Анализ газов крови. Артериальные газы. Газовый состав крови: норма, отклонения, причины изменения показателей

Анализ на газы крови является очень важным. По нему можно определить о насыщенности человеческого организма воздухом, что помогает определить действенность терапевтического лечебного курса, а так же диагностировать больному дыхательную недостаточность и первичную гипервентиляцию. Основными показателями являются уровень кислорода и углекислого газа. Определение газового состава крови может помочь в диагностировании ряда других заболеваний.

Основные понятия

Для того, чтобы расшифровать анализ газов артериальной крови понятным языком, попробуем объяснить основные концепции, не вдаваясь в лишние подробности. O 2 (кислород) в человеческом организме используется клетками для того, чтобы выработать энергию и продуцировать в отходы CO 2 (углекислый газ). С помощью крови клетки снабжаются кислородом и освобождаются от углекислого газа.

Понятие газообмена в легких означает процесс, при котором кислород переносится в кровь из атмосферы, а углекислый газ удаляется из нее в воздух. На основе анализа газов крови можно выяснить, как действенен газообмен. Результат показывает величину парциального давления O 2 и СO 2 . Под парциальным давлением понимается доля отдельно взятого газа в общем давлении. Количество растворенного газа в артериальном кровотоке зависит от того, какое парциальное давление. Газ перемещается из участка, где парциальное давление высокое в место с низким парциальным давлением. В крови парциальный уровень давления углекислого газа (PCO 2) выше, а парциальный уровень кислородного давления (PO 2) ниже, чем в воздухе. Этим объясняется, почему O 2 из альвеолы переходит в кровь, а СO 2 из крови в альвеолы, пока парциальное давление не становится равным.

Воздух состоит из приблизительно 78 процентов азота, 21 процента кислорода и незначительного процента углекислоты. Внутри легких давление за счет увлажнения воздуха понижается. Газы в крови содержат большое количество СО 2 . Скорость удаления углекислого газа взаимосвязана с альвеолярной вентиляцией.

При патологиях, например, легочных заболеваниях, кровь, пройдя через капилляры больных альвеол, возвращается в артерии с меньшим содержанием O 2 и большим СO 2 , чем полагается по норме.

Такая кровь называется шунтированной. Оставшиеся здоровые альвеолы усиливают обменный процесс воздуха на основе гипервентиляции. Как результат этого, плазмой через здоровые альвеолы отдается больше СO 2 , таким образом происходит нормализация парциального давления углекислого газа (PCO 2) в кровяном русле артерий.

Шунтированная плазма, наоборот, содержит низкое количество O 2 . Плазма, текущая через здоровые альвеолы, не в состоянии нести больше O 2 , поэтому парциальное давление O 2 в кровяном русле артерий снижается. Расшифровка показателей анализа покажет этот процесс в отклонениях от нормальных показателей.

В таблице представлен газовый состав крови:

О показателях

Нормальные результаты анализов газов крови приведены в таблице:

По этим четырем основным параметрам совместно с клинической картиной можно определить развитие опасного заболевания у пациента, которое требует быстрого принятия решения по лечению.

Если нарушена норма в показателях анализов крови на газы, то в следующей таблице показано, как организм человека отреагирует на это:

Сделанные исследования помогут врачу в точности постановки диагноза и назначении эффективного курса лечения.

Кровь человека - это соединительная ткань организма, в состав которой входит плазма и клетки (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Определять газовый состав крови – содержания углекислоты и с диагностической и практической стороны.

Превышение приемлемого порога (более 7,8) грозит больному не только тяжёлыми заболеваниями, но и смертельным исходом. Понижение рН (менее 6,7) предупреждает о возникновении патологических процессов.

Биосинтез, снабжение тканей и органов кислородом, нервная и мышечная передача, стимулирование ферментации клеток – всё это зависит от кислотности крови и стабильности реакций внутри человеческого тела. Чтобы справиться с этими нелёгкими задачами, существуют схемы слабых оснований и кислот, смягчающих удар, имеющие название « буферные», и представляющие собой биомеханизмы физиологического характера, обеспечивающие концентрацию водорода в крови. Перейдем к таблице газового состава крови человека.

