低酸素血症
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、換気血流不均衡(英語版)、右左シャント(英語版)、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と低換気は正常な肺胞気動脈血酸素分圧較差(alveolar–arterial gradient: A-aDO2)(英語版)と関連するが、他のカテゴリーはA-aDO2の増加と関連する。
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、代謝性アシドーシス(英語版)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。
肺毛細血管内の血流が増加するため、毛細血管通過時間が短縮される。安静時の毛細血管通過時間は約0.8秒であり、酸素の循環血への拡散とCO2の循環血からの拡散に十分な時間がある。運動後、毛細血管の容積は変わらないが、心拍出量が増加するため、毛細血管通過時間は減少し、最大作業強度で運動を行うと約0.16秒に減少する。このため、ガス拡散のための十分な時間が得られず、低酸素血症になる。
肺動静脈シャントは、肺内の休眠状態の毛細血管でだが、静脈圧が高くなりすぎると、賦活化される。通常、ガス拡散が起こらない死腔に位置しているため、通過した血液は酸素化されず、低酸素血症になる。