Q:肺胞気式を説明せよ!

A:肺胞気式とは、肺胞における酸素分圧(PAO2)を求めるための計算式で以下で表されます。

  PAO2=(760 - 47)×FIO2 - PaCO2/R

これを無理やり覚えるのではなく、一つひとつの項が何を意味しているのかを理解しながら見ていくと、記憶にとどまりやすく頭に入りやすくなります。

① 地表での大気圧は 760 mmHg です。天気予報などの気象情報では 1013 mbar(ミリバール)と別の単位で表現されます。

② 吸入されたガスは、上気道内で加温・加湿されて肺の奥深くへと入っていきます。つまり、急速に水蒸気で飽和されるために、酸素が保持できる最大分圧は飽和水蒸気圧によって 760 mmHg から 47 mmHg 分だけ低下して 713 mmHg となってしまうのです。ここで体温 37 ℃における飽和水蒸気圧は 47 mmHg です。

③ 吸入酸素濃度を FIO2 とすると、
 上気道内における酸素が占める分圧=吸入酸素分圧(PIO2)は、
 PIO2=(760 - 47)×FIO2
 という式で表現できます。
 
④ さらに、この吸入ガスが肺の奥深く、血液に接した肺胞レベルに達すると、肺毛細血管側から急速に二酸化炭素が湧出してくると同時に、それと交換に肺胞気の酸素が血液側へと吸収されてしまい、吸入酸素分圧はさらに低下します。この時、肺胞二酸化炭素分圧(PACO2)は、PaCO2 にほぼ等しく、二酸化炭素と酸素は、呼吸商(R)と呼ばれる比で交換されます。
画像

結局、肺胞における酸素分圧は、

   PAO2=(760 - 47)×FIO2 - PaCO2/R
 という式で表現されることになります。

呼吸商(R)とは、二酸化炭素と酸素の交換率で、通常の食生活では 0.8 とされています。
 呼吸商(R)= 単位時間当たりの二酸化炭素排出量 ÷ 単位時間当たりの酸素消費量

「呼吸商」を覚えるときに、酸素が上(分子)だったっけ? 二酸化炭素が上(分子)だったっけ? と迷うことがありますが、「吐く(呼出する)のは二酸化炭素で、吸うのは酸素」なので、
『「二酸化炭素)」を「酸素)」で「割った)」したもの』
と覚えれば迷うことがありません。

呼吸商については、Wikipedia に詳しい解説があります。

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