动脉血气分析及其临床意义

一.动脉血气指标及其意义

血气分析测定血液中氧和二氧化碳分压以及pH值,并进而推算出一系列指标,反映肺通气和换气功能的状况,并用于酸碱平衡的评估。全身各处动脉血的气体成份相同,而静脉血受到血液灌注和代谢状况等影响,因此各处不尽一致应取混合静脉血作为代表。

动静脉血气同时测定能更好地反映组织代谢和血液循环的情况。以下简述动脉血气指标及其临床意义。

1.动脉血氧含量(arterial content of O2,CaO2)

氧含量是每100毫升血液中所带氧的毫升数。包括物理溶解的氧的与血红蛋白相结合的氧量两部分。以公式表示即:动脉血氧含量

0.00315×PaO2+1.39×SaO2×Hb。0.00315是氧的溶解系数,即每100毫升血液中每一毫业汞柱氧分压有0.00315ml物理状态的氧。PaO2为动脉血氧分压,正常值90—100毫米汞柱,因此物理溶解的氧约为

0.3ml/100L血液。

氧气在血液中运输的主要形式是与血红蛋白相结合的氧,由公式所见结合氧量与血红蛋白(Hbg%)以及血氧饱和度(SaO2)都有关。1.39是1克血红蛋白在100%氧饱和时所能结合氧的毫升数。这是理论值,由于变性血红蛋白的存在,实际测得的血红蛋白结合氧能力为1.34毫升/克。以SaO2为95%,Hb15.5g%代入公式,正常人动脉血红蛋白结合氧量为19.7ml/100ml。氧含量为20ml/100ml。

在正常大气压呼吸空气条件下,物理溶解氧相对于血红蛋白结合氧是微不足道的。但由于物理溶解氧量与血氧分压成正比,在高压氧舱三个大气压条件下,每100毫升血液物理溶解氧量可达到6ml以上,仅靠物理溶解氧便能满足机体需要。

以上可见动脉血氧含量主要与动脉血氧饱和度以及血红蛋白含量有关。至于

每分钟动脉血氧供应量为血氧含量与心排血量之乘积,正常人静息时心排血量为

5L/min,因此每分钟动脉血氧供应量为1000ml。混合静脉血氧饱和度为75%,氧含量为15ml/100ml,在正常情况下每100ml动脉血流经组织后有5ml氧气供给组织利用。

2.动脉血氧分压(arterial partial pressure of O2,PaO2)

动脉血液中N2、O2、CO2等多种气体,其总压力等于大气压。而氧分压是氧气所占有的一部分压力,即溶解状态的氧所产生的压力。平原地区正常值95—

100mmHg。高原地区随大气压降低PaO2也减少。此外正常人随年龄增加,动脉血氧分压逐渐减低。

空气被吸入肺泡,肺泡气氧分压(PAO2)与肺泡通气量、每分钟氧耗量以及吸入气氧浓度有关。在吸入气氧浓度和氧耗量恒定条件下,随着肺泡通气量增加肺泡气氧分压相应提高。

氧气从肺泡弥散到肺泡毛细血管,并由血流携带到左心和动脉系统。动脉血氧分压较肺泡气氧分压为低,其差值肺泡—动脉血氧分压差(A- aDO2)受弥散、通气血流比例和静脉血分流的影响。正常人呼吸空气时A-aDO25-15mmHg,在病理情况下A- aDO2可明显增大。由上可见动脉血氧分压受吸入气氧分压、通气功能和换气功能

以及机体氧耗量等因素的影响。

表1 空气、肺泡、动脉血和混合静脉血氧和二氧化碳分压

空气

肺泡气

动脉血

混合静脉血

PO2mmHg

150

93

40

PCO2mmHg

0.3

40

40

46

3.动脉血氧饱和度(arterial saturation of Hb with O2,SaO2)

血氧饱和度是血红蛋白与氧结合的程度,即氧合血红蛋白占总血红蛋白的百分比,以公式表示如下:

SaO2=HbO2/(HbO2+Hb)×100(%),正常值95%~98%。

图9血红蛋白氧离解曲线

氧饱和度与血氧分压直接有关,即血氧分压降低,氧饱和度变低;氧分压增高,氧饱和度变高。但两者并非是直线关系,而是“S”形曲线,此即所谓氧离解曲线(图9)。氧离曲线可分为平坦段和陡直段两部分。当PO2超过60mmHg后,PO2氧的变化所引起SO2的变化较小,如PO2由60mmHg上升至100 mmHg,PO2增加40 mmHg,SO2

由92%上升到97%。SO2已接近100%再增加PO2,SO2进一步上升不多。PO2低于60 mmHg,氧离曲线处于陡直段,此时PO2较小的变化即引起SO2大幅度改变。如PO2由40 mmHg降低到25 mmHg,SO2则降低约25%。氧离曲线的这种特点有利于血液从肺泡摄取氧和在组织毛细血管中释放氧。肺泡气氧分压正处于氧离曲线的平坦段,因此肺泡气氧分压有所减低从而引起动脉血氧分压相应下降时,动脉血氧饱和度可无明显变化,动脉血氧含量可以保持正常。组织细胞的氧分压处于氧离曲线的陡直段,有利于氧合血红蛋白的离解并向组织供氧。

氧离曲线可因各种因素而产生左移或右移,右移后在相同氧分压下氧饱和度较低,有利于血液在组织中释放氧。左移则正相反,由图9可见,氧离曲线的移位主要在陡直段,因此主要影响血液在组织中释放氧。造成氧离曲线的移位主要在陡直段,因此主要影响血液在组织中释放氧。造成氧离曲线右移的因素有PaCO2增高、PH 降低、体温上升、红细胞内2、3二磷酸甘油酸(2,3DPG)增加等。PaCO2降低、PH 增高,体温降低和2,3DPG减少则引起氧离曲线左移。

P50是血氧饱度为50%时的氧分压,它可反映氧离曲线位置。右移时P50较大。左移时P50较小。正常人当PH7.4,PaCO2为40mmHg,370体温下P50为26.6 mmHg。

4.血浆CO2总量(total plasma CO2 content,T-CO2)

二氧化碳总量是指存在于血浆中的一切形式的二氧化碳的总含量,包括物理溶解的二氧化碳、与蛋白质氨基相结合者、HCO3-、CO32-和H2CO3。其中H2CO3量仅为溶解状态CO2量的1/800,CO32-含量也可忽略不计。HCO3-是血浆中CO2运输的主要形式,占95%,其次为物理溶解的CO2。

表2动脉血浆中各种形式CO2的含量(mM/L)

H2CO3