スライド 1

血液ガスの基礎
血液中の酸素と二酸化炭素
意味・役割・測定
諏訪邦夫[email protected]
今日のアウトライン
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実例:食道がん術後の呼吸不全
ガスの分圧について
人体での酸素と二酸化炭素の動き
肺のガス交換能について
– 換気と血液酸素化の条件
• 血液と酸素:酸素解離曲線の解釈
– 酸素解離曲線の基礎
• 血液ガス分析についてほんの少しだけ
食道ガン術後の呼吸不全
• 53歳男性:持病あり
– 高血圧・冠状動脈障害
– 糖尿病・腎機能低下
• 喫煙歴(20本×30年)・肺結核の既往
– 術前の肺機能検査で軽度拘束性閉塞性障害
– 成績は正常下限ぎりぎり
• 手術時に肺の癒着
– 手術時間は8時間(肺癒着でやや延長)
術後経過
• 術後:気管内チューブ留置人工呼吸継続
– 術後1日:午前中に抜管
– 術後3日までPao2 が100→80→60と悪化
– Fio2 上昇などで対応
• 術後3日夕:Pao2 が急速に30mmHgに低下
– 気管内挿管して人工呼吸
• 多臓器不全併発,ダウンヒルで3週間後死亡
原因と反省?
• 大手術後の呼吸不全(ARDS)
– 基本的には現症と手術の組み合わせ
– 高血圧・冠障害・糖尿病・腎機能低下・喫煙肺?
• 急性呼吸不全から多臓器不全に
• 積極治療の遅れ?
– 遅れた理由は? 手術で見つかった肺傷害?
• この手術が無理? しかし悪性腫瘍だ
ガスの「分圧」を少し説明
• 空気中には酸素,窒素,二酸化炭素,水蒸気
• 水蒸気は状況で変化、体内では体温で飽和
47mmHg
• 気道のガスは他の三者で713mmHg
• ガス相で濃度と分圧は比例(ドルトンの法則)
酸素
窒素
二酸化炭素
濃度 20.93
79.04
0.03
分圧 149
564
0.2(≒0)
血液の「ガス分圧」とは
血液にガスを流す
しばらく経過すると、流すガスと
血液とが平衡に達する
(両者間にガスの受渡しなし)
「平衡」が「血液のガス分圧」
酸素 窒素
CO2
濃度20.93 79.04 0.03
分圧149 564
0.2
(≒0)
肺のガス交換能
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ガス交換能について
– 肺が「良好に機能する」には
– 「換気血流比:VA/Qc」の概念
– これが「一様」か「ばらばら」か
– どういう病気や状態で?
上腹部手術のFio2 とPao2
麻酔+人工呼吸でVA/Qc悪化
実例は肺水腫:「拡散障害』も加わる
O2
肺胞
O2 O2
O2
O2
間質浮腫
肺血管
分圧と量(含量)の関係:
酸素と二酸化炭素は違う
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酸素の血液中の成分は2種類
– ヘモグロビン結合分が主、少量が水に溶ける
– ヘモグロビンの量と飽和度が重要
– それで「酸素解離曲線」
• 二酸化炭素は複雑:5~6種類もある
– 「飽和度」はない
– 血液の運搬は制限要因になりにくいが
酸素と二酸化炭素の血液での運ばれ方
酸素解離曲線を少し勉強
• ヘモグロビンと酸素の結合
• 「結合」と「解離」の両方が重要
– それが「S字」の問題
• 正常値
• 安静と活発な活動の差
• 「移動」:右方移動と左方移動
標準酸素解離曲線:37℃,pH7.4,Pco2 =40mmHg
酸素解離曲線の安静時と活動時
酸素解離曲線のS字型の意味
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化学反応としての意義
簡単な数式表現:ヒルの式
生理学的な意義
S字でない人は不調
ここでは生理的意味だけ検討しよう
S字の生理学的な意義
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肺胞レベルで飽和度が高い:大量に取り込む
静脈レベルで飽和度が低い:大量に渡す
特に、臓器の活動が活発な時に有用度大
安静時での意義は高くないが
活動時や血流が障害された状況で有用
S字の生理学的な意義(2)
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安静時の混合静脈血は(40, 75)
血流が全身に運んだ酸素の1/4だけ利用
ところが、激しい活動では
酸素消費量が10倍に増すのに、心拍出量は
5倍に増えるだけ
• その代わり混合静脈血は(30,50)
– 酸素解離曲線は右方移動(体温↑とpH下降)
曲線がS字でない人の体調
• 左方移動でS字の弯曲
も小さい例
– 肺で酸素をとりやすい
が、末梢で放ちにくい
– ふつうの生活には支障
はない
– 運動能力が劣る
– 過労に弱い
酸素解離曲線の移動と因子
酸素解離曲線移動の生理
• 酸素は右方移動で放出しやすく左方移動で
放出しにくくなる
• 右方移動はいろいろに利用
– 運動(高温・pH低下),貧血・チアノーゼ
(2,3DPG)
• 左方移動利用の例は胎児
– 妊娠末期には母体の酸素解離曲線は右方移動
– 胎児の血液の酸素解離曲線は左方(P50=20)
喫煙と一酸化炭素のこと
• COHbがあると
1. その分だけ酸素含量
が減少する
2. 酸素解離曲線の左方
移動
3. 二つの因子で、運動
能力低下
禁煙と減煙
• 20本/日でCOHb は約5%:十分悪い!
– 10年の加齢に匹敵?!
• 血液一酸化炭素は吸わなけれ1日でゼロに
• したがって、「週に1日数本喫煙」なら害は小
(ただし、これは一酸化炭素の問題だけ、
がんの問題は別)
• 禁煙がベストだが、せめて減煙して下さい
二酸化炭素は「換気」で決まる
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二酸化炭素は「換気」の影響が圧倒的
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小さいが無視はできない因子
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肺機能の良否
血流の良否
血液の二酸化炭素運搬能
身体の二酸化炭素産生能
血流低下による組織のアシドーシス
血液ガス分析:方法と利点
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方法:分圧を「直接」測定
– 電極法を採用
– 電極は1950年代に相次いで開発
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利点
– 正確で簡便で
– 「ガス相と直接比較」
• 例:健康人ならPAo2 ≒Pao2 ≒100mmHg
• 冒頭の患者はPAo2 ≒400でPao2 は
100→80→60→30と低下
「血液ガスの基礎」の結論
今日学んだことは、
• ガスの分圧について
• ガス交換能について
• 血液と酸素:酸素解離曲線の解釈
• ガス分析データの見方
• とくに、「ガス交換能」と「酸素解離曲線」を少
し詳しく
• 勉強の資料は豊富
おわりです
• おわり