Kyslíková kaskáda popisuje vývoj parciálního tlaku kyslíku během jeho cesty z atmosféry až k mitochondrii a do žilní smíšené krve.

Jednotlivé stupně kyslíkové kaskády

• Atmosferický vzduch – (suchý vzduch v nulové nadmořské výšce)
  • barometrický tlak je 101,325 kPa a FiO2 = 20,932% -> PO2 = Pb x FiO2 -> PO2 = 101,325 x 20,932 -> PO2 = 21,2 kPa (parciální tlak kyslíku atmosféry)
  • vlhký vzduch má nižší PO2 protože je obohacen o vodní páry
• Trachea – vdechovaný vzduch než dojde ke karině trachei, tak se obohatí také o vodní páry, tím se sníží parciální tlak kyslíku a to na 19,9 kPa
  • tlak vodních par je 6,3 kPa -> PO2 = (Pb – Ppar)x FiO2 -> PO2 = (101,325 – 6,3)x 20,932 -> PO2 = 19,9 kPa (parciální tlak kyslíku na úrovni kariny)
• Alveoli – zde je parciální tlak kyslíku závislý na vdechované frakci kyslíku, atmosferickém tlaku a velikosti alveolárního prostoru, za běžných podmínek je však tlak 13,3 kPa
  • tento vztah detailněji popisuje rovnice alveolárních plynů viz. zde
  • PaO2 = FiO2 x (Pb – Ppar) – PaCO2/R -> PaO2 = 20,932 x (101,325 – 6,3) – 5,3/0,8 -> PaO2 = 13,3 kPa (paricální tlak kyslíku v alveolu)
• Tepenná krev – za fyziologických podmínek dochází k ekvilibraci mezi alveolem a plicní kapilárou -> PAO2 = 13,3 kPa, fyziologicky je počítána venózní příměs mezi 2- 5% a parciální tlak kyslíku v arteriální krvi se tedy sníží na 13,0 kPa
  • tento stav však může být odlišný a to pokud
    • je tlustší alveolo kapilární membrána -> pomalejší difuze kyslíku -> nedojde k ekvilibraci mezi alveolem a plicní kapilárou -> nižší PAO2
    • plicní zkraty a jejich venózní příměs -> naředění oxygenované krve deoxygenovanou -> způsobí rovněž pokles v parciálním tlaku kyslíku tepenné krve
    • nepoměr mezi ventilací a perfuzí -> rovněž vznikne venózní příměs a sníží se tak paricální tlak kyslíku v tepenné krvi
• Kapilární krev – zde je kyslík čerpán tkáněmi a parciální tlak tak rychle klesá, ne však všechna krev proudí skrze kapiláry, část krve obchází kapíláry a vtéká do venózního systému cestou arteriovenózních anastomóz
  • parciální tlak kyslíku (PO2) tak v kapilárách klesá progresivně od arteriální části k části venózní
• Mitochondrie – zde je parciální tlak kyslíku nejnižší a odvíjí se od metabolické aktivity tkáně
  • čím je tkáň metabolicky aktivnější -> tím je parciální tlak kyslíku nižší -> čímž se zvyšuje gradient mezi mitochondrií a kapilárou -> a to vede k urychlení difuze kyslíku
  • průměrná hodnota PO2 v mitochondrii se uvádí 1 kPa
• Smíšená žilní krev – obsahuje jak krev přitékající z kapilár tak krev přitékající cestou arterio- venózních malformací, paricální tlak kyslíku je tak vyšší než v krvi kapilární a než v mitochondriích, průměrná hodnota ve smíšené venózní krvi se uvádí 6,3 kPa

Použité zkratky

• PO2 – parciální tlak kyslíku
• PaO2 – parciální tlak kyslíku v alveolu
• PAO2 – parciální tlak kyslíku arteriální krve
• Pb – barometrický tlak v nulové atmosferické výšce
• Ppar – barometrický tlak vodních par
• PaCO2 – parciální tlak CO2 v alveolu
• R – respirační kvocient (0,8)
• FiO2 – frakce kyslíku ve směsi