Mekanisme Hipoksemia

Hipoksemia adalah kadar oksigen yang abnormal rendah dalam darah arteri. Fisiologi pernapasan secara klasik mengaitkannya dengan lima mekanisme – ketidaksesuaian ventilasi-perfusi, pirau kanan-ke-kiri, hipoventilasi alveolar, gangguan difusi, dan tekanan oksigen inspirasi yang rendah – yang dapat dibedakan berdasarkan efeknya pada gradien oksigen alveolar-arteri dan responsnya terhadap oksigen tambahan.

Definition

Hipoksemia adalah penurunan tekanan parsial oksigen dalam darah arteri; mekanismenya adalah jalur fisiologis – ketidaksesuaian ventilasi-perfusi, pirau, hipoventilasi, keterbatasan difusi, dan oksigen inspirasi rendah – yang menyebabkan tekanan oksigen arteri turun di bawah normal.

Scope

Entri ini mengorganisasikan penyebab fisiologis tekanan oksigen arteri yang rendah, menjelaskan bagaimana setiap mekanisme mengubah gradien oksigen alveolar-arteri dan bagaimana masing-masing merespons pernapasan oksigen tambahan. Ini memperlakukan hipoksemia sebagai kerangka penalaran fisiologis yang mendukung interpretasi gas darah, bukan sebagai panduan klinis untuk individu mana pun.

Core questions

• Apa mekanisme fisiologis utama yang menurunkan oksigen arteri?
• Bagaimana gradien oksigen alveolar-arteri membantu membedakannya?
• Mengapa beberapa mekanisme merespons oksigen tambahan sementara pirau sejati tidak?
• Bagaimana hipoventilasi dan oksigen inspirasi rendah berbeda dari penyakit paru intrinsik?

Key concepts

• Ketidaksesuaian ventilasi-perfusi (V/Q)
• Pirau kanan-ke-kiri
• Hipoventilasi alveolar
• Keterbatasan difusi
• Tekanan oksigen inspirasi rendah (low PiO2)
• Gradien oksigen alveolar-arteri (A-a)
• Persamaan gas alveolar
• Respons terhadap oksigen tambahan

Mechanisms

Lima mekanisme secara klasik diakui (Sarkar, Niranjan, & Banyal, 2017; West, 2011). Ketidaksesuaian ventilasi-perfusi (V/Q) adalah penyebab paling umum pada penyakit paru: daerah dengan V/Q rendah menyumbangkan darah yang tidak teroksigenasi yang tidak dapat sepenuhnya dikompensasi oleh paru, memperlebar gradien oksigen alveolar-arteri; karena alveoli masih berventilasi, oksigen tambahan secara substansial meningkatkan tekanan oksigen arteri. Pirau kanan-ke-kiri adalah ekstrem dari V/Q rendah, di mana darah melewati alveoli yang berventilasi sepenuhnya; gradien A-a lebar dan, secara karakteristik, oksigen arteri hanya meningkat sedikit dengan oksigen tambahan karena darah yang dipirau tidak pernah bersentuhan dengan oksigen alveolar yang lebih tinggi. Hipoventilasi alveolar menurunkan oksigen arteri dengan meningkatkan karbon dioksida alveolar dan dengan demikian menggantikan oksigen, seperti yang diprediksi oleh persamaan gas alveolar; di sini gradien A-a normal karena parenkim paru utuh, dan hipoksemia mudah dikoreksi dengan oksigen. Keterbatasan difusi muncul ketika ekuilibrasi oksigen melintasi membran alveolar-kapiler tidak lengkap, efek yang umumnya kecil saat istirahat tetapi dapat menjadi penting selama berolahraga atau di ketinggian; ini memperlebar gradien A-a dan juga merespons oksigen tambahan. Tekanan oksigen inspirasi yang rendah – seperti di ketinggian atau dengan fraksi oksigen inspirasi yang berkurang – menurunkan oksigen alveolar dan oleh karena itu oksigen arteri sambil membiarkan gradien A-a normal. Gradien A-a dan respons terhadap oksigen bersama-sama memisahkan mekanisme intrapulmoner (ketidaksesuaian V/Q, pirau, keterbatasan difusi) dari mekanisme ekstrapulmoner (hipoventilasi, oksigen inspirasi rendah) (Wagner, 2014; West, 2012).

Clinical relevance

Kerangka lima mekanisme adalah dasar fisiologis standar untuk menginterpretasikan gas darah arteri dan gradien oksigen alveolar-arteri, dan untuk penalaran mengapa pola gangguan tertentu menurunkan oksigen. Ini disajikan di sini sebagai latar belakang konseptual untuk memahami hasil tes; ini menggambarkan mekanisme fisiologis dan bukan dasar untuk keputusan diagnostik atau pengobatan individu.

Evidence & guidelines

Klasifikasi hipoksemia menjadi lima mekanisme adalah fisiologi yang mapan daripada topik yang diatur oleh pedoman. Ini disintesis dalam tinjauan naratif seperti Sarkar, Niranjan, dan Banyal (2017) dan West (2011), dan dalam penjelasan yang lebih luas tentang fisiologi pertukaran gas yang diberikan oleh Wagner (2014) dan Petersson dan Glenny (2014); buku teks fisiologi pernapasan standar menyajikan kerangka yang sama (West, 2012).

History

Pemisahan sistematis hipoksemia menjadi mekanisme fisiologis yang berbeda tumbuh dari pekerjaan pertengahan abad kedua puluh tentang pertukaran gas paru, di mana para peneliti termasuk Richard Riley dan kemudian John West memformalkan persamaan gas alveolar dan gradien oksigen alveolar-arteri sebagai alat untuk membagi penyebab oksigen arteri yang rendah. Skema lima penyebab yang dihasilkan sejak itu menjadi bagian penting dari pengajaran fisiologi pernapasan dan interpretasi gas darah.

Key figures

• John B. West
• Peter D. Wagner
• Malay Sarkar

Seminal works

• sarkar-2017
• west-2011-hypoxemia
• wagner-2014-basis

Frequently asked questions

Apa lima mekanisme hipoksemia?

Ketidaksesuaian ventilasi-perfusi, pirau kanan-ke-kiri, hipoventilasi alveolar, keterbatasan difusi, dan tekanan oksigen inspirasi yang rendah. Mereka dibedakan berdasarkan efeknya pada gradien oksigen alveolar-arteri dan responsnya terhadap oksigen tambahan.

Mengapa pirau merespons oksigen tambahan dengan buruk?

Pada pirau sejati, darah melewati alveoli yang berventilasi, sehingga tidak pernah bersentuhan dengan gas yang diperkaya oksigen; oleh karena itu, peningkatan oksigen inspirasi hanya menghasilkan sedikit peningkatan oksigen arteri, tidak seperti ketidaksesuaian V/Q atau hipoventilasi.