Бикарбонатная буферная система крови состоит из бикарбоната калия и натрия с угольной двухосновной кислотой (Н2СО3). Схема её воздействия проста: если в организме обнаруживается излишек свободных кислот и повышается кислотность среды, натрий двууглекислый дезактивирует этот процесс путём связывания их. Эта реакция даёт угольную двухосновную кислоту (Н2СО3), выводящуюся из организма.

Если есть избыток щелочей крови, то угольная двухосновная кислота (Н2СО3) начинает действовать и разбивать их на натрий двууглекислый и воду, нейтральные и безвредные для жизнедеятельности.

Иной путь, ведущий к стабильности рН, имеет фосфатная система. Это соединение моногидрофосфата и фосфорнокислого натрия. При проникновении лишних кислот в кровь она образует соль, нейтральную для человека. Таким образом, способствуя нормальной кислотности крови.

Самая мощная защитная система в крови состоит из гемоглобина. В этот сложный белок входит гистидиновая аминокислота, обладающая как кислотами, так и их основанием.

С помощью амидных и карбоновых систем, включающихся в него, связывает водород и анионы угольной двухосновной кислоты, запуская продуцирование двууглекислого натрия (NaHCO3). Он отлично справляется с поддержкой кровяного кислотного и щелочного равновесия. Карбогемоглобин, создающийся при описанной реакции в соединении с двуокисью углерода, также предохраняет кислотность от нежелательных колебательных процессов.

Ещё одна защитная система, называется белковой. имеют щелочные и кислотные свойства, способны к трансформации при нарушении равновесия. Их маленькое процентное содержание не мешает корректировать газовый состав крови.

Стабилизация кислотно-щелочного баланса

Желудочно-кишечный тракт, выполняющий функции переработки пищи и извлечения из неё полезных элементов, лёгкие и иные органы выполняют основную роль в приведении к норме кислотно-щелочного баланса.

Лёгкие предназначены выделять из кровяной жидкости угольную двухосновную кислоту (Н2СО3), которая с взаимодействием двууглекислых солей разлагается на двуокись углерода и воду (Н2О). Из клеток организма в газообразной форме удаляется двуокись углерода, а его наибольшая часть в жидком состоянии транспортируется в плазму крови и дыхательные органы.

Роль в стабилизации равновесия выполняют и почки. Моча имеет кислую среду, а почки становясь фильтром, связывают кислотные и щелочные излишки посредством двууглекислого натрия и удаляют их из тела, регулируя кислотный и щелочной баланс.

Пищеварительные органы человека имеют не самое главное значение для регулировки газового состава крови в организме. Поджелудочная железа продуцирует двууглекислый натрий, хлористый водород и при поступлении их в русло они оказывают помощь, нормализуя газовый состав в крови. При расстройствах функциональности кишечного и желудочного тракта может произойти дисбаланс рН.

Защелачивание кровяной жидкости появляется вследствие повышенной кислотности желудка при множестве неприятных болезней, к примеру, гастрит или язва.

Значения рН:

• приемлемый показатель рН– 7,30 – 7,50;
• парциальное давление -36–44 мм.рт.ст;
• бикарбонат – 21-29 ммоль/л;
• защитные основания – их излишки или недостаточность 45-65 ммоль/л.

Данные цифры характеризуют организм абсолютно здорового человека. Но при возникновении патологий они меняются. Если газовый состав крови человека окисляется, медики называют этот процесс «ацидозом», а если происходит защелачивание – «алкалозом».

Характер изменений газового состава бывает дыхательным и метаболическим. Дыхательный находится в полной зависимости от нормы углекислого газа. Метаболический связан с реакцией на изменения наличия двууглекислого натрия в кровяной жидкости.

Когда нарушается деятельность буферных защитных систем, ацидоз и алкалоз невыразительны, и зачастую компенсируются. Но если не происходит уравновешивания газового состава крови, уровень рН выходит за допустимый порог. Ситуация сразу же делается опасной, и прогрессивность этих нарушений приводит к массе заболеваний и даже к смертельному исходу.

