2) 15,1
3) 21 (+)
4) 25
Нормальное содержание кислорода в атмосферном воздухе составляет около 20,93 об.%, что в клинической и учебной практике округляют до 21 об.%. Это соответствует фракции вдыхаемого кислорода (FiO2) 0,21. Остальную часть сухого воздуха преимущественно составляет азот, поэтому значение 21% характеризует нормальную газовую среду при дыхании атмосферным воздухом.
Физиологическое значение имеет не только объемная доля кислорода, но и его парциальное давление. При увлажнении воздуха в дыхательных путях до температуры тела водяной пар создает давление около 47 мм рт. ст.; поэтому при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. парциальное давление кислорода во вдыхаемой смеси составляет примерно: (760 − 47) × 0,21 ≈ 150 мм рт. ст. Этот показатель формирует диффузионный градиент для перехода кислорода из альвеол в кровь.
Концентрация кислорода в выдыхаемом воздухе ниже, поскольку часть O2 поглощается в легких, а углекислый газ выделяется в обратном направлении. При изменении высоты над уровнем моря процентное содержание кислорода в атмосферном воздухе остается примерно тем же, но снижается общее барометрическое и, соответственно, парциальное давление O2. В клинической практике для оценки дыхательной поддержки используют FiO2 совместно с PaO2, сатурацией гемоглобина и клиническими признаками гипоксемии.
| Газовая среда или режим дыхания | FiO2, об.% | Ориентировочная характеристика | Физиологическое значение |
|---|---|---|---|
| Сухой атмосферный воздух | 20,93 | Нормоксическая газовая смесь | Стандартная среда для дыхания на уровне моря |
| Вдыхаемый воздух после увлажнения в дыхательных путях | ≈20,93 | FiO2 не меняется, но появляется водяной пар | Парциальное давление O2 снижается примерно до 150 мм рт. ст. при нормальном атмосферном давлении |
| Альвеолярный газ | ≈13–14 | Содержит меньше O2 и больше CO2, чем вдыхаемый воздух | Результат газообмена и постоянного поступления CO2 из крови |
| Выдыхаемый воздух | ≈15–17 | Часть кислорода извлечена тканями | Снижение содержания O2 отражает его потребление организмом |
| Гипоксическая газовая смесь | <21 | FiO2 ниже атмосферной | Может вызывать гипоксемию, особенно при нарушении вентиляции или диффузии |
| Кислородообогащенная смесь | >21 | Используется при кислородной терапии | Повышает доступность O2, но при длительной высокой концентрации возможна кислородная токсичность |
Таким образом, 21 об.% — общепринятое нормативное значение кислорода в атмосферном воздухе. Оно относится к объемной доле газа, а не непосредственно к уровню кислорода в артериальной крови. Газообмен зависит от FiO2, атмосферного давления, вентиляции, диффузионной способности легких и кровотока. Поэтому одинаковая концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе может обеспечивать разное парциальное давление O2 в различных условиях.