелочного баланса осуществляется прежде всего
- Химическим путем: через буферные вещества (например, буферную систему «угольная кислота-бикарбонат», белки плазмы);
- Дыхательным путем — через изменение частоты и глубины дыхания
- Метаболическим путем — преимущественно через почки (например, выделение ионов водорода или обратная резорбция бикарбонатов).
Благодаря регулирующим механизмам, концентрация водородных ионов удерживается в сравнительно узких пределах 40 нмоль/л. Поддержание концентрации водородных ионов является существенным фактором для функционирования клеток. Аномалии этого параметра могут проявиться различными нарушениями в работе сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной, почечной, скелетной, мышечной и центральной нервной системы.
Анализ газового состава крови
В таблице приведены параметры газового состава крови и их нормальные показатели.
| Параметры | Артериальная кровь | Венозная кровь |
|---|---|---|
| рН | 7,35-7,45 | 7,33-7,43 |
| рO2 (мм рт. ст.) | 80-110 (в зависимости от возраста) | 35-40 |
| рCO2 (мм рт. ст.) | 35-45 | 40-50 |
| SaO2 | 95-99 | 70-75 |
| Избыток буферных оснований (BE) | 0±2 | |
| НСO3- (ммоль/л) | 22-26 | |
| Физиологическая анионная разница (ммоль/л) (Na++K+) —(Cl+НСO3-) | 8-16 (зависит от лаборатории) | |
| Лактат (ммоль/л) | 0,5-1,6 | 0,5-2,2 |
Факторы влияния и источники ошибок при анализе газового состава крови (BGA)
- Температура: анализ (как правило) проводится при температуре тела 37°С. Поскольку параметры O2, рСO2 и рН зависят от температуры, для точного анализа необходимо задавать параметр отклонения от температуры тела, чтобы можно было рассчитать «истинные» значения (при этом клиническая польза такой корректировки однозначно не доказана).
- Гипертермия повышение рO2, рСO2 и понижение рН, гипотермия — понижение рO2, рСO2и повышение рН.
- Взятие пробы: из артерий и капилляров, анаэробно, без воздушных пузырьков, чтобы предотвратить газообмен с окружающим воздухом (опасность ложно высокого показателя рO2 и ложно низкого показателя СO2).
Следует избегать слишком сильной аспирации, так как это, с одной стороны, может дегазировать пробу, а с другой стороны, привести к гемолизу и, следовательно, к ложным показателям. При заборе крови из лежащего катетера необходима достаточная предварительная аспирация (примерно 2-6-кратное количество содержимого катетера = около 2-5 мл), чтобы проба не «загрязнилась». После взятия пробы необходимо («осторожно») перемешать пробу, так чтобы не произошло оседание эритроцитов, что может привести, прежде всего, к ложным показателям гемоглобина. - Смесь с гепарином: Поскольку рН гепарина составляет около 7,0, при неблагоприятном соотношении рН пробы может оказаться ложно низким, что приведет к отклонениям в измеряемых показателях. Чтобы этого избежать, лучше всего применять специальные комплекты для забора крови (например, шприцы с сухим, электролитически сбалансированным гепарином).
- Время транспортировки пробы крови: анализ должен выполняться в пределах 15 минут, или пробу следует охладить в ледяной воде, поскольку в противном случае вследствие обмена веществ в клетках крови потребляется кислород (уменьшается рO2) и образуется лактат, так что имитируется картина метаболического ацидоза.
- Взятие крови должно соответствовать постоянным калибровкам анализатора.
- Возраст пациентов: с увеличением возраста «норма» рO2 снижается. Корректировка проводится по формуле раO2 (мм рт. ст.) = 102-0,33 х возраст.
Интерпретация анализа газового состава крови (BGA)
- рН: ацидоз (респираторная причина → показатель рСO2 повышен?), алкалоз?
- рСO2: гиперкапния (гиповентиляция? респираторный ацидоз?), гипокапния (гипервентиляция? стресс?)
- рO2: гипоксия нарушение оксигенации, гиповентиляция, достаточно ли FiO2?
Гипотония — неполноценная перфузия легкого? Причины артериальной гипоксемии:
- гипоксическая гипоксемия (кислородная недостаточность, падение уровня раO2) при нарушениях легочной функции, проблемах с дыханием и искусственной вентиляцией, нарушенном соотношении между вентиляцией и перфузией
- анемическая гипоксемия (падение уровня СаO2) на фоне анемии или гемодилюции клинические компенсаторные механизмы: повышение систолического объема крови или частоты сердечных сокращений)
- токсическая гипоксемия (отравление окисью углерода, интоксикация метгемоглобином)
- НСO3-, BE: повышены(метаболический алкалоз?), понижены (метаболический ацидоз?), респираторное нарушение?