Cơ chế giảm oxy máu

Giảm oxy máu là tình trạng nồng độ oxy trong máu động mạch thấp bất thường. Sinh lý hô hấp thường quy gán tình trạng này cho năm cơ chế – mất cân bằng thông khí-tưới máu, shunt phải-trái, giảm thông khí phế nang, suy giảm khuếch tán và áp suất oxy hít vào thấp – có thể phân biệt được bằng ảnh hưởng của chúng đến gradient oxy phế nang-động mạch và đáp ứng của chúng với oxy bổ sung.

Definition

Giảm oxy máu là tình trạng giảm áp suất riêng phần của oxy trong máu động mạch; các cơ chế của nó là các con đường sinh lý – mất cân bằng thông khí-tưới máu, shunt, giảm thông khí, hạn chế khuếch tán và oxy hít vào thấp – qua đó áp suất oxy động mạch giảm xuống dưới mức bình thường.

Scope

Mục này sắp xếp các nguyên nhân sinh lý của áp suất oxy động mạch thấp, giải thích cách mỗi cơ chế làm thay đổi gradient oxy phế nang-động mạch và cách mỗi cơ chế đáp ứng với việc thở thêm oxy. Nó coi giảm oxy máu như một khuôn khổ lý luận sinh lý hỗ trợ việc giải thích khí máu, chứ không phải là hướng dẫn lâm sàng cho bất kỳ cá nhân nào.

Core questions

• Các cơ chế sinh lý chính làm giảm oxy động mạch là gì?
• Gradient oxy phế nang-động mạch giúp phân biệt chúng như thế nào?
• Tại sao một số cơ chế đáp ứng với oxy bổ sung trong khi shunt thực sự thì không?
• Giảm thông khí và oxy hít vào thấp khác với bệnh phổi nội tại như thế nào?

Key concepts

• Mất cân bằng thông khí-tưới máu (V/Q)
• Shunt phải-trái
• Giảm thông khí phế nang
• Hạn chế khuếch tán
• Áp suất oxy hít vào thấp (PiO2 thấp)
• Gradient oxy phế nang-động mạch (A-a)
• Phương trình khí phế nang
• Đáp ứng với oxy bổ sung

Mechanisms

Năm cơ chế được công nhận một cách kinh điển (Sarkar, Niranjan, & Banyal, 2017; West, 2011). Mất cân bằng thông khí-tưới máu (V/Q) là nguyên nhân phổ biến nhất trong bệnh phổi: các vùng có V/Q thấp đóng góp máu thiếu oxy mà phổi không thể bù đắp hoàn toàn, làm rộng gradient oxy phế nang-động mạch; vì các phế nang vẫn được thông khí, oxy bổ sung cải thiện đáng kể áp suất oxy động mạch. Shunt phải-trái là trường hợp cực đoan của V/Q thấp, nơi máu bỏ qua hoàn toàn các phế nang được thông khí; gradient A-a rộng và, đặc trưng, oxy động mạch chỉ tăng khiêm tốn với oxy bổ sung vì máu bị shunt không bao giờ tiếp xúc với oxy phế nang cao hơn. Giảm thông khí phế nang làm giảm oxy động mạch bằng cách tăng carbon dioxide phế nang và do đó đẩy oxy ra, như được dự đoán bởi phương trình khí phế nang; ở đây gradient A-a bình thường vì nhu mô phổi còn nguyên vẹn, và tình trạng giảm oxy máu dễ dàng được điều chỉnh bằng oxy. Hạn chế khuếch tán phát sinh khi sự cân bằng oxy qua màng phế nang-mao mạch không hoàn chỉnh, một hiệu ứng thường nhỏ khi nghỉ ngơi nhưng có thể trở nên quan trọng khi tập thể dục hoặc ở độ cao; nó làm rộng gradient A-a và cũng đáp ứng với oxy bổ sung. Áp suất oxy hít vào thấp – như ở độ cao hoặc với phân suất oxy hít vào giảm – làm giảm oxy phế nang và do đó oxy động mạch trong khi vẫn giữ gradient A-a bình thường. Gradient A-a và đáp ứng với oxy cùng nhau phân biệt các cơ chế trong phổi (mất cân bằng V/Q, shunt, hạn chế khuếch tán) với các cơ chế ngoài phổi (giảm thông khí, oxy hít vào thấp) (Wagner, 2014; West, 2012).

Clinical relevance

Khuôn khổ năm cơ chế là cơ sở sinh lý tiêu chuẩn để giải thích khí máu động mạch và gradient oxy phế nang-động mạch, và để lý giải tại sao một kiểu suy giảm nhất định lại làm giảm oxy. Nó được trình bày ở đây như một nền tảng khái niệm để hiểu kết quả xét nghiệm; nó mô tả các cơ chế sinh lý và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Việc phân loại giảm oxy máu thành năm cơ chế là sinh lý học đã được thiết lập chứ không phải là một chủ đề được điều chỉnh bởi hướng dẫn. Nó được tổng hợp trong các bài đánh giá tường thuật như Sarkar, Niranjan, và Banyal (2017) và West (2011), và trong tài khoản rộng hơn về sinh lý trao đổi khí của Wagner (2014) và Petersson và Glenny (2014); các sách giáo khoa sinh lý hô hấp tiêu chuẩn trình bày cùng một khuôn khổ (West, 2012).

History

Sự phân tách có hệ thống giảm oxy máu thành các cơ chế sinh lý riêng biệt phát triển từ công trình nghiên cứu về trao đổi khí phổi vào giữa thế kỷ XX, trong đó các nhà nghiên cứu bao gồm Richard Riley và sau đó là John West đã chính thức hóa phương trình khí phế nang và gradient oxy phế nang-động mạch như các công cụ để phân chia các nguyên nhân gây giảm oxy động mạch. Sơ đồ năm nguyên nhân sau đó đã trở thành một phần cố định trong giảng dạy sinh lý hô hấp và giải thích khí máu.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Năm cơ chế của giảm oxy máu là gì?

Mất cân bằng thông khí-tưới máu, shunt phải-trái, giảm thông khí phế nang, hạn chế khuếch tán và áp suất oxy hít vào thấp. Chúng được phân biệt bởi ảnh hưởng của chúng đến gradient oxy phế nang-động mạch và đáp ứng của chúng với oxy bổ sung.

Tại sao shunt đáp ứng kém với oxy bổ sung?

Trong một shunt thực sự, máu bỏ qua các phế nang được thông khí, vì vậy nó không bao giờ tiếp xúc với khí giàu oxy; do đó, việc tăng oxy hít vào chỉ tạo ra một sự tăng nhỏ oxy động mạch, không giống như mất cân bằng V/Q hoặc giảm thông khí.