zawartość dwutlenku węgla (CO2)
Regulacja ilości dwutlenku węgla (CO2) we krwi, a dokładniej stosunku stężenia wodorowęglanu do rozpuszczonego dwutlenku węgla, jest niezbędna do utrzymania równowagi kwasowo-zasadowej. CO2 jest głównym wyznacznikiem pH krwi ze względu na jego konwersję do kwasu węglowego. Wraz ze wzrostem stężenia CO2 wzrasta również stężenie jonów wodorowych (H+). Szybkość oddychania, która jest kontrolowana przez wrażliwe chemoreceptory CO2 w pniu mózgu i tętnicy szyjnej, zwiększa się, jeśli pCO2 rośnie i zmniejsza się, jeśli pCO2 maleje. Zwiększona częstość oddechów skutkuje zwiększoną szybkością eliminacji CO2, a zmniejszona częstość oddechów sprzyja zatrzymywaniu CO2. Niski poziom CO2 może być związany z kwasicą metaboliczną lub wyrównaną zasadowicą oddechową. Wysoka zawartość CO2 może być związana z zasadowicą metaboliczną lub wyrównaną kwasicą oddechową.
wszystkie komórki zależą od metabolizmu tlenowego do wytwarzania energii w postaci ATP. Podczas tego procesu mitochondria zużywają tlen i wytwarzają dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla dyfunduje z mitochondriów do cytoplazmy komórkowej, przez błonę komórkową i do sieci naczyń włosowatych. Jest transportowany przez krew do płuc w celu wydalania w wydychanym powietrzu.
niewielka część CO2 pozostaje fizycznie rozpuszczona w osoczu krwi, a jeszcze mniejsza część wiąże się z końcowymi grupami NH2 (aminowymi) białek osocza, tworząc związki karbamino. Jednak większość dyfunduje gradient stężenia w krwinkach czerwonych, gdzie niewielka frakcja pozostaje rozpuszczona w cytoplazmie, a niektóre są luźno związane z aminowymi grupami końcowymi zmniejszonej hemoglobiny, tworząc karbamino-Hb. Większość dwutlenku węgla docierającego do krwinek czerwonych jest szybko uwodniona do kwasu węglowego przez enzym anhydrazę węglową. Przy fizjologicznym pH prawie wszystkie (? 96 %) tego kwasu węglowego dysocjuje do jonów wodorowęglanowych i wodorowych:
gdy czerwone krwinki docierają do krążenia płucnego, dwutlenek węgla dyfunduje z krwi do pęcherzyków płucnych. Ta utrata dwutlenku węgla z krwi sprzyja odwróceniu reakcji czerwonych krwinek opisanej powyżej. Wodorowęglan przechodzi z osocza do krwinek czerwonych, buforując jony wodorowe uwalniane z hemoglobiny, ponieważ jest natleniany. Odwrócenie reakcji anhydrazy węglanowej powoduje wytwarzanie CO2, który dyfunduje z czerwonych krwinek do osocza i ostatecznie do pęcherzyków płucnych. Mieszana krew żylna docierająca do płuc ma całkowitą zawartość CO2 23.5 mEq/l podczas gdy krew tętnicza opuszczająca płuca ma całkowitą zawartość CO2 21,5 mEq/L.
podsumowując, większość dwutlenku węgla jest transportowana jako osocze wodorowęglanowe, ale istnieją trzy inne sposoby transportu CO2:
- 90 % jest transportowany w postaci wodorowęglanu w osoczu (65 %) i krwinek czerwonych (25 %)
- 5 % jest transportowany fizycznie rozpuszczony w osoczu i cytoplazmie krwinek czerwonych
- 5% jest transportowany luźno związany z hemoglobiną i białkami osocza
- < 0.1 % jest transportowane jako kwas węglowy
całkowita zawartość dwutlenku węgla we krwi jest sumą tych czterech składników.
Analiza gazów krwi tętniczej obejmuje trzy parametry związane z zawartością dwutlenku węgla we krwi.
- ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla (pCO2)
- stężenie wodorowęglanu w osoczu (HCO3 -)
- stężenie całkowite dwutlenku węgla (ctCO2)
z tych trzech, tylko bloopco2 jest faktycznie mierzony podczas analizy gazowej krwi, pozostałe dwa są obliczane na podstawie pCO2 i pH. Całkowite stężenie dwutlenku węgla może być również mierzone w osoczu lub surowicy metodami chemicznymi i jest zawarte we wszystkich panelach chemicznych zawierających elektrolity.
ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla (pCO2) jest miarą ciśnienia wywieranego przez tę małą część (? 5 %) całkowitego dwutlenku węgla we krwi, który rozpuszcza się w fazie wodnej osocza i cytoplazmy komórek krwi. Pomiar odbywa się przy użyciu elektrody pH właściwej dla CO2. W zdrowiu pCO2 krwi tętniczej utrzymuje się w zakresie 35-45 mm Hg; pCO2 krwi żylnej jest nieco wyższa, 41-51 mmHg.
większość dwutlenku węgla (90%) transportowana jest we krwi jako wodorowęglan osocza. Ten parametr jest obliczany. W zdrowiu wodorowęglan osocza tętniczego utrzymuje się w granicach 21-28 mEq / L. wodorowęglan żylny jest nieco wyższy przy 24-30 mEq / L.
całkowita zawartość dwutlenku węgla jest obliczana podczas analizy gazów we krwi jako suma wszystkich form dwutlenku węgla. Rozpuszczony CO2 przyczynia się około 1,2 mEq / l do całkowitego CO2 w osoczu krwi tętniczej, wyjaśniając, dlaczego ctCO2 jest zwykle o wiele wyższy niż wodorowęglan osocza. Zakres odniesienia ctCO2 wynosi 23-29 mEq/l we krwi tętniczej. Wartości krytyczne to <10 mEq/L i >40 mEq / L.
chociaż Ctco2 i wodorowęglan dostarczają zasadniczo równoważnych informacji, wodorowęglan jest niezmiennie używany w połączeniu z pH i pCO2 do oceny stanu kwasowo-zasadowego.Wartość kliniczna obliczonego ctCO2 wygenerowanego podczas analizy gazu we krwi jest ograniczona.
w przeciwieństwie do wodorowęglanu, którego nie można zmierzyć, ctCO2 można zmierzyć chemicznie i ten parametr jest rutynowo dołączany do elektrolitów. Ponieważ elektrolity są zamawiane znacznie częściej niż gazy krwi tętniczej, pomiarctco2 jest często pierwszym wskaźnikiem zaburzeń równowagi kwasowo-zasadowej. Dla wszystkich praktycznych celów ctCO2 i wodorowęglan są równoważne, ale można zaobserwować różnicę 2-3 mEq / l. Główną różnicą jest to, że elektrolity są zwykle mierzone na krwi żylnej i gazy krwi na krwi tętniczej, więc istnieje 1-2 mEq / l ze względu na różnicę tętniczo-żylną. Istnieje dodatkowa różnica potencjałów wynosząca 1,5 mEq/l z powodu włączenia rozpuszczonego CO2 i kwasu węglowego do pomiaru CO2. Różnica ta zakłada jednak, że rozpuszczony dwutlenek węgla nie jest tracony do atmosfery przed analizą, ale często nie jest to przypadek, ponieważ próbki elektrolitu nie są przetwarzane beztlenowo. Ponieważ otaczające powietrze zawiera mniej CO2 niż krew, istnieje tendencja do utraty rozpuszczonego CO2 z Próbki, jeśli rury są pozostawione bez pokrycia. Jeśli tak się stanie, zmierzony CO2 może zmniejszyć się z szybkością 6 mEq / h. natomiast obliczony wodorowęglan nie jest związany z tym samym ryzykiem zmian przedanalitycznych, ponieważ analizy gazów krwi są pobierane beztlenowo z minimalnym opóźnieniem.