Лабораторные анализы

Существуют анализы, с помощью которых определяется газовый состав крови. Их проводят, если у врача появляется подозрение на первичную гипервентиляцию или дыхательную недостаточность.

Его осуществляют лабораторными методами и главными показателями, на которые нужно обращать внимание, являются концентрация кислорода и окиси углерода. Обнаружение содержания этих растворённых газов в плазме и тканях тела показывает, нужно кислородное лечение либо лёгочная вентиляция.

Анализ на газы артериальной крови измеряет кислотность, уровень углекислого газа и кислорода в крови из артерии. Этот анализ показывает, насколько хорошо ваши лёгкие доставляют кислород в кровь.

Когда кровь проходит через ваши лёгкие, она насыщается кислородом и затем разносит его по всему организму. В это же время углекислый газ из крови удаляется лёгкими. Анализ газов крови берётся из артерии, потому что артериальная кровь ещё не успевает отдать кислород тканям организма, и можно измерить реальное соотношение углекислого газа и кислорода в крови.

Кроме этого с помощью анализа газов артериальной крови можно измерить:

• Парциальное давление кислорода. Парциальное давление кислорода – это показатель того, насколько легко кислород попадает из лёгких в кровь.
• Парциальное давление углекислого газа. Парциальное давление углекислого газа – показатель того, насколько легко углекислый газ уходит из крови.
• pH. Уровень pH показывает содержание ионов водорода в крови. Уровень pH крови обычно находится между 7,35 и 7,45. Если уровень pH ниже 7,0 , то он считается кислотным. Уровень выше 7,0 – он щелочной. Нормальная кровь немного щелочная.
• Бикарбонат. (HCO3). Бикарбонат – это химикат, который поддерживает нужный уровень pH в крови.

В нашей клинике есть профильные специалисты по данному заболеванию.

(7 специалистов)

2. Зачем делается анализ?

Анализ газов крови делается для того, чтобы:

• Диагностировать проблемы дыхания и заболевания лёгких: астму, фиброзно-кистозную дегенерацию и хроническую обструктивную болезнь легких;
• Посмотреть, как проходит лечение лёгких;
• Определеить, требуется ли дополнительный кислород (механическая вентиляция легких);
• Измерить кислотно-щелочной баланс крови у людей с сердечной или почечной недостаточностью, диабетом, расстройством сна, тяжёлыми инфекциями.

3. Как проводится анализ?

Как подготовиться к анализу газов крови?

Расскажите своему доктору, если:

• Вы принимаете кроверазжижающие и другие препараты;
• У вас аллергия на что-либо.

Как проводится анализ газов крови?

Анализ крови на газы проводится после взятия крови из артерии. Забор крови проводится по стандартной процедуре.

Каковы риски анализа газов крови?

Риски анализа газов крови сопряжены с взятием крови из артерии и включают в себя:

• Синяк на месте пункции;
• Головокружение, тошнота во время забора крови;
• Кровотечение;
• Повреждения нерва иглой (в редких случаях).

4. Что может помешать анализу газов крови?

Причины, по которым анализ на газы в крови может стать нерезультативным:

• Жар или пониженная температура;
• Анемия или эритроцитоз. Они влияют на количество кислорода, которое может переноситься кровью;
• Вы курили, дышали табачным дымом или были в загазованном помещении непосредственно перед сдачей крови.

О чём стоит знать?

Газы артериальной крови должны измеряться вместе с другими показателями, т.к. они одни не дают достаточно информации для диагностики заболевания. Если для анализа газов артериальной крови нужно много материала, то он может собираться через катетер.

Анализ газов крови имеет большое значение для суждения об отдельных функциональных нарушениях легких и должен проводиться при всех функциональных легочных пробах, но анализ крови на содержание кислорода и углекислого газа, на парциальное давление газов и величину pH может проводиться только в специальных лабораториях.

Под емкостью кислорода понимают то его количество, которое связывается гемоглобином при полном кислородном насыщении крови, в то время как актуальное содержание кислорода или соответственно углекислоты означает содержание (в объемных процентах) кислорода или соответственно углекислого газа в исследуемой пробе крови.

Анализ газов крови проводится по методу Haldane с цианидом железа или с помощью манометрического аппарата по van Slyke и Peters.

