Eerder vandaag gaf ik jullie een heel mooi ogende vergelijking die, helaas, een ‘onoplosbare’ vergelijking was:
Alveolaire O2 (PAO2) = Geïnspireerde zuurstof – Verbruikte zuurstof
Deze vergelijking is logisch – de hoeveelheid zuurstof die zich in de alveoli bevindt, wordt bepaald door hoeveel zuurstof ik opneem minus de hoeveelheid zuurstof die door mijn weefsel wordt verbruikt. Deze vergelijking is zelfs zo logisch dat het soms nodig is om de vergelijking op te lossen om uit te vinden wat er in de longen gebeurt. Röntgenfoto’s en CAT-scans vertellen me tenslotte veel over de structuur van de longen, maar we kunnen alleen afleiden wat er functioneel gebeurt. Uitgaande van deze vergelijking (en met gebruikmaking van gemakkelijk verkrijgbare getallen die zelfs van een zeer zieke patiënt relatief gemakkelijk te verkrijgen zijn), kunt u beginnen met het maken van enkele gevolgtrekkingen over de longfunctie. In de volgende animatie wordt hetzelfde materiaal behandeld als in de tekst.
Eerst moet ik iets doen om de vergelijking oplosbaar te maken – ik begon de paragraaf tenslotte met te zeggen dat deze onoplosbaar was!
Alveolaire O2 (PAO2) = geïnspireerde zuurstof – verbruikte zuurstof
Laten we beginnen met het geïnspireerde zuurstofgehalte – het eerste dat ik u zal vertellen is dat de ‘juiste’ term voor deze variabele de “geïnspireerde partiële zuurstofdruk” is en dat we dat afkorten als PiO2:
PAO2 = PIO2 – verbruikte zuurstof
Nu – hoe komen we achter de PiO2? Omdat we de lucht uit de atmosfeer halen, moeten we het atmosferische getal gebruiken – dus we beginnen met de atmosferische druk (die op zeeniveau 760 mm Hg is). Wanneer we de lucht inademen, wordt er echter water aan de lucht toegevoegd voordat deze de longblaasjes bereikt – we moeten dus rekening houden met de waterdamp die door de luchtwegen is toegevoegd. We berekenen dit door de waterdampdruk (de partiële druk van het toegevoegde water) af te trekken van de totale atmosferische druk. Gelukkig hoef je hiervoor maar één getal te weten: bij lichaamstemperatuur is de waterdampdruk 47 mm Hg, dus onze berekening (die nog niet volledig is) wordt:
P(atm) – PH20
(760 mm Hg – 47 mmHg)
713 mm Hg
Nu – zuurstof maakt niet alle lucht uit, afgezien van de waterdampdruk – het is slechts 21% van de lucht die we inademen, dus we hebben op dit punt meer stap te doen – we moeten uitzoeken hoeveel zuurstof er is:
PiO2= (Patm – 47 mm Hg)x FiO2
(vertaling: FiO2 is de fractie van geïnspireerde zuurstof (die 21% of 0,21 is als we kamerlucht inademen)
PiO2= (Patm – 47 mm Hg)0,21
= 713 x 0,21
= 149,7 mm Hg
Dus we hebben vastgesteld hoeveel zuurstof er wordt geïnjecteerd – de tweede helft van de vergelijking vraagt ons om vast te stellen hoeveel zuurstof er wordt weggenomen, maar dat gebeurt op een indirecte manier. Het is zelfs zo indirect dat we de gemakkelijk te meten CO2 (dat is geen typefout !!!!) gaan gebruiken om het zuurstofverbruik te schatten. Als u zich herinnert van de lezing over de gaswisseling, heb ik u verteld dat de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide in de longen onafhankelijk van elkaar plaatsvond. Er is echter een plaats waar ze met elkaar verbonden zijn – en dat is in het weefsel waar zuurstof wordt verbruikt en kooldioxide wordt geproduceerd door metabolisme. In feite zijn ze in het weefsel zo met elkaar verbonden dat er een zeer mooie wiskundige relatie bestaat tussen zuurstof en kooldioxide. Deze wiskundige relatie wordt het ademhalingsquotiënt (RQ) genoemd en wordt gedefinieerd als de hoeveelheid geproduceerde CO2 gedeeld door het zuurstofverbruik:
RQ = V(dot)CO2/V(dot)O2
Het aardige van deze wiskundige relatie is dat je eigenlijk geen wiskunde hoeft te doen om hem op te lossen (de beste soort wiskundevergelijking!). Dit komt omdat er, als mens, slechts drie opties voor antwoorden zijn, omdat er slechts een paar verschillende brandstofbronnen zijn die we gaan gebruiken (en dus slechts drie mogelijke antwoorden, die je gemakkelijk kunt onthouden). Onze twee opties voor brandstof zijn glucose en vetzuren. Als onze cellen uitsluitend glucose gebruiken voor energieproductie, wordt er 1 molecuul kooldioxide gemaakt voor elke verbrande zuurstof, dus de RQ is 1. We zijn eigenlijk efficiënter in het gebruik van vrije vetzuren voor energieproductie – voor elke 10 verbruikte zuurstof-ionen maken we slechts 7 kooldioxiden, wat leidt tot een RQ van 0,7.
Nu zullen de snelle vogels onder u opmerken dat ik u slechts twee mogelijke antwoorden heb gegeven. Het derde mogelijke antwoord is te wijten aan het feit dat, behalve in zeer specifieke omstandigheden (waarover ik u meer zou moeten vertellen), onze cellen op dat moment een mengsel van gluose en vrije vetzuren gebruiken. Als we dat doen, is de RQ vastgesteld op 0,8 (8 kooldioxide geproduceerd voor elke verbruikte zuurstof).
