Alveolaarisen kaasun yhtälö
Tämä luku on merkityksellisin vuoden 2017 CICM Primary Syllabus -oppimäärän jakson F9(iv) kannalta, jossa tenttikokelaiden odotetaan pystyvän ”ymmärtämään yleisiä hengitysyhtälöitä”. Vaikka CICM:n primaarikokeessa tai Fellowship-tutkinnossa ei ole erityisiä kysymyksiä, joissa kysytään suoraan tästä yhtälöstä, lähes kaikissa ABG-kysymyksissä kokelaan on otettava huomioon A-a-gradientti, mikä tekee alveolikaasujen yhtälöstä olennaisen tärkeän.
Lyhyesti sanottuna tämä yhtälö kuvaa kaasujen pitoisuutta alveolissa, ja näin ollen sen avulla voimme tehdä valistuneita arvauksia kaasujenvaihdon tehokkuudesta. Sen avulla voidaan laskea happeutumisen jännitykseen perustuvia indeksejä, kuten A-a-gradientti tai a/A-suhde (joka ilmaistaan prosentteina). ABG-laite tekee usein tämän työn puolestasi, jos olet syöttänyt FiO2:n ja määrittänyt, että näytteesi on ”arteriaalinen”. Tulos ilmoitetaan yleensä muodossa pO2(a/A).
Alveolaarisen kaasun yhtälö
Erinomaisessa artikkelissa, jossa tarkastellaan tämän yhtälön historiaa, käsitellään Fehnin, Rahnin ja Otisin alkuperäistä artikkelia vuodelta 1946. Yhtälön nykyaikainen muoto on seuraava:
Huoneilmassa ja merenpinnan tasolla voidaan siis olettaa tiettyjä vakioita.
PAO2 = (0,21 x (760 – 47)) – (PaCO2 x 1.25)
Tällöin:
PAO2 = (149 – (PaCO2 x 1.25)
Tällöin potilaalla, jolla on suhteellisen normaali PaCO2 (vaikkapa 40) :
PAO2 = (149 – 50)
Normaalin ihmisen PAO2:n pitäisi siis olla noin 99 mmHg.
Vai, potilaalle, jolla on normaali PaCO2 ja kohonnut FiO2:
PAO2 = (FiO2 x 713) – 50
Tietysti on mahdollista, että hengityskerroin on outo, mutta sitä varten pitäisi mitata koko elimistön VO2:n ja VCO2:n pitoisuudet, mikä onnistuu vain epäsuoralla kalorimetriamenetelmällä.
Minkälainen PAO2:n pitäisi siis olla jollakin tietyllä FiO2:lla? Arvoina mmHg, arvot ovat seuraavat:
| FiO2 21% | 100 |
| FiO2 30% | 164 |
| FiO2 40% | 235 |
| FiO2 50% | 307 |
| FiO2 60% | 378 |
| FiO2 70% | 449 |
| FiO2 80% | 520 |
| FiO2 90% | 592 |
| FiO2 100% | 662 |
Pähkinänkuoressa, voidaan sanoa, että jokaista 10 %:n lisäystä FiO2:ssa PAO2 nousee noin 71-72 mmHg.
Atmosfäärin kaasuseos
Olisikin tietysti väärin, jos emme kysyisi: miksi maapallo titraa FiO2:nsa 21 %:iin (tai tarkemmin sanottuna 20,9 %:iin)?
Onneksi tämä ei olisi ensimmäinen naurettava eksymä fysiologiassa. Esimerkiksi John F. Nunn on kirjoittanut luvun (Nunn’s Respiratory Physiology -teoksen luku 1) ilmakehästä. Siinä hän on kiitollinen siitä, että kasvihuonekaasut ovat mahdollistaneet pintaveden olemassaolon viimeisten 4000 miljoonan vuoden ajan, ja hän valittaa, että aurinko ”etenee säälimättömästi kohti punaista jättiläistä, joka lopulta ympäröi sisäiset planeetat”. Valitettavasti oppikirjan loppuosa etenee selvinpäin suoraa ja ennustettavaa tietä.
Paremman johdatuksen aiheeseen tarjoaisi luultavasti Heinrich D. Hollandin teos The Chemical Evolution of the Atmosphere and Oceans. Kirjoittaja tunnustaa sivulla 2, että ”kirjassa käsiteltyjen aiheiden kirjo on epämiellyttävän laaja” ja että tiedon massasta johtuen ”kaaos oli jatkuva uhka” käsikirjoituksen kokoamisen aikana. Joka tapauksessa vuosien 1968 ja 1981 välillä kirjoitetuksi monografiaksi tämä on hieno teos. Se ansaitsee huomion jokaiselta, joka on lopettanut CICM-tutkintonsa ja jolla on vielä intoa kirjalliseen sanaan.