- اکسیژن در سیستم گردش خون انسان
- انتقال اکسیژن در خون چگونه انجام می شود؟
- اشباع اکسیژن به چه معنا است؟
- اندازه گیری اشباع اکسیژن
- اشباع طبیعی اکسیژن چقدر است؟
- کاهش اشباع اکسیژن چه زمانی حیاتی است؟
- کاهش اشباع اکسیژن چگونه ایجاد می شود؟
- علائم کاهش اشباع اکسیژن
- چگونه می توان اشباع اکسیژن خون را بهبود بخشید؟
- افزایش غیر طبیعی اشباع اکسیژن – آیا این امکان پذیر است؟
- اشباع اکسیژن در هنگام خواب
اشباع اکسیژن در دوران کودکی
اکسیژن برای هر سلول و عملکرد بدن ضروری است. برای اینکه اکسیژن کافی به بدن ما داده شود ، باید بین تنفس ، گردش خون و گردش خون در بافت هم آهنگی وجود داشته باشد. اشباع اکسیژن نشان دهنده میزان اکسیژن موجود در خون است. بنابراین مقادیر بسیار پایین اکسیژن در خون، وجود مشکل در اکسیژن رسانی را مشخص می کند . چگونه می توان میزان اشباع اکسیژن را اندازه گیری کرد ، چه مقدار طبیعی است و اگر مقدار اکسیژن بسیار پایین باشد چه باید کرد؟
اکسیژن در سیستم گردش خون انسان
بدن انسان دارای دو چرخه گردش خون متصل به هم است:
- چرخه سیستمیک (کل بدن منهای بخش گازی ریه) که خون غنی از اکسیژن را از قلب به تمام بافت های بدن از طریق شریان ها می رساند و خون کم اکسیژن را از طریق وریدها به قلب باز می گرداند.
- چرخه (گردش) ششی که خون کم اکسیژن را از قلب به ریه ها منتقل می کند ، جایی که دوباره اکسیژن رسانی شد ه و پس از باز گشت به قلب ، دوباره به کل بدن تزریق می شود.
هنگام تنفس ، ریه های انسان تا آلوئول ها از هوا پر می شود. هوا عمدتا شامل بخار آب و سه گاز اکسیژن (O2) ، دی اکسید کربن (CO2) و نیتروژن (N) است.
در آلوئولها ، مویرگها (کوچکترین رگهای خونی که بخشی از گردش خون ریوی هستند) خون کم اکسیژن را جهت تبادل گاز به مرز آلوئولها می رسانند .تبادل گاز از طریق غشاهای نازک آلوئولها و مویرگها صورت می گیرد. در آنجا اکسیژن از آلوئول ها به خون منتقل و دی اکسید کربن آزاد می شود.
پس از نقل و انتقال گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن، خون اکسیژن دار در بدن توزیع می شود. حجم ورود خون به اندام یا بافت با توجه به قطر رگ تنظیم و بدین ترتیب نیاز اکسیژن تامین می شود. سلول ها برای حفظ ساختار و عملکرد خود اکسیژن را به انرژی تبدیل می کنند. این واکنش ایجاد دی اکسید کربن را بدنبال دارد که بافت آن را به خون منتقل می کند و در ادامه از طریق ریه ها خارج می شود.
انتقال اکسیژن در خون چگونه انجام می شود؟
در اصل ، گازهایی مانند اکسیژن می توانند در مایعات حل شده و از این طریق منتقل شوند. اینکه چقدر گاز می تواند حل شود بستگی به نسبت آن در هوا و فشار جزئی (PO2) آن دارد. بر روی کره زمین ، مقدار اکسیژن حل شده در خون، به ترتیب فوق، برای تأمین اکسیژن مورد نیاز بدن کافی نیست. بهمین علت مکانیسم حمل و نقل دیگری برای این منظور وجود دارد.
