Funktion

Die Zusammensetzung der Umgebungsluft ist etwa 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 1% argon und Spurenelemente, die Prozentsätze von Kohlendioxid, neon, Methan, helium, krypton, Wasserstoff, xenon, Ozon, Stickstoffdioxid, JOD, Kohlenmonoxid und Ammoniak. Daher können auf Meereshöhe, wo der Atmosphärendruck bekanntermaßen 760 mm Hg beträgt, die Partialdrücke der verschiedenen Gase auf Partialdrücke von ungefähr 593 mm Hg für Stickstoff, 160 mm Hg für Sauerstoff und 7,6 mm Hg für Argon geschätzt werden., Diese Partialdrücke sind jedoch keine genauen Reflexionen der Partialdrücke, die für die Diffusion innerhalb der Alveolen der Lunge verfügbar sind. Wenn Luft durch die oberen Atemwege eingeatmet wird, wird sie vom Lungentrakt erwärmt und befeuchtet. Das Ergebnis dieses Prozesses führt das Vorhandensein von signifikanten Mengen an Wasserdampf, die dann die Partialdrücke die anderen Gase, einschließlich Sauerstoff justiert. Es ist nicht möglich, Gase direkt aus den Alveolen zu sammeln. Die Alveolargasgleichung ist eine große Hilfe bei der Berechnung und genauen Schätzung des Sauerstoffpartialdrucks in den Alveolen., Die Alveolargasgleichung wird verwendet, um den alveolaren Sauerstoffpartialdruck zu berechnen:

  • PAO2 = (Patm-PH2O) FiO2 – PaCO2 / RQ

Wobei PAO2 der Partialdruck von Sauerstoff in den Alveolen ist, Patm der Atmosphärendruck auf Meereshöhe ist, der 760 mm Hg entspricht. PH2O ist der Partialdruck von Wasser, der ungefähr 45 mm Hg entspricht. FiO2 ist der Anteil des inspirierten Sauerstoffs. PaCO2 ist der Kohlendioxid-Partialdruck in Alveolen, der unter normalen physiologischen Bedingungen etwa 40 bis 45 mm Hg beträgt, und der RQ (respiratorischer Quotient)., FiO2 steht in direktem Zusammenhang mit der prozentualen Zusammensetzung von Sauerstoff in der inspirierten Luft. Ohne Unterstützung auf Meereshöhe beträgt dies 21% oder 0.21. Jeder Liter zusätzlicher Sauerstoff in der eingeatmeten Luft erhöht diesen Wert jedoch um etwa 4% oder 0,04. Daher erhöhen 2 Liter ergänzter Sauerstoff den FiO2 auf Meereshöhe um 8% oder 0,08 bis 29% oder 0,29. Der Wert von RQ kann je nach Art der Ernährung und Stoffwechselzustand der Person variieren. Ein Standardwert von 0,82 für die typische menschliche Ernährung., Auf Meereshöhe ohne Sauerstoffzufuhr beträgt der alveoläre Sauerstoffpartialdruck (PAO2):

  • PAO2 = (760 – 47) 0.21 – 40 / 0.8 = 99.7 mm Hg

Dieser alveoläre Sauerstoffpartialdruck ist dann die treibende Kraft für die Diffusion von Sauerstoff über die Alveolarmembranen, durch Lungenkapillarwände und in den arteriolären Blutfluss und Erythrozyten für den Transport durch den Körper in periphere Gewebe., Der Diffusionsgradient vom Alveolarraum in die Kapillare wird über den A-a-Gradienten quantifiziert, der wie folgt berechnet wird:

  • A-a Sauerstoffgradient = PAO2-PaO2

PaO2 wird unter Verwendung eines arteriellen Blutgases gemessen und PAO2 wird wie oben berechnet. Ein größerer Gradient weist darauf hin, dass die Pathologie die Übertragung von Sauerstoff in die Kapillare behindert, was sich auf den verfügbaren Sauerstoffpartialdruck im gesamten Körper auswirkt. Der notwendige Sauerstoffpartialdruck im gesamten Gewebe ist abhängig von den Stoffwechselanforderungen des Gewebes variabel., Es wurde festgestellt, dass das Gehirn einen Sauerstoffpartialdruck von mindestens 35 mm Hg darunter benötigt. Mentale Funktionen werden beeinträchtigt, weil der aerobe Metabolismus von Glukose zur Energieproduktion nicht effizient erfolgen kann. Die Haut hat typischerweise ein Partialdruckspektrum basierend auf der Tiefe der Hautschicht von der Oberfläche. Der oberflächliche Bereich der Haut bei 5 bis 10 Mikrometern Tiefe beträgt etwa 5,0 bis 11 mm Hg Partialdruck von Sauerstoff., Dermale Papillen in 45 bis 65 Mikrometern Tiefe haben typischerweise einen Sauerstoffpartialdruck von 18 bis 30 mm Hg, und beim Plexus subpapillaris von 100 bis 120 Mikrometern Tiefe beträgt der Sauerstoffpartialdruck ungefähr 27 bis 43 mm Hg. Der Darm hat auch einen variablen Sauerstoffpartialdruck, wobei der serosale Teil des Dünndarms 53,0 bis 71,0 mm Hg beträgt. Leberpartialdrücke von Sauerstoff wurden mit etwas variablen Ergebnissen untersucht, so dass 2 separate Gruppen Mittelwerte von 42,04 mm Hg und 34,53 mm Hg aufwiesen., Die Nieren bilden ein weiteres Organsystem, das aufgrund des hohen Energie-und nachfolgenden Stoffwechselbedarfs, der an den aktiven Transportprozessen der Nephron-Reabsorptionssysteme beteiligt ist, einen hohen Sauerstoffbedarf aufweist. Als solcher beträgt der medulläre Partialdruck von Sauerstoff 10 bis 20 mm Hg, und der Kortex benötigt 52 bis 92 mm Hg. Der muskuläre Sauerstoffbedarf ist abhängig von der Aktivitätsintensität und-dauer des Muskels sehr variabel. Zu Beginn betragen die muskulären Partialdrücke von Sauerstoff 27 mm Hg bis 31 mm Hg., Während des gesamten Prozesses des Sauerstoffverbrauchs durch verschiedene Gewebe sinkt der Sauerstoffgehalt des Blutes so ab, dass der 100 mm Hg im arteriellen Blut im venösen Blut auf 40 mm Hg abnimmt.