Rovnice alveolárních plynů

Jak již víme, tak jedním z faktorů difuze plynů přes alveolokapilární membránu je gradient mezi alveolárním vzduchem a protékající krví. Čím je tento gradient větší tím je přenos rychlejší. Rovnice alveolárních plynů nám pomáhá odhadnout parciální tlak kyslíku v alveolu a získat tak informace o tom jaký gradient pro kyslík je mezi alveolem a přitékající krví.

Do rovnice vstupuje několik proměnných, které můžeme snadno měřit.

  • FiO2 – frakce kyslíku
  • Pb – barometrický tlak
  • Psvp water – tlak vzduchu nasyceného vodními parami
  • PaCO2 – parciální tlak CO2 v arteriální krvi
  • R – respirační kvocient
  • PAO2 – parciální tlak kyslíku v alveolu

Samotná rovnice vypadá takto:

PAO2 = FiO2 (Pb- Psvp water) – PaCO2/R

doplněno číselnými údaji pro typického člověka dýchajícího pokojový vzduch:

PA02 = 20,93 (101,325 – 6,3) – 5,3/0,8 -> PAO2= 13,3 kPa

Což znamená, že parciální tlak kyslíku v alveolu se odvíjí zejména od frakce kyslíku ve vdechovaném vzduchu (FiO2 (Pb- Psvp water)), od barometrického tlaku a velikosti alveolární ventilace.

  1. frakce vdechovaného 02
    • zvýšení FiO2 povede i ke zvýšení PAO2
    • zvýšení PAO2 vede i ke zvýšení alveolokapilárního gradientu a ulehčení difuze (Fickův zákon)
  2. barometrický tlak
    • barometrický tlak u hladiny moře suchého vzduchu činí 101,325 kPa
    • ve vyšší nadmořské výšce barometrický tlak klesá
    • z rovnice vyplývá, že pokles v Pb povede rovněž k poklesu v PAO2
    • pokles v PAO2 znamená nižší alveolokapilární gradient a tedy zpomalení difuez O2 přes alveolokapilární membránu
  3. velikost alveolární ventilace
    • vzhledem k tomu, že CO2 prochází přes alveolokapilární membránu velmi snadno tak jeho hladina v arteriální odráží velikost alveolární ventilace
      • lze tedy říci, že čím je PaCO2 vyšší tím je alveolární ventilace nižší a naopak tedy čím je PaCO2 nižší tím je alveolární ventilace větší
    • pokles PaCO2 (hyperventilace) tedy dle rovnice povede k nárůstu PAO2
    • nárůst PaCO2 (hypoventilace) analogicky povede k poklesu PAO2 a tedy ke snížení alveolokapilárního gradientu a zpomalení difuze kyslíku

Do rovnice alveolárních plynů vstupuje ještě respirační kvocient R. Respirační kvocient je funkce která upravuje podíl mezi produkcí CO2 a spotřebou O2. Tato hodnota se liší u různých diet. Pro středoevropskou dietu je R 0,8. Pro čistě proteinovou dietu je R 0,9 a pro čistě tukovou dietu je R 0,7. V praxi tedy uvažujeme R nejčastěji jako středoevropskou vyváženou dietu a tedy R=0,8.