5) Газовый состав вдыхаемого, альвеолярного и выдыхаемого воздуха

Вдыхаемый (атмосферный) воздух:

О2 = 20,9% ; 160 мм рт.ст.

СО2 = 0,03% ; 0,2 мм рт.ст.

Альвеолярный воздух:

О2 = 13,5% ; 104 мм.рт.ст.

СО2 = 5,3% ; 40 мм рт.ст.

Выдыхаемый воздух

О2 = 15,5% ; 120 мм рт.ст.

СО2 = 3,7% ; 27 мм рт.ст.

Внешнее дыхание поддерживает концентрацию дыхательных газов в альвеолярном воздухе на постоянном уровне.

Интенсивность внешнего дыхания подчинена задачам обеспечения оптимальных условий для газообмена в организме.

Оптимальные условия для газообмена в организме сохраняются в организме определенное время (3-4 секунды). Этим и определяется частота дыхания (14-18 в минуту).

Содержание дыхательных газов в альвеолярном воздухе, крови и тканях

Альвеолярный воздух:

О2 = 100 мм рт.ст.

СО2 = 38 мм рт.ст.

Артериальная кровь:

О2 = 100 мм рт.ст.

СО2 = 40 мм рт.ст.

Ткани:

О2 = 20-40 мм рт.ст.

СО2 = 50-60 мм рт.ст.

Венозная кровь:

О2 = 40 мм рт.ст.

СО2 = 46 мм рт.ст.

В основе обмена газов между альвеолярным воздухом и кровью, между кровью и тканями лежит одно физическое явление - процесс диффузии.

Интенсивность перехода газа в жидкость зависит от парциального давления этого газа над жидкостью.

Давление газа в смеси с другими газами, выраженное в мм рт. ст., принято обозначать термином «парциальное давление газа».

Давление газа, растворенного в жидкости, обозначают как «напряжение газа».

Процесс газообмена состоит из 3-х этапов дыхания:

Этапы дыхания:

1.Внешнее дыхание (вентиляция легких) – обмен газов между атмосферным воздухом и альвеолярным, легочная вентиляция.

2.Диффузия газов в легких – обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью в капиллярах легких.

3.Транспорт газов кровью.

4.Диффузия газов в тканях – обмен газов между кровью и тканями.

5.Тканевое дыхание.

В основе 2 и 4 этапов дыхания лежат одни и те же механизмы, т.е. в основе обмена газов между альвеолами и кровью, а также кровью и тканями лежит одно физическое явление - процесс диффузии.

Факторы: парциальное давление кислорода, содержание гемоглобина и количество эритроцитов, кровоток в легких, диффузионная способность легких.

Механизмы 2-го и 4-го этапов дыхания.

Мембраны клеток хорошо проницаемы для газов, следовательно для перемещения газов из одной среды в другую не надо активного транспорта, а достаточно физического процесса диффузии.

В основе диффузии лежит разность концентраций. Молекулы из области большей концентрации распространяются в область меньшей концентра­ции.

Если газ находится над жидкостью, он также легко в неё переходит, растворяясь в ней. Интенсивность перехода газов в жидкость зависит от парциального давления газа над ней.

Давление газа в смеси с другими газами, выраженное в мм рт. ст., принято называть "парциальным давлением".

Давление газа, растворенного в жидкости, обозначают как "напряжение".

При относительно длительном контакте газов и жидкости в определенный момент времени парциальное давление газа над жидкостью и напряжение газа в жидкости выровняются.

При резком снижении парциального давления одного из газов либо снижении суммарного атмосферного давления жидкость с растворенными в ней газами начинает "кипеть" (до тех пор, пока вновь не выровняются парциальное давление и напряжение газов (примеры с шампанским, "кессонная болезнь" - помощь - экстренное помещение в барокамеру с постепенным снижением давления)).

Клинико-физиологическая оценка газообмена

В клинической практике 2 и 4 этапы дыхания оцениваются не раздельно, а в целом.

1. Определение состава альвеолярного, вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, по их сопоставлению можно получить сведения о газообмене. Анализ состава альвеолярного, вдыхаемого и выдыхаемого воздуха проводят на газоанализаторах.

2. Количество потребленного кислорода - оно характеризует интенсивность деятельности дыхательной системы. Определение количества потребленного кислорода можно произвести путем сопоставления состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха газоанализаторами, либо с помощью оксиспирографа.