2 1. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Анатомическое, физиологическое и функциональное мертвые пространства.

Дых. средой для человека явл. атмосферный воздух, состав которого отличается постоянством. В 1 л сухого воздуха содержится 780 мл азота, 210 мл О2 и 0,3 мл СО2. Остальные 10 мл приходятся на инертные газы: аргон, неон, гелий, криптон, ксенон и водород.

Газообмен в легком ведет к изменению его газового состава по сравнению с составом атмосферного воздуха. В покое человек потребляет около 250 мл 02 и выделяет около 230 мл С02, поэтому в альвеолярном воздухе уменьшается количество 02 и увеличивается содержание С02.

Изменения содержания 02 и С02 в альвеолярной смеси газов являются следствием потребления организмом 02 и выделения С02. В выдыхаемом воздухе количество 02 несколько возрастает, а С02 — уменьшается, по сравнению с альвеолярной газовой смесью вследствие того, что к ней добавляется воздух воздухоносного пути, не участвующий в газообмене и, естественно, содержащий С02 и 02 в таких же количествах, как и атмосферный воздух. Азот в газообмене не участвует, некоторое увеличение содержания его в альвеолярном воздухе является относительным — объем выдыхаемого воздуха несколько меньше объема вдыхаемого. Это объясняется тем, что С02 выделяется из организма несколько меньше, чем потребляется 02, из-за различного содержания углерода и кислорода в различных окисляемых веществах организма. На долю инертных газов в атмосферном воздухе приходится около 1 %. Кровь, обогащенная 02 и отдавшая С02, из легких поступает в левую половину сердца и по артериям и капиллярам разносится по всему организму, отдавая в различных органах и тканях О 2 и получая из них С02.

Анатомически мёртвое пространство – воздухопроводящая зона, которая не участвует в газообмене (верхние дых. пути, трахея, бронхи, терминальные бронхиоллы). АМП выполняет ряд важных фун-ий: нагревает вдыхаемый атм. воздух, задерживает около 30% выдыхаемого тепла и воды.

Во время спокойного вдоха объёмом 500 мл в альвеолы поступает только 350 мл. Остальные 150 мл задерживаются в АМП. Составляя в среднем 1/3 дых. объёма, мертвое пространство снижает на эту величину эффективность альвеолярной вентиляции при спокойной дыхании. В тех случаях, когда при выполнении физ. работы дых. объём увел. в несколько раз, объём АМП практически не влияет на эффективность альв. вентиляции.

Альвеолярное мёртвое пространство – физиолог. состояние, при котором в здоровом лёгком некоторое кол-во апикальных альвеол вентилируются нормально, но частично либо полностью не перфузируются кровью. Также АлМП может возникнуть при анемии, лёгочной эмболии или эмиземе.

Физиолог. (функц.) мёртвое пространство – сумма АМП и альвеолярного мёртвого пространства.

22. Аэрогематический барьер. Диффузионная способность легких. Диффузия газов в средах организма, роль парциального давления, парциального напряжения газов в газообмене.

Процесс переноса О2 и СО2 через альвеолярно-капиллярную мембрану осущ. путём его физиолог. диффузии, т.е. из области выск5ого в область низкого парц. давления.

Аэрогематический барьер – барьер между альвеолярным воздухом и кровью, образован эндотелиоцитами и базальной мембраной капилляров, прослойками интерстиц. ткани, базальной мембраной альвеолярного эпителия, альвеоцитами (I типа – плоскими, выстилающими 95% поверхности альвеол, и II типа – крупными, округлыми клетками СС зернистой цитоплазмой, продуцирующими сурфактант) и альвеолярной жидкостью.

Сурфактант – эпителий альвеол – интерстиция – эндотелий капилляров – плазма – эритроцит.

Газообмен осущ. за счёт диффузии газов через аэрогематический барьер.

1) I этап: перенос гахов по концентрационному градиенту через аэрогематический барьер.

2) II этап: связывание газов в крови лёгочных капилляров.

Закон Фика:Q газа = S* ДK*ΔР/Т, где Q – Vгаза, проходящего через ткань в единицу времени. S – площадь ткани ДK – диф. коэф. газа ΔР – градиент парц. давления газа Т – толщина аэрогематич. давления.

Диффузионная способность лёгких (DL) – это объём газа, диффундирующий через мембрану при разнице в парц. давлении в 1 мм рт. ст. за 1 мин. Vo2 DLO2 = ------------- , PAO2 – PaO2 где Vo2 – кол-во потребляемого О2, PAO2, PaO2 - парц. д. и напр. О2 в альвеол. воздухе и в арт. крови.

