Оксигенация — насыщение кислородом¶
Оксигенация (от лат. oxygenium — кислород) — процесс насыщения организма, тканей, жидкостей или среды кислородом, а также медицинская процедура обеспечения достаточного поступления кислорода в ткани при его дефиците. Термин используется в медицине, физиологии, биохимии, экологии и промышленности. В клинической практике оксигенация подразумевает поддержание нормального уровня кислорода в крови (сатурации), обычно в диапазоне 95–98 % у здорового человека.
¶Физиологические основы
В организме человека кислород поступает в лёгкие при вдохе, диффундирует через альвеоло-капиллярную мембрану в кровь и связывается с гемоглобином эритроцитов. Далее кровь разносит кислород к тканям, где он используется в процессе клеточного дыхания для синтеза АТФ.
Ключевые показатели оксигенации:
- Сатурация (SpO₂) — процент насыщения гемоглобина кислородом, измеряется пульсоксиметром.
- PaO₂ — парциальное давление кислорода в артериальной крови (норма 80–100 мм рт. ст.).
- CaO₂ — содержание кислорода в артериальной крови.
- Индекс оксигенации — отношение PaO₂ к FiO₂ (фракции вдыхаемого кислорода).
Недостаточная оксигенация тканей называется гипоксией; полное прекращение поступления кислорода — гипоксией или анасфиксия. Гипоксия бывает дыхательной, циркуляторной, тканевой и гемической.
¶Виды оксигенации
¶Респираторная (лёгочная)
Основной физиологический путь: газообмен в лёгких. При нарушениях вентиляции (пневмония, ХОБЛ, отёк лёгких) применяют оксигенотерапию — введение кислорода через носовые канюли, маску, ларингеальную маску или интубационную трубку.
¶Гипербарическая
Проведение оксигенации в барокамере при повышенном давлении (до 2–3 атм). Повышает растворимость кислорода в плазме и применяется при кессонной болезни, отравлении угарным газом, плохо заживающих ранах, остеомиелите.
¶Экстракорпоральная (ЭКМО)
Внелёгочная оксигенация крови с использованием аппарата искусственного кровообращения. Применяется при тяжёлой дыхательной и сердечной недостаточности, когда стандартные методы неэффективны.
¶Тканевая и клеточная
В биохимии и биотехнологии — насыщение кислородом культур клеток, бродильных сред, сточных вод. В аквариумистике и рыбоводстве — аэрация воды для поддержания жизнедеятельности организмов.
¶Медицинское применение
Оксигенотерапия показана при гипоксии различного происхождения: пневмонии, бронхиальной астме, ХОБЛ, сердечной недостаточности, анемии, отравлениях, послеоперационном периоде, а также при острых респираторных инфекциях, сопровождающихся дыхательной недостаточностью.
Основные способы доставки кислорода:
| Способ | Фракция кислорода (FiO₂) | Показания |
|---|---|---|
| Носовые канюли | 24–40 % | Лёгкая гипоксия |
| Простая маска | 40–60 % | Средняя гипоксия |
| Резервуарная маска | 60–90 % | Тяжёлая гипоксия |
| Ларингеальная маска | до 100 % | Экстренная вентиляция |
| ИВЛ | до 100 % | Респираторная недостаточность |
При длительной оксигенотерапии существует риск кислородной интоксикации и развития ретролентарной фиброплазии у новорождённых, поэтому кислород подаётся под контролем сатурации.
¶Оксигенация в других областях
- Аквакультура и рыбоводство — аэрация водоёмов, повышение растворённого кислорода.
- Строительство и промышленность — оксигенация бетонных смесей для повышения прочности.
- Космическая медицина — поддержание жизнеобеспечения экипажей в замкнутых средах.
- Спортивная медицина — гипоксические тренировки для повышения выносливости.
¶Интересные факты
В 1960-х годах в СССР разрабатывались методы оксигенации крови без использования лёгких — так называемые «искусственные лёгкие», предшественники современных оксигенаторов для ЭКМО. В России ЭКМО-терапия активно применяется с 2010-х годов, особенно во время пандемии COVID-19, когда метод стал одним из ключевых при тяжёлых формах заболевания.
Источники:
- Гайворонский И. В. Анатомия человека (в 2 томах)
- Физиология человека / под ред. Б. И. Кузнецова
- Руководство по анестезиологии и реаниматологии
- Материалы Всероссийской ассоциации специалистов экстракорпоральной оксигенации