PCO2 - ITS RELATION TO ALVEOLAR VENTILATION AND CARBON DIOXIDE PRODUCTION
Although minute ventilation (VE) is easily measured, it does not provide sufficient information for assessing the adequacy of alveolar ventilation (VA), the component that affects gas exchange. The tidal volume and the respiratory rate do not give any clue as to how much air is ventilating dead space vs. alveolar space. Even if dead space ventilation (VD) and VA were measurable, the measurements would not indicate how much carbon dioxide was being produced in the body or how much VA was necessary to eliminate the carbon dioxide production.
The clinically important information can be obtained by measuring the partial pressure of carbon dioxide in the arterial blood (PaCO2); PaCO2 is the only blood gas measurement that provides information on VA. Furthermore, PaCO2 states directly, with one number, the relationship of VA to carbon dioxide production, at least at the time the sample is taken.
To understand why this is so, consider what happens to carbon dioxide in the body (Fig. 42). Carbon dioxide is a byproduct of food metabolism. Toxic in large amounts, carbon dioxide is literally a waste product that must be eliminated for the body to function normally. However, carbon dioxide is also a component of the bicarbonate buffer system, the largest of the blood buffers, and hence is an important determinant of acidbase balance. Furthermore, PaCO2 is one determinant of arterial oxygen pressure (PaO2) and hence plays a role in oxygenation (shown by the alveolar gas equation, discussed in Chapter 5). Not only must carbon dioxide from metabolism be continually eliminated, but the body must also maintain a certain level of carbon dioxide in the blood.
Fig. 42. Production, transport, and excretion of carbon dioxide in the lungs and circulation. Carbon dioxide, a byproduct of metabolism, is transported in three forms: dissolved (Diss.), bound to hemoglobin and other proteins (Carb.), and as bicarbonate (HCO3). Only the dissolved fraction exerts a partial pressure. Partial pressure of carbon dioxide (PCO2) values are in mm Hg; all other values represent the volume of carbon dioxide in whole blood (ml CO,/100 ml). Approximately 5 ml CO2/100 ml are excreted per minute. Venous admixture represents all normal physiologic shunting. (PvCO2, and PaCO2, mixed venous and arterial PCO., respectively; RA, right atrium; RV, right ventricle; PA, pulmonary arteries; PV, pulmonary veins; LA, left atrium; LV, left ventricle.)
The total amount of carbon dioxide transported in the body is approximately 49 ml CO2/100 ml for arterial blood and 54 ml CO2/100 ml for venous blood (Fig. 42). Carbon dioxide is transported in the blood in three forms: as bicarbonate (the greatest amount), combined with hemoglobin and other proteins (carbamino compounds), dissolved. These three forms of CO2 are in equilibrium with one another, and it is the dissolved fraction in plasma that exerts the partial pressure measured as PaCO2. Normal PaCO2 ranges between 36 and 44 mm Hg; mixed venous partial pressure of carbon dioxide (PvCO2) is approximately 6 mm Hg higher.
At rest, the averagesized adult produces approximately 200 ml of carbon dioxide per minute (Fig. 42). Carbon dioxide production (VCO2) is of course a continuous process, as is oxygen consumption. VCO2 increases during exercise and declines slightly during sleep. On the average, 288 L of carbon dioxide are produced per day (1440 min x 200 ml CO2/min). That's a lot of CO2! How is this huge load eliminated while a normal PaCO2 is maintained?
Carbon dioxide elimination is accomplished by bringing fresh air into the lungs; there is no other way to excrete the body's CO2 production. (A minuscule amount of carbon dioxide, less than 1%, is excreted by the kidneys as bicarbonate.)
In the lungs, fresh air is brought in close proximity to the pulmonary capillaries, where it is separated from the mixed venous blood by a thin, gaspermeable alveolarcapillary membrane (see Chapter 1). Fresh air contains almost no carbon dioxide when it is first inhaled. In the alveoli, the partial pressure of carbon dioxide (PACO2) is practically the same as PaCO2, whatever the latter's value. Carbon dioxide is transferred across the alveolarcapillary membrane by virtue of a pressure gradient that exists between mixed venous PCO2 and alveolar PCO2, (normally 46 mm Hg and 40 mm Hg, respectively). Carbon dioxide that enters the alveolar spaces is exhaled during breathing. In a steady state, the amount of carbon dioxide produced from metabolism equals the amount eliminated by the lungs.