В легких газообмен осуществляется с помощью диффузии: СО2 выделяется из крови в альвеолы, 02 поступает из альвеол в венозную кровь, пришедшую в легочные капилляры из всех органов и тканей организма. При этом венозная кровь, богатая С02 и бедная 02, превращается в артериальную, насыщенную 02 и обедненную СО2. Газообмен между альвеолами и кровью идет непрерывно, но во время систолы он более активный, чем во время диастолы.

Газообмен в альвеолах происходит в результате разности парц. давлений Ро2, и Рсо2 в альвеолярной смеси газов и напряжений этих газов в крови.

Парциальное давление газа— это часть общего давления газовой смеси, приходящаяся на долю данного газа. Напряжение газа – величина, характеризующая силу стремления молекул растворённого газа выйти из водной среды в газовую. напряжение газа в жидкости зависит только от парц. давления г аза над жидкостью, и они равны между собой. Парциальное давление газа в смеси, согласно закону Дальтота, прямо пропорционально его объемному содержанию. Для его расчета необходимо от общего давления газовой смеси вычислить процент, равный содержанию этого газа в смеси. При этом необходимо учесть парциальное давление водяных паров. Так, например, парциальное давление водяных паров в газовой смеси в альвеолах при температуре тела 37 °С составляет 47 мм рт. ст., на долю давления газовой смеси приходится 760 - 47 = 713 мм рт. ст. Поскольку процентное содержание кислорода в альвеолярной смеси равно 14 %, то

Ро2= 713*14 /100 = 99,82 = 100 мм рт.ст.

Pо2 и Рсо2 в альвеолах и капиллярах уравниваются.

СО2 диффундирует в альвеолы в 20—25 раз быстрее О2 вследствие его лучшей растворимости в жидкости и мембранах. Поэтому обмен С02 в легких происходит достаточно полно, несмотря на небольшой градиент парц. давления этого газа и его напряжения — всего 6 мм рт. ст. (для О2 — до 60 мм рт. ст.).

Факторы, способствующие диффузии газов в легких.

1) Огромная поверхность контакта легочных капилляров и альвеол (до 120 м2). Альвеолы - пузырьки d=0,3—0,4 мм, образованные эпителиоцитами. Каждый капилляр контактирует с 5 —7 альвеолами.

2) Большая скорость диффузии газов через тонкую (около 1 мкм) легочную мембрану. Выравнивание Р02 в альвеолах и крови в легких происходит за 0,25 с; кровь находится в капиллярах легких около 0,5 с, т. е. в 2 раза больше. Скорость диффузии С02 в 23 раза больше, чем 02, т. е. имеется высокая степень надежности в процессах газообмена в организме.

3) Интенсивные вентиляция легких и кровообращение. Интенсивность вентиляции различных отделов легких зависит от положения тела: в вертикальном положении лучше вентилируются нижние отделы, в горизонтальном — отделы легких, находящиеся снизу (в положении на спине — дорсальные, на животе — вентральные, на боку — тоже нижней части легких). Это объясняется тем, что отделы легких, находящиеся снизу, сжаты под действием собственного веса, так как они не имеют жесткого каркаса, а отделы легких, находящиеся сверху, растянуты. Поэтому при вдохе нижние отделы легких имеют большую возможность расправляться. Примерно так же изменяется и кровообращение в легких (верхушка легких в положении сидя ниже на 15 %, стоя — на 25 %, чем в средних отделах). Лучшее кровоснабжение легких имеет место в положении лежа на спине, что необходимо учитывать при сердечно-легочной недостаточности.

4) Корреляция между кровотоком в участке легкого и его вентиляцией. Если участок легкого плохо вентилируется, то кровеносные сосуды в этой области суживаются и даже полностью закрываются. Это осуществляется с помощью механизмов местной саморегуляции — посредством реакций гладкой мускулатуры: при снижении в альвеолах Р02 возникает вазоконстрикция.

В нормальных условиях у здорового человека активно функционирует примерно 1/7 часть альвеол, эти активно функционирующие участки легких непрерывно меняются. Тот факт, что одновременно функционирует лишь часть альвеол, весьма важен. При поражении части легкого или даже всего легкого и невозможности излечения терапевтическими средствами, одно легкое можно удалить полностью. Оставшееся легкое обеспечит газообмен, достаточный для удовлетворительной жизнедеятельности организма.