第1章-3：酸素の旅 ― 酸素消費と循環 -

酸素は肺で血液に取り込まれ、心臓のポンプ作用によって全身へと運ばれます。最終目的地は、全身の細胞。そこでは、酸素がエネルギー代謝に使われ、二酸化炭素が生成されます。この章では、「酸素はどれだけ使われるのか」「どのように循環によって運ばれるのか」など、酸素消費と循環について見ていきましょう。

VO₂（酸素消費量）とは、単位時間あたりに体内で消費される酸素の量を指します。通常、安静時のVO₂は以下のように言われています：

・成人：およそ 3.5 mL/kg/min（体重1kgあたり）
・標準体重60kgの成人では、約 210 mL/min

この酸素は、細胞が栄養素（主に糖や脂肪）をエネルギーに変えるために使われます。その際に二酸化炭素（CO₂）と水（H₂O）が生成されます。

酸素消費があるということは、当然ながらその酸素を届ける必要があります。そこで重要なのが DO₂（酸素供給量） です。DO₂とは、「心臓が送り出す血液の中に、どれだけの酸素が含まれているか」を示します。

DO₂の式：
DO₂ = 心拍出量（CO） × 酸素含量（CaO₂）
単位：mL/min

CaO₂（動脈血酸素含量）の計算式は、前章でも出てきた通り：

CaO₂ = 1.34 × Hb × SaO₂（％）/100 + 0.003 × PaO₂（Torr）

例えば：
・Hb = 15 g/dL
・SaO₂ = 98％
・PaO₂ = 100 Torr
とすると、

CaO₂ ≒ 1.34 × 15 × 0.98 + 0.003 × 100 = 約 19.7 mL/dL

心拍出量（CO）を 5 L/min（=5000 mL/min）とすれば、

DO₂ ≒ 5000 × 19.7 / 100 = 約 985 mL/min

Fick（フィック）の法則は、酸素の消費量（VO₂）を以下の式で表す考え方です：

VO₂ = CO × (CaO₂ − CvO₂)
※CvO₂は混合静脈血酸素含量

この式から、「心拍出量が減るとVO₂が減る」「静脈血中に残っている酸素が多い＝組織が酸素を使っていない」といった情報を読み取ることができます。

O₂ extraction ratio（O₂ER）は、DO₂に対してどのくらいの酸素が実際に使われたかを示す指標です。

O₂ER = VO₂ / DO₂

一般的に、正常なO₂ERは 25〜30％程度です。これは、動脈から送られた酸素のうち、約1/4が使われて残りが静脈血に戻っていることを意味します。

酸素はただ運ばれているだけではなく、組織で「消費」されて初めて意味を持ちます。
VO₂やDO₂、Fickの法則、O₂ERといった指標を通じて、酸素の「運搬」から「利用」までの流れを定量的に把握することができます。これは、呼吸管理だけでなく循環動態や代謝評価にも重要な視点です。