- •Лекция 14. Газообмен в легких. Транспорт газов кровью. Тканевое дыхание
- •1. Аэрогематический барьер
- •Движущая сила газообмена в лёгких
- •Градиент давления газов
- •Закон Фика
- •2. Газообмен в лёгких (между альвеолярным газом и кровью)
- •9.3. Транспорт газов кровью
- •Особенности лёгочного кровообращения
- •Нейрогуморальная регуляция тонуса легочных сосудов:
- •Отношение вентиляции и кровотока
Лекция 14. Газообмен в легких. Транспорт газов кровью. Тканевое дыхание
1. Аэрогематический барьер 2
Движущая сила газообмена в лёгких 2
Градиент давления газов 2
Закон Фика 3
2. Газообмен в лёгких (между альвеолярным газом и кровью) 3
Особенности лёгочного кровообращения 4
Нейрогуморальная регуляция тонуса легочных сосудов: 4
Отношение вентиляции и кровотока 5
1. Аэрогематический барьер
Перенос О2 из альвеолярного воздуха в кровь и СО2 газа из крови в альвеолярный воздух осуществляется через легочную мембрану, или аэрогематический барьер (рис. 712210541).
Рис. 712210541.
Аэрогематический барьер включает следующие основные структуры:
эпителий альвеолы
две основные мембраны
интерстициальное (межклеточное) пространство
эндотелий капилляра
Часто аэрогематический барьер представляют следующим образом: пленку сурфактанта, эпителий альвеолы, две основные мембраны, интерстициальное (межклеточное) пространство, эндотелий капилляра, плазму крови и мембрану эритроцита
Толщина аэрогематического барьера составляет около 1 мкм, полощадь – около 80 м2.
Движущая сила газообмена в лёгких
Движущей силой газообмена в лёгких диффузии является разность парциальных давлений (напряжений) О2 и СО2 в крови и в альвеолярном газе.
Молекулы газа путём диффузии переходят из области большего его парциального давления в область более низкого парциального давления.
Часто аэрогематический барьер называют диффузионным барьером.
Градиент давления газов
Градиент давления О2 составляет достаточно большую величину — 60 мм рт. Ст (рис.712210622).
Рис.712210622.
Парциальное давление О2 в альвеолярном газе равно в среднем равно 100 мм рт. ст., а напряжение в венозной крови легочных капилляров — 40 мм рт. ст., диффузия кислорода направлена из альвеол в кровь. В артериальной крови легочных капилляров напряжение О2 становится таким же, как и его парциальное давление в альвеолах, т.е. 100 мм рт. ст.
Пациальное давление СО2 в альвеолярном воздухе равно 40 мм рт. ст., его напряжение в венозной крови легочных капилляров — 46 мм рт.ст., соответственно диффузия СО2 направлена в сторону альвеол.
В артериальной крови легочных капилляров напряжение СО2, как и в альвеолах, равно 40 мм рт. ст.
Кроме градиента давления, диффузии способствует также очень большая — до 120 м2, поверхность контакта альвеол и легочных капилляров, причем каждый капилляр контактирует не с одной, а с 5—7 альвеолами. О2 диффундирует через легочную мембрану за 0,25 с, т. е. через 0,25 с давление О2 в альвеолах и легочных капиллярах выравнивается. Что касается СО2, то, несмотря на небольшой градиент давления (6 мм рт. ст.), он диффундирует через легочную мембрану в 20—25 раз быстрее вследствие лучшей растворимости в жидкости и мембранах.
Большая диффузионная поверхность и большая скорость диффузии газов определяют хорошую диффузионную способность легких — объем газа, проходящего через суммарную поверхность легочной мембраны всех вентилируемых альвеол обоих легких за 1 мин при градиенте давления газа 1 мм рт. ст. Этот показатель в покое для О2 составляет около 25 мл/мин мм рт. ст., для СО2 — около 600 мл/мин мм рт. ст. Для нормального газообмена в легких необходимо, чтобы их вентиляция находилась в определенном соотношении с перфузией их капилляров кровью. Есть альвеолы, которые хорошо вентилируются и перфузируются кровью. Однако есть и такие, которые хорошо вентилируются, но не перфузируются или хорошо перфузируются, но не вентилируются. Если участок легкого плохо вентилируется, то кровеносные сосуды в этой области могут сужаться и даже полностью закрываться с помощью механизма местной саморегуляции (сокращение гладких мышц). Альвеолы лучше вентилируются у основания легких, прилегающего к диафрагме. Однако если учитывать соотношение между вентиляцией и перфузией, то в области верхушек легких вентиляция преобладает над перфузией, а в средних и особенно в нижних отделах легких, наоборот, перфузия преобладает над вентиляцией. Интенсивность перфузии зависит от положения тела: в положении лежа легкие равномерно снабжаются кровью, их перфузия максимальна; в положении сидя верхушки легких снабжаются кровью хуже на 15 %, а в положении стоя — хуже на 25 %. Это важно учитывать при сердечно-легочной недостаточности: если перфузия легких максимальна в положении лежа, то надо рекомендовать больным с этой патологией постельный режим.
Таким образом, в легких имеет место не только анатомическое мертвое пространство, но и альвеолярное за счет наличия плохо вентилируемых и плохо перфузируемых альвеол. В норме его объем составляет 10—15 мл.
Физиологическое мертвое пространство — сумма анатомического и альвеолярного мертвых пространств.
372
В нормальных условиях у здорового человека активно функционирует примерно Уп альвеол. Эти активно функционирующие участки легких непрерывно сменяют друг друга. Подобная динамика имеет компенсаторное значение: в случае поражения легкого и невозможности излечения терапевтическими методами возможно удаление одного легкого, а оставшееся обеспечит газообмен, достаточный для удовлетворительной жизнедеятельности организма.