PaO2の正常値はなぜ90～95mmHgなの？

学校で「PaO₂(動脈血酸素分圧)は90～95mmHg」と習うと思います。

でも、なんでPaO₂=90～95mmHgになるか知っていますか？

ここでは、なぜPaO₂が90～95mmHgになるのか、4つのステップを踏みながら見ていきましょう。

暗記事項はただ覚えるのではなく、理屈を理解することが大事です。

1.大気中酸素分圧(PO₂)の正常値

一般的に、私たちが住む生活圏の大気中の酸素濃度は21%ですね。

大気圧(1気圧)は760mmHgなので、PO2は

PO₂=760mmHg×0.21=160mmHgと求められます。

2.吸入気酸素分圧(P_iO2)の正常値

「吸入気」というのは、吸い込む空気＝気道内の空気のことです。

P_iO₂はどれくらいでしょうか。

先ほど、大気圧は760mmHgで考えました。

しかし、気道の中は体温で温められているので、気道内に入った大気の一部は水蒸気になってしまうのです。その水蒸気になってしまうのは760mmHg中47mmHg。この47mmHgという数値は決まっているものなので、しっかり覚えておきましょう。

だから、呼吸器界隈での大気圧の計算は、水蒸気になってしまう分の圧力を予め引いて、760-47=713mmHgと計算するのです。

よって、実際に吸う酸素の圧力は

P_iO₂=(760-47)×0.21=約150mmHg

と求められます。

PO₂より10mmHgだけ低くなっていますね。

ちなみに、ここでは酸素濃度として「0.21」をかけましたが、吸入する酸素濃度によって数値は変わってきます。

人工呼吸器をつけている患者さんは、吸入酸素濃度(F_iO₂)は必ずしも21%とは限りません。

3.肺胞気酸素分圧(P_AO₂)の正常値

P_AO₂というのは、肺胞気酸素分圧のこと。口から入って、気道を通って、肺胞に到達した時の酸素分圧のことです。

肺胞内のO₂が、肺動脈から急激に排出されるCO₂に押されるのと同時に、肺胞気のO₂も血液中に溶け込んでいきます。その結果、P_AO₂はP_iO₂より低くなってしまうのです。

P_AO₂は「肺胞気式」という式で求めることができます。

(760-47)×F_iO₂というのは、先ほど求めたP_iO₂ですね。

PaCO₂/0.8というのは、肺胞から血液へと溶け込んでいく酸素分圧のことです。

 「0.8」は呼吸商といいます。

※呼吸商・・・生成されたCO₂量をO₂量で割ったもの

呼吸商でPCO₂を割れば、PCO₂をPO₂に換算することができます。 

F_iO₂=21%だとすると、PaCO₂の正常値は40mmHgなので、

P_AO₂=(760-47)×0.21-40/0.8=100mmHg

となります。

4.PaO₂の正常値

結論から言うと、PaO₂の正常値は90～95mmHgです。普通に考えれば、肺胞の中にある酸素がそのまま血管に吸収されるはずなので、PaO₂も100mmHgとなるはずです。

なぜP_AO₂と差が出てくるのでしょうか。

実は、肺胞→血管の間には、ガス交換に関わらない「A-aDO2」という部分が存在します。

そのため、PaO₂はP_AO₂より数mmHg小さい90～95mmHgとなるのです。

なので、100mmHgの酸素分圧全てが移動するわけではありません。

A-aDO2についてはまた別の記事で紹介しますね。