گلبول های قرمز مقدار مشخصی رنگدانه قرمز یا هموگلوبین را با خود حمل می کنند. هموگلوبین قادر است مولکول های اکسیژن را متصل کرده و دوباره آن را آزاد کند. بعبارت دیگر میزان جذب اکسیژن توسط هموگلوبین بستگی مقدار هموگلوبین در خون دارد که ظرفیت O2 خوانده می شود.
بسته به شرایط خارجی مانند دما ، مقدار pH خون و فشار جزئی اکسیژن ،توان جذب و اتصال اکسیژن با هموگلوبین با درجات مختلف صورت می گیرد (O2 affinity).
در شرایط عادی ، همه ذرات هموگلوبین حاوی اکسیژن نیستند. اشباع اکسیژن نشان می دهد که چه نسبی از هموگلوبین اکسیژن را منتقل می کند. از آنجا که میزان اکسیژن در “خون تازه اکسیژن دار” بیشتر از “خون فقیر از اکسیژن” است که در “راه بازگشت” به قلب می باشد ، مقادیر اندازگیری شده، بسته به محل اندازه گیری، متفاوت است. در رگهای بزرگ ، اشباع اکسیژن در حدود 97 درصد است ، در حالی که در رگهای دیگر فقط 75 درصد است. تفاوت ایندو در حقیقت بخشی از اکسیژن است که در بافت آزاد می شود.
استفاده از O2 را می توان از طریق اشباع وریدی نیز ارزیابی کرد. این بدان معناست که چه مقدار از اکسیژن خون به بافت منتقل شده و در آنجا مورد استفاده قرار می گیرد. زمانی که بافت نیاز بیشتری به اکسیژن داشته باشد یا میزان اکسیژن بسیار کم باشد ، استفاده از آن افزایش پیدا می کند.
روش های مختلفی برای اندازه گیری اشباع اکسیژن وجود دارد. خون را می توان از عروق مختلف از طریق کاتتر گرفته و میزان اکسیژن را از طریق تجزیه و تحلیل گازهای خون تعیین کرد. فشار جزئی اکسیژن (pO2) معمولاً در تجزیه و تحلیل گازهای خون داده می شود. این فشار جزئی ارتباط مستقیمی با اشباع اکسیژن دارد.
اغلب از پالس اکسی متری برای تعیین اشباع اکسیژن استفاده می شود. دستگاه اندازگیری شبیه گیره ای است که معمولاً به نوک انگشت یا لاله گوش بسته می شود. در آنجا از طریق جذب نور توسط خون( یعنی ضعیف شدن شدت نور توسط خون) تعیین می شود که چه نسبتی از هموگلوبین با اکسیژن بارگیری شده است.
مقدار اندازه گیری اشباع اکسیژن بر حسب درصد داده می شود.
استفاده از پالس اکسیمتری درخانه ؟
پالس اکسیمتر در پزشکی بسیار مفید و مصارف زیادی دارد. بعنوان مثال در خدمات آمبولانس و همچنین در تشخیص سرپایی و بستری، بیهوشی و مانیتورینگ بیماران بستری از آن استفاده می شود.
علاوه بر این، ورزشکاران و خلبانان هنگام سفر در ارتفاعات از پالس اکسی متر استفاده می کنند که در صورت ابتلاء فرد به بیماری ارتفاع ناشی از کمبود اکسیژن هشدار می دهد.
مقادیر طبیعی اشباع اکسیژن به عنوان بخشی از تجزیه و تحلیل گاز خون یا اندازه گیری با پالس اکسیمتر بین 94 تا 98 درصد است. اشباع صد در صد معمولاً حاصل نمی شود زیرا اتصالات مستقیمی وجود دارد (دراصطلاح شانت نامیده می شود) که خون ، مویرگ های ریوی را دور می زند، به همین دلیل است که بخش کوچکی از خون در تبادل گاز اکسیژن شرکت نمی کند.
