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 • • • • 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 • 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 • 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 • • • • 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 • • • • 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） • • • • 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 • 二酸化炭素は「換気」の影響が圧倒的 • 小さいが無視はできない因子 – – – – – 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 • 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 • 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