По методу Haldane анализируемую кровь путем встряхивания полностью насыщают кислородом и измеряют потребовавшееся количество кислорода. После этого с помощью цианида железа переводят оксигемоглобин в редуцированный гемоглобин и снова измеряют объем удаленного теперь кислорода. Разность между обеими величинами дает содержание кислорода в данной пробе крови.

Метод van Slyke покоится на принципиально тех же самых предпосылках для анализа газов крови. Анализируемую кровь гемолизируют сапонином, затем цианистым железом удаляют кислород, а с помощью молочной кислоты высвобождают углекислоту. Создавая вакуум, экстрагируют газы и определяют их манометрически.

Оксиметрия

Наряду с прямым анализом газов крови все большее значение приобретает фотоэлектрическое измерение кислородного насыщения. Но этим методом можно определить только один кислород. Метод, позволяющий беспрерывно бескровным путем определять насыщение крови кислородом, разработан главным образом Kramer-Matthes и основан на том факте, что между кислородным насыщением и логарифмом диффундированного количества света при определенной концентрации эритроцитов имеются линейные отношения.

Методика выполнения. После гистаминионтофореза на мочках уха укрепляется по фотоэлементу для регистрации красного и ультрафиолетового цвета. В то время как первый фотоэлемент измеряет насыщение кислородом, испытывая, однако, на себе влияние кровенаполнения ткани, второй фотоэлемент регистрирует отдельно это кровенаполнение. Сопоставляя обе кривые, можно судить о степени насыщения кислородом.

Ценность оксиметрии, во всяком случае, не столько в возможности абсолютного измерения степени насыщения кислородом, сколько, скорее, в беспрерывной регистрации анализа газов крови. Отсюда ясно, что главное свое применение оксиметрия находит в эргометрии, так как она позволяет делать решающие выводы относительно артериального кислородного дефицита, создавая возможность определять дыхательный кислородный дефицит.

Кислородная проба (Rossier и Mean)

Кислородная проба позволяет отличать альвеолярную гиповентиляцию от так называемого «сосудистого короткого замыкания». Последнее имеется, если отдельные части легких перестали вентилироваться, но еще продолжают снабжаться кровью или если имеется внутрисердечный шунт справа налево.

Принцип. Как альвеолярная гиповентиляция, так и сосудистое короткое замыкание при дыхании воздухом ведет к артериальному недонасыщению кислородом. Если теперь предложить больному достаточно долго дышать кислородом, то альвеолярное давление кислорода значительно повышается, вследствие чего в результате получается почти 100% насыщение артериальной крови. При наличии короткого замыкания такого эффекта не наступает.

Следующие заболевания ведут к функциональным явлениям интрапульмонального сосудистого короткого замыкания: спавшиеся легкие, «чрезмерный », ателектазы и специфические и неспецифические инфильтраты.

Парциальное давление кислорода и углекислоты крови

Под парциальным давлением кислорода и углекислоты крови понимают то парциальное давление газа, которое, следуя 1-му газовому закону Henry, обусловливает физическое растворение газа. Количество растворимого в плазме кислорода или углекислоты зависит от действующего на плазму парциального давления газа и от коэффициента абсорбции газа. Этот коэффициент показывает, сколько миллилитров газа растворяется в 1 мл плазмы при давлении газа 760 мм рт. ст. Он зависит от вида газа, жидкости, а также от температуры.

Парциальное давление кислорода в плазме крови является решающей величиной для всех процессов газообмена в организме, так как кислород движется постоянно в направлении его наименьшего давления.

Методы определения давления кислорода в анализе газов крови следующие:

• Полярографическое измерение с помощью платинового электрода.
• Вычисление его по кислородному насыщению с помощью кривой диссоциации кислорода с учетом величины pH крови.

Методы определения давления углекислоты следующие.

• Прямой метод с помощью пьезоэлектродов по Gleichmann к Lubbers.
• Вычисление по уравнению Henderson-Hasselbach из величины pH и содержания углекислоты.
• Номографическое определение по Astrup с помощью актуальной величины pH и двух измерений pH крови, относительно которой известно парциальное давление углекислоты.