ЗАБОЛОТСКИХ И.Б. ГОУ ВПО Кубанский Государственный Медицинский Университет

кислорода
Metabolism of oxygen, toxicity of oxygen
Course: 1
Year: 2008- 2015
Language:

http://www.feea.net

емкость крови (гемическое звено);
глобальная доставка от легких к тканям

Кислородный каскад

Перенос кислорода от атмосферного воздуха к митохондриям с преодолением градиентов давлений, уменьшающихся с каждым этапом.

(РiO2) определяется:

FiO2 - константа

PiO2 = FiO2 x (ВР - 47)

PiO2

вдоха достигает перфузируемые альвеолы для участия в газообмене.
альвеолярной

William C. Wilson, 2005

Альвеолярная вентиляция

Отношения между альвеолярной вентиляцией и PаСO2 / PАО2 для групп с различным потреблением O2 (VО2) и продукцией CO2 (VСО2).

Для нормальных условий:

40
0,8

70
0,8

Очевидно, сколь велико значение концентрации СО2 в альвеолярном воздухе для оксигенации организма

РАСО2
R

РАО2 = РО2 во вдыхаемом воздухе –

В легких не происходит существенного обмена инертных газов (азота и др.) при дыхании воздухом, поэтому РАО2 может быть вычислено:

Кислородный каскад (респираторное звено)

PAO2

с высоким сопротивлением диффузии;
Резко возрастающий объем капиллярного кровотока

Фракция шунтируемой крови (%):

QS/QT = (CcO2 – CaO2) / (CcO2 – CvO2)

QS – фракция МОК, прошедшая через шунт
QT – МОК
CaO2, CvO2, CcO2– содержание О2 в артериальной, венозной и капиллярной крови в легких

В норме – 2 - 5% (Marshall B. Dunning, 2001)
Выраженный внутрилегочный шунт > 15%
(Morgan G.E., Mikhail M.S., 2003)

VQI (упрощенное) = (1-SaO2) / (1 – SvO2)

Кислородный каскад (респираторное звено)

Шунт

Пример:
VQI (упрощенное) = (1-0,99) / (1 – 0,75) = 0,01/0,25 = 0,04 (4%)
VQI (упрощенное) = (1-0,89) / (1 – 0,75) = 0,11/0,25 = 0,44 (44%)

при наличии различного уровня легочного шунта.
При уровне шунта более

гиповентиляция;
нарушение вентиляции/перфузии.

Адекватность газообмена в легких оценивается альвеолярно-артериальным градиентом (А-а):

А-а

ра02 около 97 мм рт.ст.
и раСО2 – около 40 мм рт.ст.

рАО2 – 103-101 мм рт.ст.

А-аDО2 – в норме от 5-20 мм рт.ст. и увеличивается с возрастом:
7 мм рт.ст. - у молодых, до 14 мм рт.ст. - у пожилых

(FiO2 < 0,21 - высота)
Дефект диффузии (редко)
Нарушения V/Q
Шунт (внутрилегочный или

Увеличение артерио – венозной экстракции кислорода
(СаО2 – СvО2)

Кислородный каскад (респираторное звено)

РаО2

(мл О2 / л крови)
3) Доставка О2 периферическим тканям (мл/мин)
4)

Абсцисса:
а – напряжение О2 в точке артерии;
v – напряжение О2 в точке вены;
Р50- напряжение О2 (27 мм рт.ст) при котором гемоглобин сатурирован на 50%

2005
Многие ингаляционные анестетики влияют на отклонение кривой диссоциации

в плазме (0,3%0, 1 л. плазмы – 3 мл. 02)

Кислородный каскад (гемическое звено)

Содержание кислорода в крови

10 – коэффициент преобразования объемных процентов в мл/с
В норме DO2

Сердечный индекс (СИ)
2,5 - 3,5 л/мин • м2

Доставка кислорода (DO2)
520 - 720 мл/мин • м2

DO2 = СИ • СаО2 = СИ • ((1,3 • Нb • SаО2) + (0,003 • РаО2)) • 10

Кислородный каскад (гемодинамическое звено)

Доставка кислорода (DO2)

уменьшения СВ (Qt) и/или увеличения потребления О2 (VО2) является снижение

William C. Wilson, 2005

2005
Кислородный каскад (гемодинамическое звено)
сатурирован
сатурирован
сатурирован

и представляет собой кислородное обеспечение тканевого метаболизма.
Увеличению

VO2 = СИ • (СаО2-СvО2) = СИ • (13 • Нb) • (SаО2 - SvО2)

Сердечный индекс (СИ)
2,5 - 3,5 л/мин • м2

Потребление кислорода (VO2)
110 - 160 мл/мин • м2

Кислородный каскад (гемодинамическое звено)

Потребление кислорода

КУO2 = VO2 /DO2 • 100%

Кислородный каскад (гемодинамическое звено)

нормальной (сплошная линия) и патологической доставке кислорода (пунктир).

