Газообмін між альвеолярним повітрям і кров'ю Газовий склад повітря

Повітря	Вміст газів, %
	О2	СО2	N+ інертні гази
Що вдихається	20,94	0,03	79,03
Що видихається	16,30	4,00	79,70
Альвеолярне	14,20	5,20	80,60

Повітря, що видихається – це суміш повітря, що вдихається і альвеолярного повітря. Газообмін між альвеолярним повітрям і кров'ю, протікає через стінки альвеол і капілярів легень. Величина дифузії газів між альвеолами і кров’ю визначається я чисто фізичними законами, які діють у системі газ – рідина, яка розділена напівпроникною мембраною.

Кількість газу, розчиненого у крові, залежить від:

• Складу рідини,

• Об’єму і тиску газу над рідиною,

• Температурою рідини,

• Фізичними властивостями даного газу.

Коефіцієнт розчинності відображає об’єм газу, який можна розчинити в 1 мл. рідини при t=0ºС і тиску 760 лм. рт. ст.

Якщо над рідиною знаходиться декілька газів, то кожен з них розчиняється відповідно його парціального тиску.

Парціальний тиск – це частина загального тиску газової суміші, яка приходиться на долю того або іншого газу суміші (тобто це тиск газу, що входить до складу газової суміші, яке він оказував би при тій самій температурі, заміщуючи один весь об’єм). Виражається у паскалях або мм рт.ст.

p=P(a:100), де

Р – загальний тиск газової суміші, мм рт.ср.

а – вміст газу в об’ємних процентах (об%)

р – парціальний тиск газу

при Р=760, t = 22ºС

р О₂ = 0,21*760=159 мм рт ст. (21,2 кПа)

р СО₂ = 0,0003*760=0,23 мм рт ст. (0,003 кПа)

р N₂ = 0,78*760=595 мм рт ст. (0,8 кПа)

Для рідини замість терміна “тиск” використовують “напруга газу” тому що розчинений у рідини газ не оказує тиску, який можна виміряти. Оскільки розчинений газ знаходиться у рівновазі зі своїм газовим середовищем, умовно вважається, що газ у рідині знаходиться під тим самим парціальним тиском.

Загальний парціальний тиск газів у повітрі та крові

Середовище, що досліджується	Парціальний тиск, мм рт ст				Загальний тиск
	Н2О	СО2	О2	N2
Повітря, що вдихається	6	0,3	159	595	760
Альвеолярне повітря	47	40	100	573	760
Повітря, що видихається	47	32	116	565	760
Артеріальна кров	47	40	95	573	755
Змішана венозна кров	47	46	40	573	706
Тканинна рідина	47	60	20	573	700

Градієнт парціального тиску (різниця парціального тиску) – це основний фактор, який визначає дифузію газів.

Різниця між тиском О₂ в альвеолярному повітрі та напругою його у венозній крові легенів:

100-40=60 мм рт ст.

Різниця між напругою СО₂ у венозній крові та тиском СО₂ в альвеолярному повітрі:

46-40=6 мм рт ст.

Але розчинність СО₂ у тканинах легеневих мембран (аерогематичний бар’єр) вище розчинності О₂ більш, ніж у 20 разів.

Тиск кисню у венозній крові, що надходить до легеневих капілярів, значно нижче, а тиск вуглекислоти вище, ніж альвеолярному повітрі. Ця різниця тисків забезпечує дифузію кисню з альвеолярного повітря у кров, а вуглекислоти – з крові в альвеолярне повітря.

Під час одного вдиху тиск вуглекислоти у крові та альвеолярному повітрі встигає дійти до стану рівноваги, а тиск кисню в артеріальній крові залишається нижчим, ніж в альвеолярному повітрі. Це залежить від більшої швидкості дифузії СО₂ у порівнянні з киснем.

Під час роботи тиск СО₂ у венозній крові зростає до 50-60 мм рт ст. У результаті капілярно – альвеолярний градієнт тиску СО₂ при роботі може збільшуватися у 2-3 рази, що полегшує обмін газів у легенях, не дивлячись на значне прискорення у них кровотоку і, відповідно, зменшення часу знаходження крові в альвеолярних капілярах.