酸素を届ける:SaO2とPaO2の違い

血液ガスをとると必ず、SaO2とPaO2どちらの項目も表示されています。目的、状況に応じてPaO2に着目するべきなのか、SaO2に着目するべきなのかを判断できるようになるため、ここではSaO2とPaO2の違いに関して解説します。

1:酸素供給とは?

組織への酸素供給(DO2: delivery O2)は 、「心拍出量」「ヘモグロビン濃度」「酸素飽和度」の3つの要素で規定されます(具体的な式は下図参照)。

ここで重要なのは上式の具体的な数字の値を覚えることではなく、PaO2の前に”0.0031″という数字がつくことでPaO2の関与を極限まで小さくしている点です。SaO2の前にはこのような数字はついていません。なぜPaO2は酸素供給で重要度が低いのでしょうか?このことを理解するには、酸素がどのように組織に届けられるかを「数式」ではなく「イメージ」で理解することが重要です。

大きな「川」(=血流)が流れており、こちら岸から「向こう岸」(=組織)「荷物」(=酸素)を届ける状況に例えて考えてみます(上図参照)。川にただ「荷物」(=酸素)をぷかぷかうかべていても効率的に向こう岸へは荷物を届けることが出来ません。荷物を効率よく届けるためには「船」(=ヘモグロビン)に乗せて届けることが必要です。

つまり、「川の流れ」(=心拍出量)があり、「荷物」(=酸素)を「船」(=ヘモグロビン)に乗せて届けるということが体の中で酸素を組織に届けるということと合致します。この「川の流れ」・「船」・「荷物」が先に述べた組織への酸素供給の「心拍出量」・「ヘモグロビン」・「酸素」と対応しています。このことを踏まえてSaO2, PaO2に関して以下で考えます。

2:SaO2とは?

SaO2はヘモグロビンにおける酸素飽和度(S=saturation:飽和度、a=artery:動脈血の、O2=oxygen:酸素)を表しており、これは先の例えで表現すると「船(=ヘモグロビン)のうち何隻に荷物(=酸素)が載っているか?」(何%の船に荷物が載っているか?)という意味になります。

SaO2=100%は、全ての船が荷物を積んでいる状態を表します(下図参照)。SaO2=80%は、例えば船5隻のうち4隻に荷物が積んである状態を表しています(下図参照)。

実際に組織への酸素供給へ貢献するのはこの「船に乗った荷物」であり、酸素供給を考える際にはSaO2に着目します。

ちなみに普段測定しているSpO2はSaO2を経皮的に代用して測定しているものです(p=percutaneous:経皮的に)。末梢循環不全や脈波がきちんと拾えない場合はSaO2での正確な評価が必要ですが、SaO2とSpO2に解離がない状況では基本的には酸素供給に関してはSpO2での評価で十分です。

3:PaO2とは?

ではPaO2は何を表しているのでしょうか?PaO2は血中酸素分圧(P=pressure:圧、a=artery:動脈血の, O2=oxygen:酸素)であり、「川にどのくらい荷物があるか」を表しています。これは船に乗っている荷物、船に乗っておらず川でぷかぷか浮いている荷物どちらも合わせて”PaO2″で表現しています。

荷物の数が多いと船は全て埋まってしまい、船に乗ることが出来なかった荷物は川にぷかぷかと浮かぶだけになってしまいます。PaO2=200mmHgの状況を考えるとSaO2=100%であり、下図でみると荷物10個のうち、5個は船に乗っていますが、残り5個は川にぷかぷかと浮いている状態です。先に述べたように船にのっている荷物だけが、きちんと届けられるため、川にぷかぷか浮いている5個の荷物は届けられず、酸素供給には寄与しません。

これがなぜ組織の酸素供給にSaO2が重要で、PaO2が重要でないか(”0.0031″が付いている)の理由です。 PaO2は川にぷかぷか浮いている荷物もカウントしてしまっているため、純粋に届けることが出来る荷物の数を反映していないということです。

ではどのような状況でPaO2を利用するのでしょうか?PaO2は川の荷物の総数を反映しているため、「荷物がどのくらいあるか?」を知りたい場合、つまり「酸素がどのくらい血液にあるか?」を知りたい場合に利用します。具体的には酸素化の指標としてはSaO2ではなく、PaO2を利用します。酸素投与を行っている状況での酸素化指標としてP/F ratioがありますが、ここでSaO2ではなくPaO2を利用しているのはこのためです(S/F ratioではないですよね)。

