Keywords
高酸素血症; Hemorheology; Perfusion; Viscosity; Aggregation; Deformability
集中治療室（ICU）では長年にわたり低酸素血症の予防や治療に酸素療法が頻繁に使用されてきました。 酸素療法は、血液ガス、臓器不全の指標、低酸素の進行を示す生理学的所見などから、患者の酸素需要を予測することができる。 しかし，酸素の有害作用を避けつつ低酸素血症を克服するために，患者に投与すべき分画吸入酸素（FiO2）の比率については議論がある。 特に低酸素／再灌流条件下では、活性酸素種（ROS）の生成の増加による酸素毒性の存在が多くの研究によって証明されている。 これらの影響は長期投与時、すなわち12～24時間を超えて特に顕著であるが、いくつかのレトロスペクティブな研究は、より短い期間の低酸素血症も死亡率および病的状態の増加と関連していることを示唆している。 周術期（すなわち、, 4029>
微小循環網を介した血液と組織間のガス、栄養素、代謝物の交換は、組織灌流と臓器機能の基礎となるものである。 酸素供給、組織の酸素輸送、細胞の酸素消費の両方を網羅する概念は、組織酸素灌流と呼ぶことができる。 体温勾配、パルスオキシメトリ、近赤外分光法、直交偏光分光光度計、レーザードップラー流量計、経皮オキシメトリ、舌下カプノグラフィーなど、組織灌流と酸素化を推定する様々な非侵襲的方法がある。 これらの方法はすべて、心拍出量、全身血管抵抗、ヘモグロビン酸素飽和度、微小循環の完全性など、灌流の本質的な要素を部分的にモニターすることができるものである。 これらの方法で血液供給と組織への酸素供給を推定し、十分な酸素ヘモグロビン飽和度と血流量の目標値を達成するために酸素療法を維持することができる。 4029>
血液学は、血液およびその形成要素（すなわち、赤血球、白血球、血小板）の流動および変形挙動を扱うものである。 血液は血漿と細胞の二相の液体であるため、あるせん断速度と温度におけるその流動性は、血漿相と細胞相のレオロジー特性および細胞相の体積率（すなわち、ヘマトクリット）によって決定される。 血液中の細胞成分の濃度に加え、それらのレオロジー的特性が血液の流動性を決定する重要な要素である。 赤血球はこの効果の主要な決定因子であり、これらの細胞は非常に特殊なレオロジー的挙動を示す。 正常な赤血球は非常に変形しやすい体であり、特にこの細胞をわずかに変形させるほど高いせん断力がかかると、流れの流線に自己配向する傾向がある。 赤血球のもう一つの重要なレオロジー的特徴は、ルーローと呼ばれる、コインを積み重ねたように配列された線状のアレイに凝集する傾向があることである。 線状凝集体は、その後、相互作用して3次元構造を形成する。 フィブリノーゲンや他の大きな血漿タンパク質は赤血球の凝集を促進し、凝集は細胞に作用する剪断力の大きさに依存する。 剪断力が大きいと凝集体は破壊され、剪断力が小さいと凝集が促進される。 赤血球の凝集体が形成され、血液粘度が著しく上昇すると、有効粒子径が大きくなるため、流線が乱れることが顕著になる。 したがって、赤血球の凝集は低せん断条件下での血液粘度の主要な決定因子である。 粘性に依存した微小血管灌流の変化と転帰を関連づける研究は、自動調節が有効な生理的条件下では、全血粘性および関連する血液レオロジーパラメータが微小血管灌流の決定因子として無視できないことを示唆している。 自動調節は酸素供給を一定に保つために行われるので、生体は酸素供給を維持するために血液粘度の変化を補償することになる。 しかし、病態や治療的介入（人工呼吸、鎮静など）により生理的代償機構が阻害されると、血液粘性の変化が灌流障害につながることがある。
急性高酸素血症は、脳血管収縮、神経細胞死、心拍数低下、末梢血管抵抗上昇と関連していることが証明されている。 高酸素療法が血流低下や活性酸素による細胞毒性を介して灌流を悪化させるという情報は急速に増えているが、特に重症患者において組織灌流に直接関連する血液レオロジーへの高酸素血症の影響に関するデータは限られている。 最近の2つの研究では、高気圧酸素療法や高酸素濃度での常圧換気による急性高酸素血症は、血液粘度、赤血球凝集能、変形能に大きな影響を与えないことが示された。 赤血球の変形能の低下、血液粘性、血漿粘性、赤血球凝集能の上昇など、低酸素による灌流阻害作用はよく知られているが、高酸素血症は血液流動性による組織灌流の観点からは有効ではない、あるいは無害なようだ。
高FiO2吸入は重病人や健康体の様々な適応で使用されている。 ICU患者では、急性および慢性の呼吸不全が主な適応症である。 さらに、CPRや気管吸引、カテーテル治療、挿管、抜管などの多くの侵襲的処置は高FIO2下で行われる。 最近のデータでは、潜在的な酸素毒性や微小循環障害のリスクに直面する急性期や短期間の処置において、低酸素血症を避けるために高FiO2が適用されることが確認されている。 組織灌流を阻害するのではなく、酸素化の改善に寄与するために、酸素療法の「安全な間隔と期間」を定義するために、さらなる研究が必要である」
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