2) общую гиповентиляцию легких
3) нарушение вентиляционно-перфузионного отношения (+)
4) нарушение диффузии газов через альвеолярно-капиллярную мембрану
Нарушение вентиляционно-перфузионного отношения является наиболее частым механизмом гипоксемии при заболеваниях органов дыхания. В норме вентиляция и кровоток в различных участках лёгких относительно согласованы, что обеспечивает эффективное поступление кислорода в артериальную кровь. При снижении вентиляции на фоне сохранённой перфузии формируются участки с низким отношением V/Q: кровь проходит через недостаточно аэрируемые альвеолы и покидает лёгкие с низким содержанием кислорода. Неравномерность V/Q характерна для хронической обструктивной болезни лёгких, бронхиальной астмы, пневмонии, отёка лёгких и интерстициальных заболеваний.
Гипоксемия вследствие V/Q-несоответствия сопровождается увеличением альвеолярно-артериального градиента по кислороду и обычно заметно уменьшается при ингаляции кислорода. Компенсаторная гипервентиляция относительно нормально функционирующих альвеол не устраняет гипоксемию полностью, поскольку гемоглобин в этих участках уже почти максимально насыщен кислородом и не может существенно компенсировать недостаточную оксигенацию крови из зон с низким V/Q. Поэтому данный механизм является более значимым, чем изолированное снижение парциального давления кислорода в смешанной венозной крови, которое лишь усиливает гипоксемию при уменьшении доставки кислорода к тканям.
Диффузионное ограничение возникает при утолщении альвеолярно-капиллярной мембраны или уменьшении её эффективной площади и особенно проявляется при физической нагрузке. Общая гиповентиляция также может снижать PaO₂, но обычно сопровождается гиперкапнией и нормальным альвеолярно-артериальным градиентом. Таким образом, оценка PaO₂, PaCO₂, альвеолярно-артериального градиента и реакции на кислород помогает определить ведущий механизм нарушения газообмена.
| Механизм гипоксемии | Патофизиологическая основа | PaCO₂ | Альвеолярно-артериальный градиент по O₂ | Реакция на ингаляцию O₂ |
|---|---|---|---|---|
| Нарушение V/Q | Неравномерное соотношение вентиляции и перфузии; преимущественно перфузия плохо вентилируемых альвеол | Нормальный или сниженный; при тяжёлом состоянии может повышаться | Повышен | Обычно значительное улучшение |
| Альвеолярная гиповентиляция | Снижение общей альвеолярной вентиляции при недостаточном поступлении свежего воздуха | Повышен, часто с респираторным ацидозом | Нормальный или близкий к нормальному | Улучшение PaO₂, но сохраняется гиперкапния |
| Внутрилёгочный шунт | Перфузия невентилируемых альвеол или прямое попадание венозной крови в артериальный кровоток | Нормальный или повышенный | Резко повышен | Ограниченное, особенно при большом шунте |
| Диффузионное ограничение | Утолщение альвеолярно-капиллярной мембраны или уменьшение площади газообмена | Обычно нормальный или сниженный | Повышен, особенно при нагрузке | Как правило, хорошее |
| Низкое содержание O₂ во вдыхаемом воздухе | Снижение атмосферного или кислородного давления, например на большой высоте | Часто снижен вследствие гипервентиляции | Обычно не повышен | Выраженное улучшение |
| Снижение PvO₂ | Уменьшение содержания кислорода в смешанной венозной крови при низком сердечном выбросе, анемии или повышенном потреблении O₂ | Не является самостоятельным определяющим признаком | Не характеризует первичную причину | Зависит от основного механизма гипоксемии |
Для количественной оценки используют газовый состав артериальной крови и расчёт альвеолярно-артериального градиента по кислороду. При V/Q-несоответствии важны также данные пульсоксиметрии в покое и при нагрузке, а причина нарушения уточняется с помощью спирометрии, рентгенографии или компьютерной томографии лёгких. Выраженная гипоксемия требует коррекции основного заболевания и подбора кислородотерапии с контролем PaO₂ и PaCO₂. Одновременно необходимо учитывать риск гиперкапнии у пациентов с тяжёлой бронхиальной обструкцией.