Сатурация кислорода — это доля насыщенного кислородом гемоглобина по отношению к общему гемоглобину (ненасыщенному + насыщенному) в крови . Организм человека требует и регулирует очень точный и специфический баланс кислорода в крови. Нормальный уровень насыщения кислородом артериальной крови у человека составляет 96–100 процентов. [1] Если уровень ниже 90 процентов, он считается низким и называется гипоксемией . [2] Уровень кислорода в артериальной крови ниже 80 процентов может поставить под угрозу функцию органов, таких как мозг и сердце, и его следует незамедлительно устранять. Продолжающийся низкий уровень кислорода может привести к остановке дыхания или сердца. Кислородная терапия может использоваться для повышения уровня кислорода в крови. Оксигенация происходит, когда молекулы кислорода ( O
2) поступают в ткани организма. Например, кровь насыщается кислородом в легких , где молекулы кислорода попадают из воздуха в кровь. Оксигенация обычно используется для обозначения медицинского насыщения кислородом.
В медицине насыщение кислородом , обычно называемое «сатс», измеряет процент мест связывания гемоглобина в кровотоке, занятых кислородом. [3] : 370 При низких парциальных давлениях кислорода большая часть гемоглобина дезоксигенируется. Примерно при 90% (значение варьируется в зависимости от клинического контекста) сатурация кислорода увеличивается в соответствии с кривой диссоциации кислорода и гемоглобина и приближается к 100% при парциальном давлении кислорода >11 кПа. Пульсоксиметр основан на характеристиках светопоглощения насыщенного гемоглобина , чтобы определить насыщение кислородом. [4]
Организм поддерживает стабильный уровень насыщения кислородом большей частью за счет химических процессов аэробного обмена , связанных с дыханием . Используя дыхательную систему , эритроциты, в частности гемоглобин , собирают кислород в легких и распределяют его по остальному телу. Потребности организма в кислороде крови могут колебаться, например, во время физических упражнений, когда требуется больше кислорода [5] , или при проживании на больших высотах. Клетка крови считается «насыщенной», когда она несет нормальное количество кислорода. [6] Как слишком высокие , так и слишком низкие уровни могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм. [7]
Значение SaO 2 (насыщение артериальной крови кислородом, определяемое с помощью анализа газов артериальной крови [8] ) ниже 90% указывает на гипоксемию (которая также может быть вызвана анемией ). Гипоксемия из-за низкого уровня SaO2 проявляется цианозом . Насыщение кислородом можно измерить в различных тканях: [8]
Пульсоксиметрия — это метод, используемый для оценки процента кислорода, связанного с гемоглобином в крови. [10] Это приближение к SaO 2 обозначается SpO 2 (периферическое насыщение кислородом). Пульсоксиметр — это небольшое устройство, которое прикрепляется к телу (обычно к пальцу, мочке уха или стопе ребенка) и отображает его показания или передает их на другое устройство. Оксигенированный и дезоксигенированный гемоглобин различаются по поглощению света разной длины волны. Оксиметр использует светоизлучающие диоды различной длины волны в сочетании со светочувствительным датчиком для измерения поглощения красных и инфракрасных волн в конечностях и оценивает SpO 2 по спектру поглощения. [8]
У здоровых людей на уровне моря уровень насыщения кислородом обычно составляет от 96% до 99% и должен быть выше 94%. На высоте 1600 метров (около одной мили ) насыщение кислородом должно быть выше 92%. [11]
Значение SaO 2 (насыщение артериальной крови кислородом) ниже 90% вызывает гипоксию (которая также может быть вызвана анемией ). На гипоксию из-за низкого уровня SaO2 указывает цианоз , но насыщение кислородом не отражает напрямую оксигенацию тканей. Сродство гемоглобина к кислороду может ухудшать или усиливать выделение кислорода на тканевом уровне. Кислород легче высвобождается в ткани (т.е. гемоглобин имеет меньшее сродство к кислороду) при снижении pH, повышении температуры тела, повышении артериального парциального давления углекислого газа (PaCO 2 ) и уровне 2,3-ДФГ ( побочный продукт метаболизма глюкозы, также обнаруженный в хранящихся продуктах крови). Когда гемоглобин имеет большее сродство к кислороду, меньшее его количество доступно тканям. Такие условия, как повышение pH, снижение температуры, снижение PaCO 2 и снижение 2,3-DPG, увеличивают связывание кислорода с гемоглобином и ограничивают его высвобождение в ткани. [12]