高壓氧醫學文獻彙集: 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。