肺胞気および動脈血のO2およびCO2分圧｜呼吸

看護師のための生理学の解説書『図解ワンポイント生理学』より。

 

[前回の内容]

フロー・ボリューム曲線と閉塞性肺疾患・拘束性肺疾患

 

今回は、肺胞気および動脈血のO₂およびCO₂分圧について解説します。

 

内田勝雄
山形県立保健医療大学名誉教授

 

 

〈目次〉

• 肺胞気のO₂およびCO₂分圧を推定する肺胞気式
• A_aDO₂の成因

 

肺胞気のO₂およびCO₂分圧を推定する肺胞気式

混合気体は、その成分量に比例する圧をもつ。この圧を分圧という。

 

肺胞気のO₂およびCO₂分圧（P_AO₂、P_ACO₂）は、ガス交換状態を把握するために知らなければならない重要な量であるが、直接測定することは困難である。近似的には呼出最後に出てくる呼気終末（end tidal）のガスを採取し、測定することでP_AO₂およびP_ACO₂を推定できる。

 

CO₂については肺胞気－動脈血間の分圧較差が無視できるので、動脈血のCO₂分圧（P_aCO₂）を測定してP_ACO₂とすることが行われる。すなわち、

 

P_ACO₂ = P_aCO₂・・・（1）

 

しかし、O₂については、後述のように健常者でも肺胞気－動脈血間の分圧較差（A_aDO₂）が存在するので、以下に述べるような肺胞気式を使ってP_AO₂を推定する。

 

P_AO₂ = P_IO₂ －〔F_IO₂+（1－F_IO₂）/ RQ〕P_ACO₂・・・（2）

 

ここで、P_IO₂およびF_IO₂は、それぞれ吸入気のO₂分圧および濃度である。

 

この肺胞気式は、O₂摂取量（V(●)O₂）およびCO₂排出量（V(●)CO₂）を求める式をRQ=V(●)CO₂/V(●)O₂に代入して式を整理すれば得られる（RQ：呼吸商）。（※）

 

〔 〕内は、｛（RQ－1）F_IO₂＋1｝/RQと変形できるが、（RQ－１）F_IO₂ ≪１であることを考慮すると

 

P_AO₂ = P_IO₂－P_ACO₂ / RQ・・・（3）

 

とみなすことができる。

 

さらに空気呼吸時でP_IO₂ ≒ 150Torr、RQ ≒ 0.8とし、（1）を使えば、

 

P_AO₂ = 150－P_aCO₂ / 0.8・・・（4）

 

となり、測定可能なP_aCO₂だけからP_AO₂を推定することができる。

 

P_aCO₂ = 40 Torrの標準値のときはP_AO₂ = 100 Torrとなる（表1）。

 

表1種々の状態でのO₂およびCO₂分圧および含量（安静時の標準値）

 

A_aDO₂の成因

肺胞気－動脈血O₂分圧較差（alveolar-arterial oxygen difference、A_aDO₂)の成因には、①換気血流比不均等分布（ventilation-perfusion ratio inequality）、②シャントshunt、③拡散障害（diffusion disturbance）の3つがある。

 

重力を受けながら生活することに起因する①および解剖学的な血管走行に起因する②は健常者でも存在し、約5 Torr のA_aDO₂がある。肺疾患があると③が加わり、A_aDO₂は30~40 Torrにまで開大する。

 

 

 

[次回]

血液と酸塩基平衡

 

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本記事は株式会社サイオ出版の提供により掲載しています。

 

［出典］ 『新訂版　図解ワンポイント　生理学』 （著者）片野由美、内田勝雄／2015年5月刊行／ サイオ出版