Оксигенация: насыщение крови кислородом и роль гемоглобина

Оксигенация (сатурация) — это способность насыщения крови кислородом, а не воздухом в целом. Кислород — это часть воздуха, которым мы дышим, и только 21% атмосферы. Вдыхая, мы не «насасываем» его целиком — лишь малое количество молекул проходит через альвеолы легких в кровь. А кровь, в свою очередь, транспортирует O₂ к каждой клетке, где он становится топливом для митохондрий.

Наша энергетическая жизнь держится на молекуле аденозинтрифосфата (АТФ). Этот молекулярный «аккумулятор» заряжается в процессе окислительного фосфорилирования, и именно кислород завершает работу этого биохимического конвейера, позволяя нам думать, бежать и любить.

Что такое кислород и зачем он нужен?

Кислород – бесцветный газ, который растворяется в плазме очень плохо. Лишь 1–2% переносимого кислорода находится в растворенной форме, и именно эта крошечная доля отражается в показателе парциального давления (рО₂). Остальные 98–99% молекул прячутся внутри эритроцитов, где связываются с белком гемоглобином. Только так можно обеспечить организм нужным количеством O₂.

Если в тканях наступает дефицит кислорода – «гипоксия» – ферментные системы начинают работать как неисправный двигатель. Клетки переходят на анаэробный режим, копят молочную кислоту, и человек ощущает слабость, головокружение, одышку. Кислород становится не просто газом, а критическим ресурсом.

Роль гемоглобина: пазлы с гемом

Гемоглобин — белок красных кровяных телец с четырьмя субъединицами, содержащих железо. В каждой субъединице располагается порфириновое кольцо (гем), каждый способен связать одну молекулу кислорода.

В реальности артериальная кровь на вдохе имеет насыщение около 97% при PaO₂ ≈ 100 мм рт. ст., а венозная кровь возвращается к лёгким с насыщением ~75% при PvO₂ ≈ 40 мм рт. ст. – именно эти 22% разницы используют ткани. Остальная часть используется как депо на случай экстренных ситуаций.

Высокая емкость Hb делает кровь лучшим переносчиком кислорода, чем плазма. Именно поэтому снижение концентрации Hb (анемия) уменьшает общий запас кислорода без изменения процента насыщения. Два человека могут иметь одинаковую сатурацию 100%, но если у одного гемоглобин 8 г/дл, его кровь способна переносить всего половину нужного кислорода.

Как измеряют кислород в крови?

Существует два основных метода контроля оксигенации:

1. Артериальный газовый анализ (ABG) – «золотой стандарт»

Врач берёт артериальную кровь, прибор измеряет PaO₂, PaCO₂, pH и с помощью спектрофотометрии определяет SaO₂. Этот способ точен, но инвазивен и требует времени.

2. Пульсоксиметрия – быстрый, неинвазивный метод

Небольшой прибор (пальчиковый датчик или умные часы) подсвечивает сосуды красным (≈660 нм) и инфракрасным (≈940 нм) светом.

• Оксигемоглобин поглощает больше инфракрасного света и пропускает красный
• Дезоксигемоглобин — наоборот

Сенсор измеряет, сколько света прошло сквозь ткань, и вычисляет отношение сигналов и сатурацию.

Пульсоксиметрия удобна, но не идеальна. Холод на улице, низкое давление, анемия или «неправильные» формы Hb искажают результат. Но на данные состояния может реагировать датчик вариабельности сердечного ритма и электродермальной активности.

Технологии замеров: как работает NEYROX

Формально технология измерения насыщения крови кислородом умными часами Neyrox аналогична пульсоксиметрии, но реализована в компактном устройстве, напоминающем по форм-фактору смарт-часы. При контакте с кожей часть света поглощается, рассеивается и отражается тканями и кровью. Результат выводится в виде процента сатурации на экране умных часов Neyrox.

Помимо этого, устройство способно считывать состояние сердечно-сосудистой системы, а также оценивать состояние нервной деятельности, что позволяет создавать наиболее объективную картину происходящих в организме процессов.

Нормальные показатели и тревожные сигналы

Для здорового взрослого человека на уровне моря нормальный уровень сатурации, измеренный пульсоксиметром, составляет 97–100%. Легкое снижение до 92–94% может наблюдаться у курильщиков, в высокогорье или после физической нагрузки.

Однако стойкое падение ниже 92% – повод обратиться к врачу. Когда SpO₂ опускается до 88% и менее, требуется неотложная помощь, поэтому в случае выявления таких показателей Neyrox отправит уведомительный сигнал через вибрацию.

Важно помнить: показатели насыщения – лишь часть картины. Даже при 100% сатурации ткани могут испытывать гипоксию, если Hb мало или сосуды спазмированы. Поэтому Neyrox учитывает сразу несколько показателей (ВСР, Нейростресс, пульс).

Для кого полезно следить за оксигенацией?

Спортсмены и физически активные люди

Тренировки на выносливость приводят к временным колебаниям кислорода, связанным с повышенным потреблением организмом кислорода и изменением кислотности крови. Наблюдение за сатурацией помогает корректировать нагрузку и быстрее восстанавливаться.

Люди с заболеваниями лёгких и сердца

Пациенты с астмой, ХОБЛ, сердечной недостаточностью часто испытывают эпизоды гипоксии. Домашний мониторинг позволяет вовремя заметить ухудшение и обратиться за помощью.

Беременные женщины

К концу беременности потребление кислорода возрастает более чем на 30–40%, а во время потуг может увеличиться на 150–250% от исходного уровня.

Жители высокогорья и путешественники

На большой высоте атмосферное давление ниже, парциальное давление кислорода падает, и организм акклиматизируется. Сатурация может быть на 2–5% ниже, чем на уровне моря.

Люди, испытывающие хронический стресс

Активность симпатической нервной системы ускоряет метаболизм и потребление кислорода. Мониторинг сатурации в сочетании с датчиками ЭДА, которые установлены в Neyrox, помогает выявлять периоды переутомления.

Как повысить оксигенацию?

Качественная оксигенация начинается не с датчика, а с привычек:

• Чаще проветривайте помещение или гуляйте на свежем воздухе
• Откажитесь от курения
• Практикуйте дыхательные упражнения (Бутейко, Агадженян и др.)
• При показаниях врача можно использовать кислородные концентраторы

Прогулка в лесу 35-45 минут в день хорошо улучшает вентиляцию легких и укрепляет иммунитет.

Часто задаваемые вопросы

Как Neyrox рассчитывает сатурацию?

Приборы излучают два луча — красный (≈660 нм) и инфракрасный (≈940 нм). Оксигемоглобин пропускает больше красного света, дезоксигемоглобин — больше инфракрасного. Сенсор измеряет отношение интенсивностей и переводит его в процент сатурации.

Чем оксигенация отличается от парциального давления?

Сатурация (SpO₂) показывает, сколько процентов гемоглобина занято кислородом и не зависит от концентрации Hb или растворенного O₂. Парциальное давление (PaO₂) измеряет давление газообразного кислорода, растворенного в плазме.

Можно ли повысить сатурацию без лекарств?

Да. Свежий воздух, отказ от курения и регулярные дыхательные упражнения улучшают вентиляцию и повышают оксигенацию. При снижении гемоглобина помогут полноценное питание и лечение анемии.