肺ガス交換の生理学的基礎：動脈血ガスの臨床的解釈への影響

肺ガス交換の分野は成熟しており、基本原則は60年以上前に発達しています。動脈血液ガス測定（O₂およびCO₂の緊張と濃度）は、肺ガス交換の異常の程度を評価するための臨床ケアの主力を構成します。しかし、動脈血ガス値を指定する要因は、しばしば多因子性と複雑であり、低酸素血症（吸気低酸素症、低酸素症、換気/灌流の不平等、拡散制限、シャント、混合した静脈酸素化の減少）の6つの異なる原因と、動脈のo₂および筋肉にさまざまに寄与します。特定の患者の緊張。血液ガスの値は通常、3つの戦術（より大きなo₂抽出、換気の増加、心拍出量の増加）でガス交換障害を補うための身体の能力によってさらに影響を受けます。この記事では、健康におけるガス交換の基本原則、病気におけるガス交換の変化のメカニズム、身体が異常なガス交換をどのように補償するか、およびこれらの原則に基づいて、血液ガスデータを解釈するために利用可能なツール、および定量的に理解するために利用可能なツールについて説明します。各患者の生理学的状態。この理解は重要です。なぜなら、特定の患者の異常なガス交換を改善する治療介入は、その患者のガス交換に影響を与える特定の生理学的メカニズムに基づいている必要があるからです。

The field of pulmonary gas exchange is mature, with the basic principles developed more than 60 years ago. Arterial blood gas measurements (tensions and concentrations of O₂ and CO₂) constitute a mainstay of clinical care to assess the degree of pulmonary gas exchange abnormality. However, the factors that dictate arterial blood gas values are often multifactorial and complex, with six different causes of hypoxaemia (inspiratory hypoxia, hypoventilation, ventilation/perfusion inequality, diffusion limitation, shunting and reduced mixed venous oxygenation) contributing variably to the arterial O₂ and CO₂ tension in any given patient. Blood gas values are then usually further affected by the body's abilities to compensate for gas exchange disturbances by three tactics (greater O₂ extraction, increasing ventilation and increasing cardiac output). This article explains the basic principles of gas exchange in health, mechanisms of altered gas exchange in disease, how the body compensates for abnormal gas exchange, and based on these principles, the tools available to interpret blood gas data and, quantitatively, to best understand the physiological state of each patient. This understanding is important because therapeutic intervention to improve abnormal gas exchange in any given patient needs to be based on the particular physiological mechanisms affecting gas exchange in that patient.