کاهش اشباع اکسیژن چه زمانی حیاتی است؟
اشباع خیلی کم اکسیژن ، هیپوکسیژناسیون نامیده می شودکه تحت عنوان هیپوکسمی شناخته شده و یا بعبارت دیگر با کاهش سطح اکسیژن در خون همراه است. در این موارد فشار جزئی اکسیژن در خون و بافت نیز می تواند کاهش پیدا کند.
درجات مختلفی از شدت هیپوکسیژناسیون تعریف شده است:
- متوسط: 90-93 درصد
- هشدار: 85-89 درصد
- شدید: <85 درصد
مقادیر بالای 93 در صد طبیعی تلقی می شود.
مشکل کمبود اشباع اکسیژن آنست که میزان اکسیژن مورد نیاز سلول های بدن بیش از اکسیژن ارائه شده است. نیاز سلول ها بدن به اکسیژن از آنجهت است که بتوانند عملکرد و ساختار خود را حفظ کنند.
اکثر سلول ها فقط برای چند ثانیه قادر به عملکرد بدون اکسیژن هستند. ولیکن بسته به نوع بافت، سلولها می توانند شکل و ساختمان خود را برای چند دقیقه تا چند ساعت حفظ کنند و بنابراین زمانی که اکسیژن دوباره در دسترس قرار گیرد می توانند عملکرد خود را از سر بگیرند. قابل توجه است که بخصوص سلول های مغز و عضله قلب نسبت به کمبود اکسیژن بسیار حساسند و در صورت هیپوکسی بافتی خیلی سریع می میرند.
کاهش اشباع اکسیژن چگونه ایجاد می شود؟
تنفس بسیار سطحی و کم عمق ( Hypoventilation) می تواند سبب کاهش اشباع اکسیژن گردد. نتیجه این امر عدم تکافوی اکسیژن در آلوئول ها برای تبادل گاز است. اختلال در جریان خون در ریه ها نیز ممکن است منجر به اشکال در تبادل گاز اکسیژن شود.
همچنین پنومونی نیز می توان اشباع اکسیژن را کاهش دهد. التهاب، ضخیم شدن دیواره آلوئول را در پی دارد. این امر بنوبه خود سبب افزایش فاصله بین هوا و خون در مویرگ ها و ایجاد محدودیت در عبور ذرات اکسیژن و دی اکسید کربن می گردد. بعبارت دیگراکسیژن کمتری از آلوئول ها وارد خون می شود و اشباع اکسیژن کاهش می یابد.
سایر بیماری هایی که با کاهش اشباع اکسیژن همراه هستند عبارتند از:
- آسم برونش
- بیماری انسداد مزمن ریه (COPD)
- ادم ریوی
- آمبولی ریه
گردش ضعیف خون بافتی و همچنین کم خونی نیز می تواند به صورت هیپوکسی ظاهر شود. در این حالت، اگرچه هموگلوبین به خوبی از اکسیژن اشباع می شود، اما به دلیل گردش ضعیف خون و یا کمبود گلبول های قرمز، در مجموع مقدار کمتری هموگلوبین و به تبع آن اکسیژن کمتری در دسترس بدن قرار می گیرد.. بنابراین در این موارد میزان برداشت ااکسیژن بیشتر و در نتیجه اشباع وریدی کمتر از حد طبیعی است.
در اندازگیری میزان اکسیژن توسط پالس اکسی متر باید به این مسئله توجه داشت که انگشتان بیمار سرد نباشند، زیرا در این موارد گردش خون یقینا ضعیف و لذا نتیجه اندازگیری ایراد خواهد داشت. گرم کردن انگشت و تکرار اندازگیری منطقی است. علاوه بر این قابل توجه است که اشباع اکسیژن در افراد سیگاری اندکی کاهش می یابد.
