Глава 21. Легочное дыхание 587

Таблица 21.3. Содержание (F) и парциальное давление (Р) дыхательных газов во вдыхаемом воздухе и альвеолярной и выдыхаемой газовых смесях при спокойном дыхании (на высоте уровня моря)
F		Ρ
О2	СО2	О2	СО2
Вдыхаемый воздух 0,209	0,0003	150 мм рт. ст. (20 кПа)	0,2 мм рт. ст. (0,03 кПа)
Альвеолярная смесь 0.14	0.056	100 мм рт. ст. (13,3 кПа)	40 мм рт. ст. (5,3 кПа)
Выдыхаемая смесь 0.16	0,04	114 мм рт. ст. (15,2 кПа)	29 мм рт. ст. (3,9 кПа)

специальные устройства, позволяющие при помощи механических или электронных приспособлений производить забор последней порции выдыхаемого воздуха при каждом дыхательном цикле [3].

После получения пробы альвеолярной газовой смеси можно с помощью специальной аппаратуры определить содержание в ней различных газов. При использовании метода Шоландера химически абсорбируют последовательно О₂ и СО₂. После каждой операции измеряют, на сколько уменьшился объем газовой смеси. Разница в объемах равна объему абсорбированного газа [43].

Существуют газоанализаторы, позволяющие непрерывно регистрировать содержание газов в выдыхаемой смеси. Принцип подобных приборов, измеряющих концентрацию СО₂, основан на поглощении этим газом инфракрасных лучей; измерение концентрации О₂ основано на парамагнитных свойствах кислорода. Для определения содержания обоих газов используют также массспектрометры. Преимущество этих методов заключается в том, что благодаря непрерывной записи содержание газов в любой момент времени можно определить непосредственно по кривой, так что не требуется производить отбор серийных проб из альвеол. На рис. 21.20 в качестве примера приведена кривая концентрации СО₂ в выдыхаемом воздухе в ходе двух дыхательных циклов, полученная

t, с Рис. 21.20. Запись концентрации СО2 в воздухе около рта исследуемого при вдохе и выдохе, произведенная методом регистрации поглощения инфракрасных лучей. «Альвеолярное плато»-часть кривой, соответствующая прохождению через датчик альвеолярной порции выдыхаемого объема

путем регистрации поглощения инфракрасных лучей. Часть кривой, обозначенная как «альвеолярное плато», соответствует альвеолярной порции экспираторного объема.

Парциальные давления дыхательных газов

Парциальные давления газов в атмосферном воздухе. Согласно закону Дальтона, парциальное давление (напряжение) каждого газа в смеси (Ρ_г) пропорционально его доле от общего объема, т. е. его фракции (F_r). Применяя этот закон к дыхательным газам, следует помнить, что как атмосферный воздух, так и альвеолярная газовая смесь содержат не только О₂, СО₂, N₂ и благородные газы, но также водяной пар, имеющий некое парциальное давление Р_Н2О. Поскольку фракции газов приводятся для «сухой» смеси, в уравнении для закона Дальтона из общего давления (атмосферное давление Р_атм) следует вычитать давление водяного пара

(23)

Если подставить в это уравнение содержание О₂ и СО₂ в атмосферном воздухе (табл. 21.3) Р_{н о} = = 47 мм рт. ст. (в легких), то можно вычислить, что парциальные давления дыхательных газов на уровне моря составляют ≈ 150 мм рт. ст. (20 кПа) и Р_со % 0,2 мм рт. ст. (0,03 кПа). На больших высотах парциальные давления О₂ и СО₂ во вдыхаемом воздухе снижаются пропорционально уменьшению Р_атм (с. 711).

Парциальные давления газов в альвеолярной газовой смеси. Поскольку газообмен в легких идет в направлении градиентов парциальных давлений, именно в единицах давления обычно выражают соотношение О₂ и СО₂ в альвеолярной смеси. Подставляя в уравнение (20) значения парциальных давлений из уравнения (23) при Р_Н2О = 47 мм рт. ст. и делая поправку на условия измерения с помощью уравнения (22), получаем

(24)

588 часть VI. дыхание

(24)

С помощью этих так называемых уравнений альвеолярных газов можно рассчитать парциальные давления дыхательных газов в альвеолярной смеси.

Приведенные значения характерны для здорового взрослого человека. Следует, однако, помнить, что это средние величины: существуют как небольшие временные колебания парциальных давлений газов в альвеолах, связанные с периодичностью поступления свежего воздуха в альвеолярное пространство, так и незначительные локальные отклонения, обусловленные неравномерной вентиляцией и перфузией различных участков легких (см. ниже).

Как следует из уравнений (24), парциальные давления газов в альвеолах при данных значениях

изменениями. Количественная зависимость между парциальными давлениями газов в альвеолах и уровнем альвеолярной вентиляции представлена на рис. 21.21.

Влияние вентиляционио-перфузнонного отношения [34, 37, 60]. Для осуществления газообмена кровь должна доставлять к альвеолам кислород и уносить от них углекислый газ. Вследствие этого поглоще-

Типы вентиляции. Характер вентиляции легких может меняться вследствие самых разных причин. Дыхание усиливается при работе, изменении метаболических потребностей организма и патологических состояниях. Можно произвольно усилить дыхание. Снижение вентиляции также может либо быть произвольным, либо наступать в результате

действия регуляторных или патологических факторов. В прошлом для обозначения различных типов вентиляции предлагался целый ряд терминов, однако их четкой классификации не существовало. Недавно была сделана попытка разработать более точную терминологию для типов вентиляции, основанную на учете парциальных давлений газов в альвеолах. Выделены следующие типы вентиляции.

1. Нормовентиляция: нормальная вентиляция, при которой парциальное давление СО₂ в альвеолах поддерживается на уровне около 40 мм рт. ст. (5,3 кПа).

2. Гипервентиляция: усиленная вентиляция, превышающая метаболические потребности организма ( < 40 мм рт. ст.).

3. Гиповентиляция: пониженная вентиляция относительно метаболических потребностей организма ( > 40 мм рт. ст.).

4. Повышеннаявентиляция: любое увеличение альвеолярной вентиляции по сравнению с уровнем покоя (например, при мышечной работе) независимо от парциального давления газов в альвеолах.

5. Эупноэ: нормальная вентиляция в покое, сопровождающаяся субъективным чувством комфорта.