Om de laatste twee alinea’s samen te vatten:
Als we voornamelijk glucose zouden verbranden, zou de RQ 1,0
zijn, terwijl als we vetten zouden verbranden, de RQ 0,7 zou zijn
Omdat we meestal een mix van brandstoffen verbranden, ligt de gemeten RQ meestal in de buurt van 0,8
Als we een mix van brandstoffen verbranden, zou de RQ 0,8 zijn.8
Voor degenen onder u die zich afvragen hoe ik u zou aangeven welke RQ u moet gebruiken, kan ik het gemakkelijk samenvatten:
Als ik niets zeg, ga er dan van uit dat de RQ 0.8 (de patiënt gebruikt een mix van brandstoffen)
Als ik wil dat je een RQ van 1,0 gebruikt, geef ik aan dat de patiënt een IV-glucoseoplossing krijgt
Als ik wil dat je een RQ van 0,7 gebruikt, is de patiënt hypoglykemisch of diabeet en afhankelijk van het vetzuurmetabolisme.
terug naar onze vergelijking: We kunnen het O2-verbruik meten (de V(dot)O2), maar bij een ernstig zieke patiënt is het niet wenselijk dat te doen. In plaats daarvan gaan we gebruik maken van het ademhalingsquotiënt, wat eenvoudige wiskunde en één belangrijk detail over kooldioxide om ons te helpen dit uit te zoeken. Het belangrijkste detail over kooldioxide dat hier van belang is, is het feit dat alle CO2 die in ons bloed is opgelost, het resultaat is van celmetabolisme – wij ademen niets in (of genoeg om ons in deze situatie zorgen over te maken). Daarom kunnen we de PaCO2 (de arteriële concentratie kooldioxide) meten en in de vergelijking voor RQ stoppen als een schatting van de kooldioxideproductie. Vervolgens herschikken we de vergelijking om uit te vinden wat ons zuurstofverbruik moet zijn om die hoeveelheid kooldioxide te produceren:
RQ = /
Step 1: We gaan de PaCO2 substitueren voor V(dot)CO2:
RQ = PaCO2/
Step 2: Herschik de vergelijking om V(dot)O2 te krijgen waar we hem willen hebben:
V(dot)O2 (verbruikte zuurstof) = PaCO2/RQ
Step 3: Substitueer dit in de Alveolaire gasvergelijking:
PAO2 = PIO2 – Verbruikte zuurstof
PAO2 = PIO2 –
Gebruik makend van de volgende waarden:
PaCO2 = 40 mm Hg (de normale waarde)
RQ = 0.8 (gebaseerd op de aanname dat we een mix van metabole brandstoffen gebruiken)
Dit wordt:
PAO2 = PIO2 –
= PIO2 –
We hadden eerder ontdekt dat de PIO2 149,7 mm Hg was, dus de vergelijking wordt nu:
PAO2 = 149,7-
PAO2 = 99,7 mm Hg
De alveolaire-arteriële O2-gradiënt (A-a O2-gradiënt)
Nu, als je verstandig bent, vraag je je af waarom ik je door die grote lange berekening heb gesleept… immers, hoewel het leuk is om te weten wat de alveolaire partiële zuurstofdruk is, lijkt het waarschijnlijk niet erg nuttig op dit moment. Dat komt omdat we nog één (gelukkig eenvoudige) stap moeten doorlopen.
Zoals we in de gaswisselingslezing hebben besproken, is het hele punt van de alveolus om het bloed en de lucht zo bij elkaar te brengen dat de alveolaire zuurstof en de arteriële zuurstof met elkaar in evenwicht komen. Met andere woorden, in een ideale wereld zou de PAO2 dezelfde moeten zijn als de PaO2. Als er een groot verschil is tussen de PAO2 en de PaO2, is er een probleem met de gasuitwisseling.
Dus nu wat eenvoudige wiskunde:
A-a O2 gradiënt = PAO2 – PaO2
Step 1: Haal de PAO2 uit de alveolaire gasvergelijking:
A-a O2 gradiënt = 99.7 mm Hg – PaO2
Stap 2: Bereken de PaO2 uit de arteriële bloedgassen:
A-a O2 gradiënt = 99.7 mm Hg- 96 mmHg
= 3.7 mm Hg
Er zijn een aantal manieren om tot een normale waarde voor de A-a O2 gradiënt te komen. Voor een fysioloog houden we van een normale A-a waarde van 0 mm Hg, maar we moeten dingen doen die ECHT invasief zijn om die waarde te krijgen, dus klinisch is dat NIET de normale waarde. Een gebruikelijke normale waarde is 8 + (20% van de leeftijd van de patiënt). Andere clinici vinden <12 mm Hg normaal. Hoe dan ook, het getal dat we zojuist hebben berekend, geeft aan dat de gasuitwisseling normaal verloopt.
Als het getal hoog was geweest, zou dat erop wijzen dat het proces van gasuitwisseling door een of ander ziekteproces is verstoord. Deze reeks berekeningen is zeer nuttig om een onderscheid te maken tussen hypoxie ten gevolge van een alveolair proces en hypoxie ten gevolge van hypoventilatie (onvoldoende ademhalingsinspanning) – in het laatste geval ligt de gradiënt binnen het normale bereik. Aangezien de normale fysiologische waarde 0 is, is er geen klinische entiteit geassocieerd met een LAGE A-a O2 waarde.
|
Doorgaan naar V/Q relaties |