Глава 5

Вентиляционно-перфузионные отношения

Как. соотношение между вентиляцией и кровотоком влияет на газообмен

Мы уже знаем, как воздух перемещается к альвеолярно-капиллярному барьеру и от него, как дыхательные газы диф­фундируют через этот барьер и каким образом он омывается кровью. Было бы естественным заключить, что если все эти процессы происходят нормально, то в легких обеспечен пол­ноценный газообмен. К сожалению, это не так: для эффектив­ного газообмена необходимо также соответствие вентиляции и кровотока в разных участках легких. Именно нарушение этого соответствия в большинстве случаев приводит к недо­статочности газообмена при легочных заболеваниях.

В данной главе мы подробно рассмотрим важный (и труд­ный) вопрос о влиянии отношений между вентиляцией и кро­вотоком на газообмен. Прежде всего разберем два относи­тельно простых примера его нарушения: гиповентиляцию и шунтирование. Поскольку в обоих случаях возникает гипоксемия (патологическое снижение Ро₂ в артериальной крови), необходимо сначала рассмотреть процессы переноса О₂ в нор­мальных условиях.

Перенос о2 из воздуха к тканям

Из схемы на рис. 5.1 видно, как по мере переноса кисло­рода из окружающей нас атмосферы к митохондриям, где он используется, снижается Род. В атмосферном воздухе на долго Роз приходится 20,93 % общего давления (за исключением давления водяных паров). На уровне моря атмосферное дав­ление составляет 760 мм рт. ст., а давление водяных паров во влажном вдыхаемом воздухе при температуре тела 37 °С— 47 мм рт. ст. Таким образом, Рог во вдыхаемом воздухе равно (20,93/100) X (760—47) = 149 мм рт. ст. (или приближенно 150 мм рт. ст.).

Атмосфера. ---------------------à Митохоидрии

Рис. 5.1. Изменения Ро₂ в процессе переноса кислорода от атмосферного воздуха к тканям. Сплошная линия соответствует “идеальным” условиям, а пунктир—гиповентиляции. Видно, что при гиповентиляции уменьшается Ро₂ в альвеолярном воздухе, а следовательно, и в тканях

Схема на рис. 5.1 соответствует “идеальному” легкому. Видно, что, когда вдыхаемый воздух достигает альвеол, Ро₂ снижается примерно до 100 мм рт. ст., т. е. на одну треть. Это связано с зависимостью Рог в альвеолярном воздухе от соот­ношения между двумя процессами: поступления С>2 в кровь легочных капилляров и его постоянного восполнения при аль­веолярной вентиляции (строго говоря, альвеолы вентилируют­ся не постоянно, а периодически, т. е. от вдоха к вдоху; од­нако колебания Ро_2. В альвеолярном газе при этом составляют лишь около 3 мм рт. ст., поэтому можно считать вентиляцию постоянной). Скорость удаления O₂ из легких зависит от потребления кислорода тканями и в условиях покоя меняется незначительно. Таким образом, Род в альвеолах определяется преимущественно альвеолярной вентиляцией. Это относится и к значению Рсо₂ в альвеолах, которое в норме составляет примерно 40 мм рт. ст.

Когда кровь по системным артериям достигает тканевых капилляров, кислород диффундирует к митохондриям, где Рог значительно ниже. Вероятно, Рог в тканях разных органов весьма различно и по крайней мере в некоторых клетках сни­жается до 1 мм рт. ст. Однако в любом случае главным зве­ном в цепи переноса кислорода являются легкие, и снижение Ро₂ в артериальной крови при прочих равных условиях долж­но приводить к уменьшению этого показателя в тканях. По тем же причинам нарушение газообмена в легких сопровож­дается повышением Рсо₂ в тканях.