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2014年2月17日 星期一

高壓氧與缺氧 Hyperbaric oxygen & Hypoxia

   
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        在高壓氧治療當中,我們經常會提到缺氧這個名詞,那麼什麼是缺氧?我們可以簡單定義為,當組織得不到充足的氧供應,或者不能充分利用氧的時候,組織在代謝、功能、以及形態結構上都可能發生異常變化,這過病理過程便稱為缺氧。氧 (oxygen) 參與生物氧化過程,是正常生命活動中,不可缺少的物質。成人在靜息狀態下,每分鐘大約消耗的氧氣量大約為250毫升;在活動時,消耗氧氣量會進一步增加。 不過人體內,整體的氧儲量極少,因此需要依賴於外界環境不斷的氧氣供應,通過呼吸系統、血液循環等不斷地完成氧的攝取和運輸,以保證細胞生物氧化所需。氧在我們身體內的獲得 (吸入) 和 利用是個複雜的過程。事實上缺氧是許多疾病所共同的基本病理過程。例如我們經常提及的休克、呼吸功能不全、心功能不全、貧血等等,都可以引起缺氧。缺氧為臨床最常見的病理過程,也是很多疾病最長見的原因和死因,主要因為:

1.我們體內只有很少的氧貯備 (oxygen reserve) ;


2.氧氣由周遭環境,經過肺部呼吸到達組織細胞,並且在局部組織所利用,整個過程是一個多環節的複雜程序,包括外呼吸 (外界氧被吸入肺泡、彌散入血液)、氣體的運輸 (與血紅蛋白結合,由血液循環輸送到全身) 和內呼吸 (細胞水平的以及粒線體有氧代謝),其中只要任何一個環節發生障礙,都可引起缺氧。


1. 氧分壓(partial pressure oxygen ,PO2)是指以物理狀態溶解在血漿內的氧分子所產生的張力(故又稱 氧張力 oxygen tension)。正常人在靜息狀態下,呼吸海平面空氣 (sea-level),在常溫37℃的血液內,每100ml(毫升)以物理狀態溶解的氧量為0.003毫升,可產生0.133kPa的氧分壓。動脈血氧分壓(PaO2)主要取決於肺泡氧分壓(PAO2)的高低、氧氣通過肺泡膜彌散入血的量、肺泡通氣量與肺血流量的比例。如果外界空氣氧分壓低或肺泡通氣減少,便會造成肺泡氧分壓降低,另外彌散障礙、通氣 / 血流比例失調,使肺動 / 靜脈血功能性或解剖性分流增加,都可使PaO2降低。


2. 氧容量(oxygen binding capacity,CO2max) 指氧分壓為19.95kPa(150mmHg),二氧化碳分壓為5.32kPa(40mmHg),溫度37℃,在體外100毫升血液內血紅蛋白所結合的氧量。正常血紅蛋白在上述條件下,每克能結合氧1.34~1.36毫升。若按每100毫升血液含量含血紅蛋白15克計算,動脈血和靜脈血氧容量約20毫升/dl。


3. 氧含量 (oxygen content) 是指100毫升血液實際的帶氧量,包括實際與血紅蛋白結合的氧和極少量溶解在血漿內的氧。正常動脈血,氧含量約19.3毫升/dl,混合靜脈血,氧含量約14毫升/dl。血液氧含量主要取決於PaO2與血紅蛋白的質和量。PaO2明顯降低或血紅蛋白結合氧的能力降低,或單位容積血液內血紅蛋白量減少,都可使氧含量減少。


4. 氧飽和度(oxygen saturation, SO2) 是指血紅蛋白與氧結合達到飽和程度的百分數。SO2 = 血氧含量-溶解的氧量 /氧容量。正常動脈血氧飽和度約95%,混合靜脈血氧飽和度約75%。氧飽和度高低主要取決於氧分壓的高低,氧分壓與氧飽和度之間的關係,可用氧離曲線來表示。由於血紅蛋白的生理特點,氧離曲線呈S形,PO2在7.98kPa(60mmHg)以下,才會使氧飽和度明顯降低,氧含量明顯減少,從而引起缺氧。


血紅蛋白與氧親和力高低,常用P50表示。P50是使氧飽和度達到50%時的氧分壓。正常成人P50約為3.59kPa(27mmHg)。血液PCO2升高、pH降低、濕度升高或紅細胞內2,3-DPG含量繒加,都可使血紅蛋白氧親和力降低,令氧離曲線右移,P50增大;反之,使血紅蛋白與氧親和力升高,引發氧離曲線左移,P50變小。如果血紅蛋白的結構與功能異常,不易與氧結合或不易解離氧,對P50也有影響。


       氧離曲線是一個近似S形曲線,上端較平,PO2從100mmHg降至80mmHg,血氧飽和度僅下降0.02,這樣,當血液流經肺部時,即使大氣中的氧分壓有較大變化(如人從平原進入高原地區或上升到高空),也不至於對血氧飽和度產生重大影響,保證血紅蛋白和O2有較大程度的結合。 氧離曲線的S形曲張中段坡度較陡,PO2由40mmHg降至20mmHg 時,血氧飽和度從0.6降至0.3,有較大程度的變化,這一變動範圍恰好相當於組織內PO2的變動範圍,故保證了血液流經氧分壓較低的組織時,即使PO2有較少的下降,血氧飽和度卻有明顯的增加,從而釋放較多的O2供組織需要。


5. 毛細血管動靜脈血氧含量差(CaO2- CvO2) 即動脈血氧含量減去靜脈血氧含量所得的毫升,說明組織對氧消耗量。由於各組織器官耗氧量不同,各器官動靜脈血氧差很不一樣。正常動脈血與混合靜脈血氧差約5毫升%。動靜脈血氧差變化取決於組織從單位容積血液內攝取氧的多少。PaO2明顯降低,動脈血與組織氧分壓梯差變小;微循環動靜脈吻合支開放,使流經真毛血管的血量減少;紅細胞變形能力降低或紅細胞聚集,使血液流變性發生改變;當細胞受損,利用氧的能力降低,都可使組織細胞從血液中的攝取的減少,動靜脈血氧的減少程度變小。淤血,血流緩慢,雖然單位時間動脈血灌流 (blood perfusion) 減少,但由於血流緩慢和氧離曲線右移,組織從單位容積血液內攝取的氧增多,做成動靜脈血氧差加大現象。 

  




資料來源 http://www.hkhyperbaric.com/default.htm

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