Есть принцип

Чтобы узнать о законе диффузии, см. Закон диффузии Фика .

Принцип Фика гласит, что приток крови к органу можно рассчитать с помощью маркерного вещества, если известна следующая информация:

• Количество маркерного вещества, поглощаемого органом в единицу времени
• Концентрация маркерного вещества в артериальной крови, снабжающей орган
• Концентрация маркерного вещества в венозной крови, покидающей орган

Принцип Фика , разработанный Адольфом Ойгеном Фиком (1829–1901), был применен для измерения сердечного выброса . Ее основополагающие принципы также могут применяться в различных клинических ситуациях.

В оригинальном методе Фика «органом» было все человеческое тело, а маркерным веществом — кислород. Первое опубликованное упоминание было в материалах конференции от 9 июля 1870 года из лекции, которую он прочитал на этой конференции; именно эта публикация чаще всего используется в статьях для цитирования вклада Фика. Этот принцип можно применять по-разному. Например, если известен приток крови к органу, а также артериальная и венозная концентрации маркерного вещества, можно затем рассчитать поглощение маркерного вещества органом.

Переменные

В оригинальном методе Фика измеряются следующие переменные:

• V̇O ₂ , потребление кислорода в мл чистого газообразного кислорода в минуту. Это можно измерить с помощью спирометра в замкнутом контуре возвратного дыхания, включающем CO _{2 .} поглотитель
• C _a , содержание кислорода в крови, взятой из легочной вены (представляет собой насыщенную кислородом кровь = артериальную кровь )
• Cv _канюли , содержание кислорода в крови из внутривенной ( представляет собой дезоксигенированную кровь)

Уравнение

Из этих значений мы знаем, что:

${\ce {{\dot {V}}O2}}=(CO\times \ C_{a})-(CO\times \ C_{v})$

где

• CO = сердечный выброс
• C _a = Содержание кислорода в артериальной крови
• C _v = содержание кислорода в смешанной венозной крови

Это позволяет нам сказать

$CO={\frac {\ce {{\dot {V}}O2}}{C_{a}-C_{v}}}$

и, следовательно, рассчитать сердечный выброс.

что ( Ca _{Обратите внимание ,} – Cv ₎ также известен как артериовенозная разница кислорода .

Предполагаемая решимость Фика

В действительности этот метод используется редко из-за сложности сбора и анализа концентраций газов. Однако, используя предполагаемое значение потребления кислорода, можно точно аппроксимировать сердечный выброс без трудоемкого и трудоемкого измерения потребления кислорода. Иногда это называют предполагаемым определением Фика.

Обычно используемое значение потребления O ₂ в состоянии покоя составляет 125 мл O ₂ в минуту на квадратный метр поверхности тела .

Основополагающие принципы

Принцип Фика основан на наблюдении, что общее поглощение (или высвобождение) вещества периферическими тканями равно произведению притока крови к периферическим тканям и разности артериально-венозных концентраций (градиента) вещества. При определении сердечного выброса наиболее часто измеряемым веществом является содержание кислорода в крови, что дает артериовенозную разницу кислорода, а рассчитываемый поток представляет собой поток через легочную систему. Это дает простой способ расчета сердечного выброса:

${\text{Cardiac Output}}={\frac {\text{oxygen consumption}}{\text{arteriovenous oxygen difference}}}$

При отсутствии внутрисердечного шунта легочный кровоток равен системному кровотоку. Измерение содержания кислорода в артериальной и венозной крови включает забор крови из легочной артерии (низкое содержание кислорода) и из легочной вены (высокое содержание кислорода). На практике забор периферической артериальной крови является заменой легочной венозной крови. Определение потребления кислорода периферическими тканями более сложное.

Расчет концентрации артериального и венозного кислорода в крови представляет собой несложный процесс. Почти весь кислород в крови связан с гемоглобина молекулами в эритроцитах . Измерение содержания гемоглобина в крови и процента насыщения гемоглобина (насыщения крови кислородом) является простым процессом и легко доступно врачам. Учитывая тот факт, что каждый грамм гемоглобина может переносить 1,34 мл О : ₂ , содержание кислорода в крови (артериальной или венозной) можно оценить по следующей формуле

${\text{Oxygen Content of blood}}=\left[{\text{Hb}}\right]\left({\text{g/dl}}\right)\ \times \ 1.34\left({\text{mL}}\ {\ce {O2}}/{\text{g of Hb}}\right)\times \ O_{2}^{\text{saturation fraction}}+\ 0.0032\ \times \ P_{{\ce {O2}}}({\text{torr}})$

Принимая концентрацию гемоглобина 15 г/дл и сатурацию кислорода 99%, концентрация кислорода в артериальной крови составляет примерно 200 мл О ₂ на л.

Насыщение смешанной венозной крови в норме составляет примерно 75%. Используя это значение в приведенном выше уравнении, концентрация кислорода в смешанной венозной крови составляет примерно 150 мл O ₂ на л.

Следовательно, используя предполагаемое определение Фика, приблизительный сердечный выброс для среднего человека (1,9 м3) составляет:

Сердечный выброс = ( 125 мл O ₂ /мин × 1,9) / ( 200 мл O ₂ /л − 150 мл O ₂ /л) = 4,75 л / мин

Сердечный выброс также можно оценить с помощью принципа Фика, используя выработку углекислого газа в качестве маркерного вещества.

Использование в физиологии почек

Этот принцип также можно использовать в физиологии почек для расчета почечного кровотока .

В этом контексте измеряется не кислород, а такой маркер, как парааминогиппурат . Однако принципы по сути те же.

Внешние ссылки

• Обзор на cvpsyology.com