عملکرد بدن به شدت وابسته به عرضه کافی اکسیژن است. در غیر اینصورت علائم زیر مورد انتظار خواهد بود::
- کاهش ظرفیت تحمل بار
- تنگی نفس
- خستگی و فرسودگی
- تغییر رنگ مایل به آبی لب و پوست (سیانوز)
- غش و بیهوش شدن
چگونه می توان اشباع اکسیژن خون را بهبود بخشید؟
برای این منظور لازم است که علت اشباع کم اکسیژن مشخص شود تا بتوان آن را درمان کرد. در صورت کمبود شدید اکسیژن، دادن اکسیژن از طریق ماسک یا کانولای بینی می تواند مفید باشد. این روش باعث افزایش فشار جزئی اکسیژن در آلوئول ها و تسهیل انتقال از ریه ها به خون می شود که نتیجه آن افزایش اشباع اکسیژن است.
افرادی که مایل هستند تامین اکسیژن بدن خود را بهبود بخشند ، می توانند با تمرینات بدنی و تمرینات تنفسی به آن دست یابند. بدن انسان خود را در سطوح مختلف با بار و فشار تطبیق میدهد، در صورت اجرای تمرینات لازم، جریان خون در ماهیچهها ، ریهها و قلب تقویت میشود، فشار خون کاهش مییابد و حداکثر جذب اکسیژن توسط ریهها به میزان قابل توجهی افزایش پیدا می کند.
افزایش غیر طبیعی اشباع اکسیژن – آیا این امکان پذیر است؟
اشباع اکسیژن نمی تواند از 100 درصد تجاوز کند و حتی در شرایط عادی به این مقدار نیز نمی رسد. ولیکن تجویز اکسیژن در صورت طبیعی بودن اشباع اکسیژن می تواند مضر باشد، زیرا از یک سو با افزایش میزان اکسیژن، میزان دی اکسید کربن در خون که مسئول حرکت تنفسی است، کاهش می یابد واز سوی دیگر، اکسیژن میتواند موجب تولید رادیکالهایی شود که سبب آسیب سلولها و جهش ژنتیکی یا موتاسیون میشوند.
تجویز اکسیژن زیاد در صورت حمله قلبی نیز مضر است و اکسیژن تنها زمانی داده می شود که اشباع زیر 90 درصد باشد.
به طور معمول، اشباع اکسیژن در طول خواب ثابت می ماند. در سندرم آپنه انسدادی خواب (Obstructive sleep apnea syndrome =OSAS)، دیوارههای گلو در طول خواب ریلکس و شل و باریک میشوند. بهمین علت ورودی نای بسته می شود و دیگر امکان تنفس وجود ندارد. این مکث های تنفسی بیش از ده ثانیه طول می کشد و منجر به کاهش قابل توجه اشباع اکسیژن می گردد. درمان با دستگاهی امکان پذیر است که از تنفس شبانه از طریق ماسک پشتیبانی می کند.
در بدو تولد، گردش خون نوزاد تغییر می کند. قبل از آن، جنین اکسیژن مورد نیاز خود را از طریق جفت از مادر دریافت می کند. پس از تولد، نوزاد باید از طریق تنفس نیاز خود به اکسیژن را بر طرف نماید . این مسئله چند دقیقه به طول می انجامد تا نوزاد به اندازه کافی در جریان تنفس طبیعی و اشباع اکسیژن کافی قرار گیرد. اگر هیپوکسی مدت بیشتر بطول انجامد، باید به دنبال عللی مانند نقص قلبی، عفونت، ناهنجاری های ریوی یا آسیب مغزی بود.
در شش ماه اول زندگی، ممکن است که تنفس نوزاد نامنظم باشد و بنابراین اشباع اکسیژن بطورکوتاه مدت کاهش پیدا کند (حدود 90 درصد). این مسئله معمولاً دلیلی برای نگرانی نیست و اغلب نیز مشخص نمی شود.
در کودکان بزرگتر، اشباع اکسیژن مانند بزرگسالان است.