В норме ткани экстрагируют около 5 мл кислорода из каждых 100 мл поступающей к ним крови и отдают двуокись углерода, которая переносится к легким, где около 4 мл двуокиси углерода на 100 мл крови выделяется при выдохе. Таким образом, в нормальных условиях покоя лишь около 80 % двуокиси углерода выводится из легких с выдыхаемым воздухом по мере того, как происходит захватывание кислорода. Отношение выделяемой двуокиси углерода к поглощаемому кислороду, которое называют отношением дыхательного обмена, или респираторным коэффициентом (RQ), может быть выражено следующим образом:

dq _ Скорость выделения двуокиси углерода

Скорость поглощения кислорода

Величина RQ изменяется в зависимости от различных метаболических условий. Когда человек метаболизирует только углеводы, RQ возрастает до 1,0. С другой стороны, если метаболизируются лишь жиры, то коэффициент падает до 0,7. Причиной этого является следующее: когда кислород метаболизируется с углеводами, на каждую молекулу поглощенного кислорода образуется одна молекула двуокиси углерода; если же кислород вступает в реакцию с жирами, то большая часть кислорода соединяется с атомами водорода, выделяемыми из жиров, с тем чтобы образовать воду вместо двуокиси углерода. Для человека же, находящегося на нормальной диете со средним содержанием углеводов, жиров и белка, усредненное значение RQ составляет 0,825.

Р_Ог артериальной крови

P_{O 2} артериальной крови (Ра₀) у молодого и здорового человека при идеальных условиях считается равным примерно 100 мм рт.ст. Однако у многих здоровых и молодых взрослых Pa_{O 2} составляет только 80—90 мм рт.ст. Оценка Pa _о2 имеет чрезвычайно важное значение, так как этот показатель не только отражает функциональную способность легких, но и определяет скорость поступления кислорода в тканевые клетки.

На уровень Pa_{O 2} влияет множество факторов, в том числе объем альвеолярной вентиляции, концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе, функциональная способность легких и кривая диссоциации оксигемоглобина.

Фракция вдыхаемого кислорода

К сожалению, концентрация (или фракция) кислорода во вдыхаемом воздухе ( FI_O ) не считается многими подходящим параметром для оценки А)_о,- Если кислород поступает к больному через носовую канюлю, то действительно получаемый им кислород ( F / _{o >} ) обычно составляет лишь 25—30 %. Если же используется плотно прилегающая к лицу маска, то вдыхаемая FI_Ol на 10—15 % меньше, чем в подаваемых к маске газах.

Ожидаемые значения альвеолярного или артериального Р_Ог при подаче больному кислорода могут быть также оценены путем умножения процента действительно поступающего кислорода на 6. Так, у пациента, получающего 60 % кислород, следует ожидать P_AOi около 60 х 6, или 360 мм рт.ст.

Высота над уровнем моря

Значения Pa_Ol , которые можно ожидать у пациента при дыхании комнатным воздухом, широко варьируют в зависимости от высоты над уровнем моря. Чем больше эта высота, тем ниже /о₂ воздуха и тем отчетливее тенденция к гипервентиляции у пациента (табл. 7.3). Вплоть до высоты примерно в 10 000 футов (даже при дыхании воздухом) насыщение кислородом артериальной крови ( Sa_o ) остается около 90 %. Однако на высоте более 10 000 футов Sa_Ol прогрессивно падает примерно на 1 % на каждый 1 мм рт.ст. снижения P_Ol , на высоте в 20 000 футов Pa_Ol составляет лишь около 35 мм рт.ст., а >5а_О2 — всего 65 %; на большей высоте эти показатели еще ниже.

У человека при дыхании воздухом на высоте в 30 000 футов и барометрическом давлении в 226 мм рт.ст. Ра_Ог составляет всего лишь 21 мм рт.ст. Наиболее важной причиной такой разницы является тот факт, что почти три четверти альвеолярного воздуха на этой высоте составляет азот. Но если человек выдыхает чистый кислород вместо воздуха, то большая часть пространства в альвеолах, прежде занятая азотом, заполняется кислородом. При дыхании 100 % кислородом на высоте в 30 000 футов Ра_О: у человека составляет лишь 139 мм рт.ст. (табл. 7.4).

Возраст

Даже у здоровых индивидуумов без явных респираторных проблем происходят возрастные изменения в легких, что обусловливает снижение Ра_о,. После 20—30-летнего возраста Pa_Ol снижается в среднем на 3—4 мм рт.ст. за каждое десятилетие жизни. Так, практически здоровый (в остальном) пациент 10—20-летнего возраста с Pa_Ol 90—100 мм рт.ст. (при дыхании комнатным воздухом на уровне моря) в 80-летнем возрасте будет иметь Pa_Ol лишь около 70 мм рт.ст.

Оценка функции легких

Хотя анормальные концентрации газов крови могут быть обусловлены нарушением диффузии или распределения газов в легких, наиболее важной причиной обычно является нарушение вентиляционно-перфузионного отношения (V — Q). При рассмотрении вентиляции и перфузии можно выделить четыре типа альвеолярно-капиллярных единиц. Если вентиляция и перфузия в норме, то такая единица является нормальной. Если же вентиляция осуществляется в отсутствие перфузии, то единица рассматривается как мертвое пространство. Когда имеет место перфузия без вентиляции, единицу считают шунтом (справа налево). Если же нет ни перфузии, ни вентиляции, то единица называется "молчащей".