低酸素血症

低酸素血症（ていさんそけつしょう、英: ）は、血液中の酸素濃度が異常に低い状態である。より具体的には、動脈血の酸素欠乏である。低酸素血症（hypoxemia）には多くの原因があるが、血液が体の組織に十分に酸素を供給しないため低酸素症（hypoxia）を引き起こすことが多い。
定義.
低酸素血症（"Hypoxemia"）とは、血液中の酸素濃度が低いことを指し、より一般的な低酸素症（"Hypoxia"）という用語は、あらゆる組織や器官、あるいは身体全体において酸素濃度が異常に低いことを指す。低酸素血症は低酸素症（低酸素血症性低酸素、hypoxemic hypoxia）を引き起こすが、貧血など他の機序で低酸素症が起こることもある。
低酸素血症は通常、動脈血の酸素分圧（mmHg）の低下と定義されるが、酸素含有量（Oxygen content、血液1dlあたりの酸素ml）の低下やヘモグロビン（赤血球内の酸素結合タンパク質）の酸素に対する飽和率低下も、単独または複合して認められる。なお、酸素含有量は下式で表され、酸素分圧やヘモグロビン濃度、そしてにより、それぞれ影響を受ける。
酸素含有量（ml/dl） = 1.31（ml/dl）×酸素飽和度（％）×ヘモグロビン濃度（g/dl）+ 0.003（ml/dl・mmHg）×酸素分圧（mmHg）
動脈血液ガス分析で酸素分圧が通常より低いことが示されていれば、低酸素血症であることは一般的に合意されているが、血液中の酸素含有量が低酸素血症の判定に関連するかどうかについてはあまり意見が一致していない。したがって、血液中の酸素含有量は、低酸素血症ではなく、酸素の組織送達の指標とみなされることもある。
極度の低酸素症が無酸素症（anoxia）と呼ばれることがあるように、極度の低酸素血症が無酸素血症（anoxemia）と呼ばれることがある。
徴候と症状.
急性期には、低酸素血症が呼吸困難のような症状を引き起こすことがある。これには、息苦しさ、呼吸数の増加、呼吸のために胸筋や腹筋を用いること、などがある。 
慢性低酸素血症は、代償型と非代償型がある。代償によって、当初は症状が見過ごされる可能性があるが、疾患増悪や酸素需要の増加などのストレスによって、最終的に既存の低酸素血症が露呈することがある。代償状態では、肺の換気の悪い部分を潅流している血管が選択的に収縮し、換気の良い部分に血液を誘導することができる。しかし、慢性的な状況で、肺全体の換気が十分でない場合、このメカニズムは肺高血圧をもたらし、心臓の右心室に過負荷をかけ、肺性心や右心不全を引き起こすことがある。また、多血症が起こることもある。小児では、慢性低酸素血症は、成長、神経発達、運動発達の遅れや、頻繁な睡眠中覚醒を伴う睡眠の質の低下として現れることもある。
低酸素血症の他の症状としては、チアノーゼ、ばち指、および咳や喀血など低酸素血症の原因に関連する症状がある 。 重篤な低酸素血症は、血液中の酸素分圧が、の急峻な部分の始まりである60mmHg（8.0kPa）未満であるときに典型的に起こり、ここで酸素分圧がわずかでも低下すると血液中の酸素含有量が大きく低下する。重症低酸素症は呼吸不全となる可能性がある。
原因.
低酸素血症とは、血液中の酸素が不足することである。したがって、肺に入る空気の速度や量（換気）に影響を与える原因や、肺から血液への空気の移動に影響を与える原因はすべて、低酸素血症を引き起こす可能性がある。これらの呼吸器系の原因だけでなく、シャントなどの循環器系の原因でも低酸素血症になることがある。
低酸素血症は、低換気、、、拡散障害、低酸素分圧という5つのカテゴリーの病因によって引き起こされる。低PO2と低換気は正常なと関連するが、他のカテゴリーはA-aDO2の増加と関連する。
換気.
肺胞の換気量が少ないと、体が使う分の酸素が肺胞に送られなくなる。これは、脳幹の換気制御や身体の呼吸がうまくできないことに原因があるため、肺が正常であっても低酸素血症になることがある。
呼吸ドライブ.
呼吸ドライブ（Respiratory drive）とは呼吸中枢の神経信号の出力の強さであり、呼吸毎に発揮される呼吸努力を決定する。呼吸は延髄にある中枢が制御しており、呼吸の速さやに影響する。これは、二酸化炭素の血中濃度に影響される。中枢神経系と頸動脈小体・にそれぞれ存在する中枢・末梢の化学受容器が濃度を感知するからである。低酸素症は、呼吸中枢が正しく機能しないときや、神経信号が適切でないときに起こり得る。
身体の状況.
物理的に空気の流れを制限するさまざまな状態が、低酸素血症につながる可能性がある。
低酸素環境.
空気中の酸素の割合が少ない状態や、酸素分圧が低下した状態では、肺の肺胞に存在する酸素が少なくなる。肺胞の酸素は、赤血球内の運搬タンパク質であるヘモグロビンに移動するが、空気中の酸素分圧が低下すると効率は低下する。 
血流.
換気血流不均衡.
換気血流不均衡とは換気と肺血流の均衡が崩れることを指す。肺に入った酸素は、通常、肺胞-毛細血管膜を通過して血液中に拡散する。しかし、肺胞の換気が不十分な場合、この換気は行われず、その結果、肺胞から出る血液は相対的に低酸素状態となる。このような血液が良好に換気された血液と混ざると、肺胞の空気よりも酸素分圧が低くなり、が生じる。下記のような例がある。
シャント.
シャントとは、肺循環を迂回する血液のことであり、肺胞で血液が酸素化されないことを意味する。一般に、シャントは心臓や肺の中にあり、酸素投与だけでは改善できない。シャントは正常な状態でも発生することがある。
シャントは、病的状態でも発生することがある。
運動.
運動誘発性低酸素血症とは、運動中の人の動脈血酸素飽和度が93%未満になったときとされる。年齢や性別に関係なく、健康な人に起こる。トレーニングによる順応には、心肥大による心拍出量の増加、静脈還流の改善、筋肉の代謝性血管拡張、最大酸素摂取量（VO2max）の増加などがある。それに伴い二酸化炭素排出量（VCO2）も増加するため、を防ぐために二酸化炭素を除去する必要がある。肺血流の増加により、以下の状況では低酸素血症が発生する。
生理学.
低酸素血症に肺が関与しているかどうかを知る上で重要なのは、である。このA-aDO2は、通常は小さい。動脈血酸素分圧は、動脈血液ガス測定から直接得られる。肺胞気中に含まれる酸素は、空気中の分画に正比例するため、計算することができる。気道が吸入空気を加湿（希釈）するため、肺胞の酸素分圧は水の蒸気圧によって低下する。
歴史.
低酸素血症という用語は、もともと高地で起こる血中酸素の低下を表すために用いられ、一般に血液の酸素化不良と定義されていた。
現代では、スマートウォッチを含む低酸素血症を検出するための多くのツールがある。2022年の研究では、スマートウォッチは標準的な医療機器と同様に短時間の低酸素血症を検出できることが示されている。