2017年7月19日水曜日

酸素化戦略

麻酔科勉強会 担当:O先生

「酸素化戦略」

・人間には約60兆個の細胞が存在
・各細胞は食物から得られるADPをATPに変換し、ATPをエネルギーとして全身で利用
・その際に酸素を利用することで、効率的にATPを産生
・ADP1単位から好気性代謝でATP36単位、嫌気性代謝で2単位生成
・輸液療法も輸血療法も酸素化療法(人工呼吸管理)
  →最大の目標は『全身の酸素化』
   ・酸素供給
   ・酸素需要
   ・酸素利用率
・血液中の酸素
 ・酸素を運搬しているのはHb
 ・SO2=酸素Hb/総Hb
 ・酸素解離曲線の存在
 ・溶存酸素(ml/dL)=0.03(ml/L)×0.1×PO2(mmHg)
 ・動脈血酸素含有量(CaO2;ml/dL)
   =1.34×Hb×SaO2+0.003×PaO2;正常値:20
 ・静脈血酸素含有量(CvO2;ml/dL)
   =1.34×Hb×SvO2+0.003×PvO2;正常値15
 ・溶存酸素は非常に小さい値なので(<0.3ml)
   →簡易酸素含量=1.34×Hb×SO2
・酸素を細胞内に取り入れる最大の組織は肺
 ・肺は肺胞/肺血管を通じて、CO2とO2を交換
 ・O2は血液に取り込まれHbに結合することで血中へ(わずかに溶存もする)
 ・ポンプ機能を持つ心臓によって全身に送られる(心拍出量に依存)
・酸素の供給
 ・酸素供給量はDO2(mL/min)で計算
 ・DO2=CO×1.34×Hb×SaO2×10
 ・正常値は900-1100mL/min、体格補正(体表面積;BSAで割ったもの)で520-600
   →250を下回ると組織の低酸素に至る
 ・輸液やカテコラミンは主にCOに影響
・酸素摂取量(VO2)
 ・組織内には酸素を貯蔵されない
 ・酸素摂取量=酸素消費量の包括的測定値
 ・酸素摂取量はVO2で計算
  →COを求めるFickの式を使用して計算
   VO2=CO×1.34×Hb×(SaO2-SvO2)×10
 ・限界もある。
   ・VO2の計算に必要な測定項目であるCO,Hb,SO2,血中酸素含量には
    測定誤差(内因性の変動)があり、最大で18%もの誤差がある
   ・肺の酸素摂取量が計算値に含まれていないため
    厳密には『全身の酸素摂取量』ではない
   ・肺のVO2は5%程だが炎症で20%まで変化
   ・全身のVO2の計算式:VO2=VE(分時換気量)×(FiO2-FeO2)
・VO2低下の原因
 ・代謝の異常(低代謝)と嫌気性代謝をもたらす組織酸素化の不足
   ・低代謝の原因
     ・全身麻酔薬の存在(鎮静、麻薬、筋弛緩)
     ・低体温
     ・低活動、高齢者
     ・敗血症(全身の炎症反応)
 ・VO2の正常値は200~270、体格補正後は110-160
 ・VO2/BSAから110を引いた値に時間をかけたものが『酸素負債』
 ・酸素負債と多臓器不全のリスクは直接関係する。
・酸素摂取率(O2ER)
 ・O2ER=O2ER=VO2/DO2
 ・溶存酸素を無視し、共通項(CO,1.34,Hb,10)を消して簡易化する
   →O2ER=(SaO2-SvO2)/SaO2
 ・正常値は0.20-0.30
 ・0.30を超える場合はDO2の低下を意味する(貧血や低心機能など)
 ・0.50(嫌気性代謝閾値)を超えると組織の低酸素になる(後述)
 ・0.20未満では組織の酸素利用障害を示す
   ・DO2が減少しても初期にはVO2に変化はない
   ・DO2が下がりすぎるとある一点でVO2が低下する。
   ・この点が嫌気性代謝の閾値
・これらを見るために必要なモニターは?
 ・SaO2にはパルスオキシメーター(Aガス)
 ・HbにはABG or VBG
 ・COはPAC、CV(プリセップ)、エコーで測定もしくは推測可能
 ・SvO2はPACのみ・・・
   →ScvO2でも推測可能
・混合静脈血
 ・上大静脈』『下大静脈』『冠静脈』の3つの静脈血、
  すなわち肺を除く静脈血の混合(合流)した静脈血の酸素飽和度
 ・3つの静脈の合流場所は右心房。測定場所は通常肺動脈
 ・混合静脈血酸素飽和度(SvO2)
   ・65%-75%が正常値
   ・呼吸器の使用や酸素化されてSaO2が一定であれば
    その変化はERの逆に捉えることができる
         =ER=(SaO2-SvO2)/SaO2
   ・SvO2<65%は酸素供給量の低下(貧血、低心拍出量)
   ・SvO2<50%は組織低酸素
   ・SVO2>75%は組織の酸素利用障害
 ・中心静脈血酸素飽和度(ScvO2)
   ・CVカテが留置されていれば測定可能
   ・先端が留置されている場所での静脈血のガス測定が可能。
    →『上大静脈』or『下大静脈』
   ・酸素が極端に少ない冠静脈は含まれない
   ・SvO2とScvO2の間には差がある(ScvO2の方が高い)
      ・ScvO2の変化は一般的に有意である
   ・正常値は70-89%
・SvO2とScvO2の解離
  ・正常でもScvO2はSvO2よりも3-11%程度高い。
  ・この差は心不全、心原性ショック、敗血症で大きくなる
  ・上大静脈にカテ先端が留置されている場合
     ・心不全、心原性ショックなどで低心拍出量
       →末梢血管抵抗の増大により脳血流が保たれる。
       →ScvO2は相対的に高い値を示す
  ・敗血症性ショックでScvO2がSvO2よりも比較的高い場合
    →腹部での酸素消費量の増加を示唆する
・乳酸値
 ・乳酸は嫌気性解糖の最終産物
 ・高乳酸値は低酸素状態(および脱水)を必ずしも反映しない
 ・低酸素状態になればlacは上昇するがVO2の低下から数時間遅れる
 ・これは乳酸が負に帯電しており細胞膜通過に時間がかかるため
・組織低酸素ではない高乳酸血症
 ・全身性炎症反応症候群
 ・チアミン欠乏(原因不明の高lac血症)
 ・薬物
   ・アドレナリン、メトホルミン
    抗レトロウィルス薬、リネゾリド
    プロピレングリコール
     →プロピレングリコールを含む薬剤
       ・ロラゼパム
       ・ジアゼパム
       ・エスモロール
       ・ニトログリセリン
       ・フェニトイン
 ・アルカローシス
 ・痙攣
 ・肝機能障害
 ・喘息発作
 ・悪性腫瘍
 ・シアン化合物
 ・一酸化炭素など
・乳酸そのものは有害なのか
 ・敗血症性ショックでは心臓における乳酸の酸化が亢進している
 ・低酸素状態の神経組織では乳酸の酸化が重要なエネルギー源である
 ・乳酸アシドーシスの治療は原因となった代謝異常を是正することが第一
・重症敗血症と高乳酸値
 ・細菌のエンドトキシン
   →ピルビン酸からアセチルコエンザイムAに変換される過程を障害
   →ピルビン酸の蓄積による高乳酸血症になる
 ・敗血症において高乳酸血症=酸素化の不足は一対一対応ではない