Насыщение кислородом — это доля насыщенного кислородом гемоглобина по отношению к общему гемоглобину (ненасыщенный + насыщенный) в крови . Человеческому организму требуется и регулируется очень точный и определенный баланс кислорода в крови. Нормальный уровень насыщения артериальной крови кислородом у людей 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 должен быть немедленно устранен. 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) попадают в ткани организма. Например, кровь насыщается кислородом в легких , где молекулы кислорода перемещаются из воздуха в кровь. Оксигенация обычно используется для обозначения медицинского насыщения кислородом.
В медицине насыщение кислородом , обычно называемое «sats», измеряет процент мест связывания гемоглобина в кровотоке, занятых кислородом. [ 3] : 370 При низких парциальных давлениях кислорода большая часть гемоглобина дезоксигенируется. Приблизительно при 90% (значение варьируется в зависимости от клинического контекста) насыщение кислородом увеличивается в соответствии с кривой диссоциации кислорода и гемоглобина и приближается к 100% при парциальных давлениях кислорода >11 кПа. Пульсоксиметр полагается на характеристики поглощения света насыщенным гемоглобином, чтобы дать указание на насыщение кислородом. [4]
Тело поддерживает стабильный уровень насыщения кислородом в основном за счет химических процессов аэробного метаболизма , связанных с дыханием . Используя дыхательную систему , красные кровяные клетки, в частности гемоглобин , собирают кислород в легких и распределяют его по всему телу. Потребности организма в кислороде могут колебаться, например, во время физических упражнений, когда требуется больше кислорода [5] или при жизни на больших высотах. Говорят, что клетка крови «насыщается», когда переносит нормальное количество кислорода. [6] Как слишком высокий , так и слишком низкий уровень могут иметь неблагоприятные последствия для организма. [7]
Значение SaO 2 (насыщение артериальной крови кислородом, определяемое с помощью газового анализа артериальной крови [8] ) ниже 90% указывает на гипоксемию (которая также может быть вызвана анемией ). Гипоксемия из-за низкого SaO 2 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 как SpO 2 (периферическое насыщение кислородом). Пульсоксиметр — это небольшое устройство, которое крепится к телу (обычно к пальцу, мочке уха или стопе младенца) и отображает показания или передает их на другое устройство. Оксигенированный и дезоксигенированный гемоглобин различаются по поглощению света с разными длинами волн. Оксиметр использует светодиоды с разными длинами волн в сочетании со светочувствительным датчиком для измерения поглощения красных и инфракрасных длин волн в конечности и оценивает SpO 2 по спектру поглощения. [8]
Здоровые люди на уровне моря обычно показывают значения насыщения кислородом между 96% и 99%, и должны 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 ). Гипоксия из-за низкого SaO 2 проявляется цианозом , но насыщение кислородом не отражает напрямую оксигенацию тканей. Сродство гемоглобина к кислороду может ухудшить или усилить высвобождение кислорода на уровне тканей. Кислород легче выделяется в ткани (т. е. гемоглобин имеет более низкое сродство к кислороду), когда pH снижается, температура тела повышается, артериальное парциальное давление углекислого газа (PaCO 2 ) увеличивается, а уровни 2,3-DPG (побочный продукт метаболизма глюкозы, также обнаруженный в хранимых продуктах крови) увеличиваются. Когда гемоглобин имеет большее сродство к кислороду, меньше его доступно тканям. Такие условия, как повышенный pH, пониженная температура, пониженный PaCO 2 и пониженный 2,3-DPG, увеличат связывание кислорода с гемоглобином и ограничат его высвобождение в ткани. [12]