Lidský organismus nedokáže vytvořit a udržet zásoby kyslíku na delší dobu než je 5 min. při spotřebě kolem 250 ml kyslíku za minutu v bazálních podmínkách. Zásoby představují jen kyslík vázaný na hemoglobin v krvi a volně v plicích, malé zásoby představuje vazba na myoglobin ve svalech. K buňkám organismu se tedy dostává kyslík nepřetržitě po celou dobu života.
Přerušení dodávky z jakýchkoli důvodů vede ke klinické a následně definitivní smrti buněk, a tím i celého organismu.
Ne všechny buňky a tkáně jsou stejně citlivé na dodávku kyslíku. Například při přerušení cirkulace do mozku dochází již po 10 sekundách ke ztrátě vědomí. Při snížené dodávce kyslíku jsou preferovány některé orgány a tkáně (mozek, srdce, játra, ledviny) na úkor ostatních (kůže, svaly, kosti).
Největší část spotřeby kyslíku jde na vrub aerobního energetického metabolismu buněk při tvorbě ATP v mitochondriích. Kyslík potřebují buňky i pro hydroxylaci cizorodých látek v játrech a pro hydroxylaci steroidů.
Patologické stavy nastávají při nižším obsahu kyslíku ve vdechovaném vzduchu, při poruchách cirkulace krve a při zamezení předání kyslíku cílovým buňkám.
Důležitou hodnotou je parciální tlak kyslíku, který nesmí klenout pod hodnoty 0,13 kPa.
Při nižších hodnotách nejsou schopny mitochondrie produkovat ATP. Na podkladě rozdílného tlaku kyslíku mezi arteriální a venózní krví (kyslík je spotřebován mitochondriemi) dochází i k možnosti sycení tkání kyslíkem, která je u různých tkání různá. Hodnota tlaku kyslíku v kapilárách a délka difusní dráhy je pro sycení rozhodující. Na hospodaření s kyslíkem se od prvního vdechu podílí funkce plic, srdce, cévního systému a červených krvinek. Důležitá je i funkce kyslíkových čidel reagujících na nedostatek kyslíku, který se dostává ke tkáním. Jsou to čidla v glomus karotikus, kapilárách, ale i jednotlivé červené krvinky.
Snížené sycení tkání kyslíkem obecně nazýváme hypoxií, která vytváří patologické stavy z několika příčin:
- nedostatek kyslíku ve vdechovaném vzduchu
- poruchy cirkulace krve
- poruchy přenosu kyslíku
- poruchy difusních parametrů
- toxické porušení buněk (mitochondrií)
Na stavy hypoxie reaguje zdravý organismus několika kompenzačními mechanismy, které po vyčerpání přecházejí do patologických stavů. Jsou to zvýšení srdečního výdeje, přestavba periferní cirkulace, zvýšení plicní ventilace, zvýšení počtu červených krvinek.
Klinické projevy těchto změn jsou zrychlení dechu a srdeční akce, zvýšení krevního tlaku, bledost nebo cyanóza, ale i jiné zabarvení kůže, bolesti, zvýšená únava se sníženou výkonností, různé stupně poruch vědomí.
Z laboratorních hodnot usuzujeme na možnou hypoxii z hodnot počtu červených krvinek, hodnot krevních plynů na základě vyšetření sycení hemoglobinu kyslíkem (pulzní symetrie). Svou cenu má i ergometrické zátěžové vyšetření včetně hodnot saturace v pravém nebo levém srdci za pomoci katetrizace. Při postižení kosterních svalů hypoxií jsou i vyšší hodnoty laktátu v krvi.
Samotné buňky reagují na nedostatek kyslíku zvýšeným příjmem glukózy a jejím využitím k tvorbě ATP formou anaerobní glykolýzy, při hlubším nedostatku kyslíku však hynou apoptosou nebo nekrózou.
Účinné zamezení hypoxie představuje odstranění prvotní příčiny vzniku patologických stavů, což je normalizace dechových a oběhových funkcí, zlepšení přenosových parametrů, odstranění případné intoxikace.
Použití kyslíku v léčbě nazýváme oxygenoterapií. Dobrých výsledků dosahujeme tam, kde se podaří zvýšení saturace hemoglobinu spolu s volně rozpuštěným kyslíkem, málo se daří ovlivnit hypoxii při pravolevých poruchách cirkulace a snížené ventilační schopnosti plic. Prakticky neovlivnitelná je ischemie tkání.
Hyperbarická oxygenoterapie (přetlaková komora) je založena na zvýšení tlaku kyslíku a větším množství fyzikálně rozpuštěného kyslíku, které využíváme při otravách CO (snadněji se uvolňuje) a při léčbě anaerobních lokálních infekcí.
Pozor na toxicitu čistého kyslíku, který při delší inhalaci způsobuje poškození plic, vnitřní výstelky cév a poškození mozkové tkáně.
Kyslíkové radikály vznikají při využívání kyslíku mitochondriemi dočasně jako málo stabilní produkty. Pokud dojde k jejich nahromadění, mluvíme o oxidativním stresu. Je přítomen při odstraňování vzniklé ischemie buněk a tkání, rovněž při vystavení tkání různým druhům záření a při užívání některých onkologických léků.