4:SaO2とPaO2の関係 酸素解離曲線

次にSaO2とPaO2の関係を解説します。両者の関係は「酸素解離曲線」で表現されます。基本的には「PaO2が上昇すればSaO2が上昇する」関係にあります。

ちなみに” 40-50-60-70-80-90 rule”というPaO2とSaO2の関係を覚える方法があり参考にしてください(実際には70のところは”75″であるが、覚えやすいために70としている)。 PaO2の40,50,60(mmHg)とSaO2の75,80,90(%)が対応しています。

先の「PaO2は酸素がどのくらい血液にあるかを反映している 」という点に関して酸素解離曲線を用いて考えてみます。SaO2が100%近くになると曲線はプラトーに達してしまいます。このため、PaO2が例えば200mmHgから100mmHgに低下してもSaO2はほとんど変化しなくなってしまいます(下図参照)。組織への酸素供給の点からはほとんど変化はないことになりますが(SaO2は変わらないので)、実際には血中の酸素量は変化しています。つまり、SaO2を酸素化の指標とすると酸素化が低下している病態を見逃してしまう恐れがあるということです。そのため、酸素化の指標としてはPaO2が優れています。

5:SaO2とPaO2をどのように使い分けるか?

ここまでのことをまとめると、川の例えで考えると「荷物をどの程度届けることができるか?」を最も反映しているのは”SaO2“であり、「荷物が純粋にどの程度川にあるか?」を反映しているのが”PaO2“だということになります。

組織への酸素供給を知りたい場合は”SaO2″に注目し、血中にどの程度酸素があるかを知りたい場合は”PaO2″に注目します。この点を意識して血液ガスを読むとより病態に即した考えをすることが出来ると思います。

“酸素を届ける:SaO2とPaO2の違い” への9件の返信

  1. ありがとうございます。
    SaO ₂とPaO₂の違いについて読ませていただきました。

    今までいろいろな専門書を読んできましたが、とても分かりやすく、‘’かゆいところに手が届いた‘’感じです‼
    何度も読み返したいので、自宅用にプリントアウトをさせて頂きたいのですが可能でしょうか?

    1. 記事をお読みいただき、また励みになるコメントを頂き大変ありがとうございます。
      もちろんでございます。プリントしていただき全く問題ございません。
      また何かご疑問点などございましたら教えて頂けますと幸いです!

      1. SaO2とPaO2の違いについて読ませていただきました!
        とても参考になる記事で物凄くわかりやすかったです!
        ここで使われている画像を使わせていただきたいのですが可能でしょうか?

        1. 記事をお読み頂きまた励みになるコメント頂き大変ありがとうございます。
          返事が遅くなってしまい大変申し訳ございません。
          画像使用していただいて大丈夫でございます。お手数ですがその際引用元だけご明記いただけますと幸いです。
          事前のご連絡大変ありがとうございました!

  2. 大変分かり易く、頭が整理でき、とても助かっています。
    PaO2に関して、ご教示いただきたいことがあります。
    PaO2は血漿に溶解している酸素の分圧、と説明されている書物があるのですが、血液ガス分析で測定している対象は溶解酸素、しかしながらPaO2とSaO2の関係から、結果としてヘモグロビンと結合した結合酸素も含めて血中にどくのくらい酸素があるかの指標となる、そう理解して良いのでしょうか?

    1. 記事をお読みいただき、またコメントいただき大変有り難うございます。
      ご指摘頂いたPaO2は「ヘモグロビンと結合した結合酸素も含めて血中にどくのくらい酸素があるかの指標となる」というご理解で間違いないと思います。
      ご指摘の通り測定している単位自体は「分圧」なのですが、意味として解釈する際には「どのくらい酸素があるか?」と言い換えて理解されて問題ないと思います。

  3. ありがとうございます!
    酸素療法は如何にイメージできるかがkeyだと思っていたところ色々と壁にぶつかっていました。記事を読ませていただき、また質問にも返信いただき、大変助けられています!

    1. こちらこそ大変有り難うございます!
      また何かご疑問点ございましたら是非教えていただければと思います。
      よろしくお願い申し上げます。

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