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 У_п 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.