Открыть сервисСервис

Оксигенация крови и её виды

Оксигенацияпроцесс насыщения крови или иной среды кислородом, при котором молекулярный кислород (O₂) обратимо связывается с гемоглобином эритроцитов либо растворяется в плазме. В физиологии человека термин обозначает переход венозной крови в артериальную в лёгких, в технике и медицине — принудительное обогащение кислородом жидких сред, газовых смесей или тканей.

Физиологические основы

Основной переносчик кислорода в крови — гемоглобин, содержащийся в эритроцитах. Каждая молекула гемоглобина способна связать до четырёх молекул O₂, образуя оксигемоглобин. Насыщение гемоглобина кислородом зависит от парциального давления O₂ (pO₂) и описывается кривой диссоциации гемоглобина, имеющей S-образную форму. При pO₂ около 100 мм рт. ст. (альвеолярный воздух) насыщение достигает 97–98 %; при 40 мм рт. ст. (венозная кровь) — примерно 75 %.

Кривая смещается вправо (снижение сродства гемоглобина к кислороду) при росте концентрации углекислого газа, повышении температуры, ацидозе и накоплении 2,3-дифосфоглицерата — это эффект Бора, обеспечивающий усиленную отдачу кислорода тканям при нагрузке. Сдвиг влево наблюдается при алкалозе, гипотермии и у плода (фетальный гемоглобин HbF).

Небольшая часть кислорода (1–2 %) растворяется в плазме физически; именно эта фракция определяет pO₂ и используется в газовом анализе крови.

Показатели оксигенации

В клинической практике оксигенацию оценивают несколькими параметрами:

ПоказательНормаМетод определения
SaO₂ (насыщение артериальной крови)95–98 %Пульсоксиметрия, КОС
PaO₂ (парциальное давление O₂)80–100 мм рт. ст.Газы артериальной крови
SpO₂95–98 %Пульсоксиметр (неинвазивно)
SvO₂ (венозная)65–75 %Катетеризация лёгочной артерии

Снижение этих значений ниже пороговых указывает на гипоксемию — уменьшение содержания кислорода в крови, которое может перейти в тканевую гипоксию.

Нарушения оксигенации

Причины недостаточной оксигенации делят на несколько групп:

Хроническая гипоксемия компенсируется эритроцитозом и усилением сердечного выброса; декомпенсация ведёт к повреждению головного мозга, миокарда и других органов.

Методы оксигенации в медицине

Для коррекции гипоксемии применяют несколько методов:

  • Ингаляционная кислородотерапия — подача увлажнённого O₂ через носовые канюли, маску, высокопоточные системы.
  • Искусственная вентиляция лёгких (ИВЛ) — аппаратное замещение дыхательной функции, в том числе с положительным давлением в конце выдоха (PEEP).
  • Экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО) — насыщение крови кислородом вне организма через мембранный оксигенатор; применяется при тяжёлой дыхательной и сердечной недостаточности, в том числе в периоды эпидемий респираторных инфекций.
  • Гипербарическая оксигенация (ГБО)дыхание чистым кислородом под повышенным давлением в барокамере; используется при отравлении угарным газом, декомпрессионной болезни, некоторых раневых инфекциях.
  • Нормобарическая гипокситерапиятренировка адаптации к пониженному содержанию O₂, применяемая в спортивной медицине и профилактике.

В России методы ЭКМО и ГБО развиваются в крупных кардиохирургических и реанимационных центрах; гипербарические барокамеры имеются в ряде клиник и санаториев.

Оксигенация в технике и биотехнологии

Понятие выходит за пределы медицины:

  • Водоподготовка и аквакультура — аэрация и оксигенация воды для насыщения её кислородом, необходимого рыбам и микроорганизмам.
  • Биотехнология — оксигенация питательных сред в биореакторах при культивировании клеток и микроорганизмов.
  • Пищевая промышленность — контроль оксигенации при производстве напитков, упаковке в модифицированной газовой среде.
  • Металлургия и химия — кислородное дутьё в конвертерах, окислительные процессы.

В каждом случае задача — обеспечить достаточную концентрацию растворённого или газообразного O₂ и контролировать её приборами (оксиметрами, датчиками pO₂).

Пульсоксиметрия

Наиболее распространённый неинвазивный метод оценки оксигенации — пульсоксиметрия, основанная на различном поглощении света оксигемоглобином и дезоксигемоглобином в красной и инфракрасной областях. Датчик на палец или мочку уха позволяет непрерывно наблюдать SpO₂. Метод вошёл в широкую практику в 1980-х годах и стал стандартом мониторинга в анестезиологии, реанимации и терапии. Ограничения: движение пациента, низкая перфузия, отравление угарным газом (ложно завышенные значения).

Значение

Оксигенация — ключевое звено дыхательной цепочки, связывающее внешнее дыхание, транспорт газов кровью и тканевое дыхание. Понимание её механизмов лежит в основе интенсивной терапии, анестезиологии, физиологии труда и спорта, а также множества технологических процессов. Контроль оксигенации остаётся одним из базовых параметров состояния пациента в критических ситуациях.

Источники: учебники по нормальной и патологической физиологии, руководства по интенсивной терапии и пульмонологии, технические справочники по водоподготовке и биотехнологии.

Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru