Дифузійна здатність легень.

Дифузія – це процес газообміну між альвеолярним повітрям і кров`ю

ДВЛ (дифузійну властивість легень) - кількість газу, яка про­никає через легеневу мембрану за 1 хв при наявності градієнта тис­ку 1 мм рт.ст..

Шлях дифузії складає:

• альвеолярно-капіляр­на мембрана,

• плазма крові,

• мембрана еритроцитів, їх внутрішнє середовище.

Ефективність газообміну залежить від:

• вентиляції легень,

• пер­фузії,

• дифузійної властивості легень,

• зрівноваженості цих процесів,

• вмісту газів у крові й зовні.

Газообмін у легенях людини відбувається через величезну площу, що складає 50-90 м².

Швидкість дифузії визначається такими факторами:

• товщина мембрани,

• площа мембрани,

• коефіцієнт дифузії,

• різниця тисків з обох боків мембрани.

Товщина легеневої мембрани (аерогематичного бар'єра) складає 0,4-1,5 мкм.

Газообмін через цю мембрану залежить від таких чинників:

1) поверхні, через яку здійснюється дифузія;

2) товщини мемб­рани;

3) градієнта тиску газів в альвеолах і крові;

4) коефіцієнта дифузії;

5) стану мембрани.

Потовщення мембрани буває при накопиченні рідини ( набряках стінки альвеол). Якість дифузії обернено пропорційна товщині мембрани.

При збільшенні фізичного навантаження завдяки зростанню кровообігу та альвеолярної вентиляції дифузія газів значно зростає, для кисню - в 3 рази.

На величину дифузії впливає градієнт тисків газів. Тиск газів у суміші визначається сумою парціальних тисків усіх газів. Парціальний тиск будь-якого газу залежить від його концентрації в суміші.

Бар’єр між кров’ю та альвеолярним повітрям

Гази проходять через два шари клітин (епітелій альве­ол та ендотелій капілярів), а також через інтерстиціальний простір між ни­ми.

Найбільш важкопрохідними ділянками є мембрани клітин. Швидкість проходження усіх зазначених середовищ кожним газом визначається, з од­ного боку, градієнтами парціальних тисків, а з іншого - їх розчинністю у ліпідах, які складають основу мембран, і у воді.

Вуглекислий газ у 20 разів активніше розчиняється у ліпідах і воді, ніж кисень. Тому, незважаючи на менший градієнт тисків (для СО2 - 6 мм рт.ст., а для О2 - 60 мм рт.ст.), СО2 проникає через легеневу мембрану швидше, ніж О2.

Ефективність газообміну в легенях залежить і від швидкості кровотоку. За надмірного її збільшення, наприклад, під час інтенсивного фізичного навантаження, еритроцити через легеневий капіляр можуть проникати швидше і тоді насичення крові киснем знижується.

Альвеолярний газообмін вентиляційно-перфузійне відношення

Альвеолярний газообмін — це тільки один бік справи, а другий її бік — крово­обіг у капілярах легень, тобто перфузія легень.

В нормі за 1 хв через легені проходить 4 – 5 л повітря, за цей же час через капіляри малого кола протікає 4 – 5 л крові.

Ідеальним є випадок, коли обидва процеси — і вентиляція, і перфузія ле­гень — кількісно узгоджуються, і тоді вен­тиляційно-перфузійне відношення дорів­нює 0,8 - 1.

Вентиляція і перфузія є нерівномірною в різних відділах легень.

Верхівка легень у зв'язку з малою рухомістю верхніх ребер вентилю­ється недостатньо або зовсім не вентилю­ється. І навпаки, нижні частки легень зав­дяки скороченням діафрагми вентилюють­ся найкраще.

Крім анатомічних чинників підтримання вентиляційно-перфузійної рів­новаги в легенях функціонують також ло­кальні регуляторні механізми підтримки нормального ВПР. Так, кро­вообіг у альвеолах, які не вентилюються, зменшується внаслідок звуження арте­ріол у відповідь на гіпоксію в альвеолах. Отже, в організмі існує чимало механізмів, спрямованих на підтримання оптимального вентиляційно-перфузійиого співвідношен­ня в легенях і на забезпечення газообміну в альвеолах, адекватного потребам орга­нізму.

Таким чином, у людини у стані спокою для газо­обміну використовується лише частина альвеолярної поверхні легень. Резервна поверхня використовується організмом у міру потреби.

Крім того, є ще один чинник, який підви­щує надійність газообмінної функції ле­гень. Час перебування кожного еритроци­та в легеневому капілярі, тобто в непрямо­му контакті з альвеолярним газом, коли­вається в межах 0,3-0,7 с. Однак вже че­рез 0,1-0,3 с після того, як еритроцит потрапив у капіляр, він на 90 % насичуєть­ся киснем. А це означає, що навіть за вдвічі більшої, ніж у спокої, швидкості руху крові в легеневих капілярах цілком достатньо часу для повноцінного газообміну.

Таким чином, кров у легенях, віддавши надлишок вуглекислого газу і насичившись киснем, надходить до тканин, де відбувається протилежний процес, також виключно за законами дифузії: артеріаль­на кров віддає тканинам кисень і отри­мує від них вуглекислий газ.