One of the most important physiologic relationships in all of clinical medicine can now be derived: that between PCO2 and VA. Because dead space does not take part in gas exchange, all of the expired carbon dioxide comes from the alveolar gas. Thus the amount of VCO2 excreted by the lungs equals VA times the fraction of alveolar carbon dioxide (FACO2):
(Eqn 4-3)
Since PACO2= FACO2 times total alveolar gas pressure,
(Eqn 4-4)
where K is a constant that takes into account the different units as well as the conversion of FACO2 to PACO2; 1/K has the value 0.863. Rearranging,
(Eqn 4-5)
Equation 5 expresses the relationship between alveolar PCO2 and VA. Because carbon dioxide is a highly diffusible gas, alveolar PCO2 is assumed to be equal to arterial PCO2. Also, in the steady state, carbon dioxide excreted by the lungs equals that produced from metabolism. With these relationships in mind, it will be useful to conceptually derive Equation 5 for arterial PCO2.
Assume that carbon dioxide production is constant at 200 ml/min. Without alveolar ventilation, carbon dioxide will build up in the blood since there is no other way to eliminate it; as a result, severe acidity and death will quickly follow. The same thing will happen if there is just a small amount of VA; carbon dioxide builds up, although not quite as fast as when there is no VA.
Conversely, if VA exceeds its normal amount, excessive carbon dioxide is eliminated from the blood and PaCO2 falls. Thus as long as VCO2 is constant, PaCO2 is inversely related to the amount of VA:
(Eqn 4-6)
PCO2 - ความสัมพันธ์ของการผลิตเสียงการระบายอากาศและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แม้ว่านาทีระบาย (VE) ได้วัด มันไม่ได้ให้ข้อมูลที่เพียงพอสำหรับการประเมินความเพียงพอของเสียงระบาย (VA), ส่วนประกอบที่มีผลต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซ อัตราการหายใจและปริมาตรดาลให้เงื่อนงำใด ๆ เป็นจำนวนอากาศเป็นระบายอากาศพื้นที่ตายเทียบกับพื้นที่เสียง แม้ตายพื้นที่ระบาย (VD) และ VA มีวัด การวัดจะได้ระบุว่า ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตในร่างกาย หรือ VA เท่าจำเป็นต้องลดการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ข้อมูลสำคัญทางคลินิกได้ โดยการวัดความดันบางส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดต้ว (PaCO2); PaCO2 เป็นวัดก๊าซเลือดเท่านั้นที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับ VA. นอกจากนี้ PaCO2 ระบุโดยตรง มีหนึ่ง ความสัมพันธ์ของ VA ที่ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้อยเวลา อย่างสามารถถ่ายTo understand why this is so, consider what happens to carbon dioxide in the body (Fig. 42). Carbon dioxide is a byproduct of food metabolism. Toxic in large amounts, carbon dioxide is literally a waste product that must be eliminated for the body to function normally. However, carbon dioxide is also a component of the bicarbonate buffer system, the largest of the blood buffers, and hence is an important determinant of acidbase balance. Furthermore, PaCO2 is one determinant of arterial oxygen pressure (PaO2) and hence plays a role in oxygenation (shown by the alveolar gas equation, discussed in Chapter 5). Not only must carbon dioxide from metabolism be continually eliminated, but the body must also maintain a certain level of carbon dioxide in the blood. Fig. 42. Production, transport, and excretion of carbon dioxide in the lungs and circulation. Carbon dioxide, a byproduct of metabolism, is transported in three forms: dissolved (Diss.), bound to hemoglobin and other proteins (Carb.), and as bicarbonate (HCO3). Only the dissolved fraction exerts a partial pressure. Partial pressure of carbon dioxide (PCO2) values are in mm Hg; all other values represent the volume of carbon dioxide in whole blood (ml CO,/100 ml). Approximately 5 ml CO2/100 ml are excreted per minute. Venous admixture represents all normal physiologic shunting. (PvCO2, and PaCO2, mixed venous and arterial PCO., respectively; RA, right atrium; RV, right ventricle; PA, pulmonary arteries; PV, pulmonary veins; LA, left atrium; LV, left ventricle.)ยอดรวมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ขนส่งในร่างกายได้ประมาณ 49 ml CO2/100 ml สำหรับเลือดต้วและมล 54 CO2/100 ml สำหรับเลือดดำ (Fig. 42) เป็นการขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดในรูปแบบที่สาม: เป็นไบคาร์บอเนต (สุดยอด), รวมกับฮีโมโกลบิน (carbamino สารประกอบ), โปรตีนอื่น ๆ ส่วนยุบ แบบฟอร์มเหล่านี้สามของ CO2 อยู่ในสมดุลกัน และเป็นเศษส่วนละลายในพลาสมาที่ exerts ดันบางส่วนวัดเป็น PaCO2 PaCO2 ปกติช่วงระหว่าง 36 และ 44 mm Hg ผสมความดันบางส่วนต่อหลอดเลือดดำของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (PvCO2) มีประมาณ 6 mm Hg สูงที่เหลือ averagesized ผู้ใหญ่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อนาที (Fig. 42) ประมาณ 200 ml ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (VCO2) เป็นหลักสูตรเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่อง ปริมาณออกซิเจน VCO2 เพิ่มขึ้นในระหว่างการออกกำลังกาย และลดลงเล็กน้อยในระหว่างนอนหลับ โดยเฉลี่ย L 288 ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตต่อวัน (1440 นาที x 200 ml CO2/min) ที่มี CO2 มาก วิธีโหลดนี้ใหญ่ตัดขณะรักษา PaCO2 ปกติกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ โดยนำอากาศบริสุทธิ์เข้าปอด มีวิธีอื่น ๆ ผลิต CO2 ของร่างกายขับถ่าย (จำนวนคาร์บอนไดออกไซด์ น้อยกว่า 1%, minuscule เป็น excreted โดยไตเป็นไบคาร์บอเนต)ในปอด นำอากาศในตู้เลี้ยงระบบทางเดินหายใจ ที่มันจะแยกออกจากเลือดดำผสม ด้วยเมมเบรน alveolarcapillary gaspermeable บาง ๆ (ดูบทที่ 1) อากาศบริสุทธิ์ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกือบไม่เมื่อแรกช่วยใน ใน alveoli ความดันบางส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (PACO2) ได้จริงเหมือนกับ PaCO2 ค่าสิ่งหลังของ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกโอนย้ายผ่านเมมเบรน alveolarcapillary อาศัยการไล่ระดับความดันที่มีอยู่ระหว่าง PCO2 ผสมดำและเสียง PCO2, (ปกติ 46 mm Hg และ 40 mm Hg ตามลำดับ) ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ป้อนช่องเสียงเป็น exhaled ระหว่างการหายใจ ในท่อน จำนวนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตจากการเผาผลาญเท่ากับยอดเงินที่ตัดออกจากปอดหนึ่งความสัมพันธ์ physiologic สำคัญของยาทางคลินิกสามารถตอนนี้จะมา: ระหว่าง PCO2 และ VA. เนื่องจากเนื้อที่ตายจะมีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนก๊าซ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หมดอายุทั้งหมดมาจากแก๊สเสียง ดังนั้น จำนวน VCO2 excreted โดยปอดเท่ากับ VA ครั้งเศษเสียงคาร์บอนไดออกไซด์ (FACO2):(Eqn 4-3)ตั้งแต่ PACO2 = FACO2 เวลาแรงดันก๊าซรวมเสียง (Eqn 4-4)โดยที่ K คือ ค่าคงที่จะพิจารณาหน่วยต่าง ๆ รวมทั้งการแปลง FACO2 PACO2 1/K มีค่า 0.863 เรียง(Eqn 4-5)สมการ 5 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างเสียง PCO2 VA. เนื่องจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซสูง diffusible, PCO2 เสียงจะสมมติให้เท่ากับ PCO2 ต้ว ยัง ในท่อน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยปอด excreted เท่ากับที่ผลิตจากการเผาผลาญ ความสัมพันธ์เหล่านี้ในจิตใจ มันจะเป็นประโยชน์กับทางแนวคิดมา 5 สมการสำหรับ PCO2 ต้วสมมติว่าผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คงที่ที่ 200 ml/min โดยไม่มีการระบายอากาศเสียง ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะสร้างขึ้นในเลือดเนื่องจากมีวิธีอื่นเพื่อกำจัดมัน ดัง ว่ารุนแรงและตายจะรวดเร็วตามการ สิ่งเดียวจะเกิดขึ้นถ้ามีเพียงเล็กน้อยของ VA ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สร้างขึ้น แม้ว่าไม่น่าเป็นอย่างรวดเร็วตลอดจนมี VA. ไม่ในทางกลับกัน ถ้า VA เกินกว่าจำนวนเงินปกติ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไปจะตัดออกจากเลือด และ PaCO2 อยู่ ดังนั้น จึงเป็นค่าคง VCO2 PaCO2 inversely เกี่ยวข้องกับจำนวน VA:(Eqn 4-6)
การแปล กรุณารอสักครู่..