VO2 в

кислорода:

Оксидазный путь

отношению к потребности кислорода.
Гипоксическая дизоксия
↓РО2 ниже критического митохондриального уровня

Окислительное фосфорилирование

Анаэробный гликолиз

Прогрессирующее истощение АТФ

Лактат-ацидоз

Гибель клетки

На снижение доставки кислорода оксидазные системы реагируют первыми.

и риск осложнений

▪ Легочная вазодилатация
▪ Гиперкапния
▪ Ателектазы
▪ Острый трахеобронхит,

Гипероксическая дизоксия

встречается в отделах легкого с низкими отношениями V/Q.

▪

Гипероксическая дизоксия

Гипероксия может быть причиной ателектазов (повреждение пневмоцитов II порядка, синтезирующих сурфактант)

течение 4- 24 часов отмечается:
кашель,
ангина,
раздражение глаз,
дискомфорт в

Острый трахеобронхит

Уменьшение жизненной емкости легких

Гипероксическая дизоксия

Подавление эритропоэза
▪ Ранняя ретинопатия
Гипероксическая дизоксия

и повреждения капилляров сетчатки глаза. В результате парадоксальная "гипероксическая гипоксия"

Гипероксическая дизоксия

при остром повреждении легкого или ОРДС.

Гипероксическая дизоксия

появляется возможность легочной токсичности O2 (у пациентов с ОРДС, требующим

Гипероксическая дизоксия

легкого более губительны, чем потенциальный будущий риск повреждения легкого вследствие

КАК БЫТЬ в сложных ситуациях?

более неспаренных электронов.

Наличие неспаренных электронов придает молекуле особые свойства:

Свободные радикалы кислорода

спина у одного из не спаренных электронов в молекуле О2;

ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА:
рентгеновское или гамма-облучение;
ультрафиолет;
ультразвук;
токсические химические вещества;
табачный дым;
контакт клеток с чужеродным материалом;
контакт с патологически измененным белком;
взаимодействие со свободными жирными кислотами;
хемотаксические стимулы;
окисление тиоловых соединений, гидрохинонов, катехоламинов, флавинов;
металлы переменной валентности (железо и медь);
дефицит каталаз и пероксидаз.

Свободные радикалы кислорода

неспаренный электрон.
ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ СУПЕРОКСИДА:
в митохондриях:
ГИПОКСИЯ
 восстановленных компонентов

Свободные радикалы кислорода

спонтанной или ферментативной дисмутации супероксида;

ГИДРОКСИЛЬНЫЙ АНИОН-РАДИКАЛ - наиболее реактивная и

В физиологических условиях практически не образуется.
Условия, катализирующие образование гидроксильного аниона-радикала:
наличие несвязанного с белком железа и меди
ацидоз

Свободные радикалы кислорода

жирных кислот
стероидов
канцерогенов

Биологическая целесообразность оксигеназного окисления.

Оксигеназный путь

Пути окисления кислорода

1

фосфодиэстеразы, Nа, К-АТФазы и др.)
Снижение активности ПОЛ
переход липидов мембран в

Увеличение активности ПОЛ

ригидность липидной фазы мембран

Регуляция скорости образования простагландинов

модулирование эффективности некоторых фенольных анальгетиков и НПВС

Свободные радикалы кислорода

Гипоксическая дизоксия

Биологическая целесообразность оксигеназного окисления.

в присутствии супероксида
Фагоцитоз
Лейкоцитарная инфильтрация
Уровень свободнорадикальных окислительных процессов

Уровень антиоксидантной защиты
Свободные радикалы

Гипоксическая дизоксия

Биологическая целесообразность оксигеназного окисления.

?

связана со стимуляцией чувствительных к гипоксии хеморецепторов в каротидных и

миокардиального некроза у кроликов подвергнутых 100% O2 (нормобарическая гипероксия) более

Токсичность кислорода

Гипероксическая дизоксия - патологическое функционирование клетки, вследствие высокого напряжения

СНИЖЕНИЕ СВ ПРИ

Токсичность кислорода

и доставкой O2 у 6 здоровых собак в сознании на

Токсичность кислорода