2.Навчальні цілі:

• Робити висновки про стан газообміну на підставі аналізу параметрів, що характеризують дифузію газів через дихальну мембрану, транспортування газів кров’ю, дифузію газів між кров’ю й тканинами відповідно до рівня метаболізму.

• Пояснювати залежність між насиченням гемоглобіну киснем і парціальним тиском кисню та хід кривої дисоціації оксигемоглобіну під впливом таких чинників крові, як напруга СО₂, концентрація іонів водню, температура та концентрація 2,3 - ДФГ.

• Пояснювати фізіологічні основи методів визначення параметрів газообміну.

3.Завдання для самостійної роботи під час підготовки до практичного заняття

3.1.Перелік основних термінів, параметрів, характеристик, які повинен засвоїти студент при підготовці до практичного заняття

Термін	Визначення
Легенева мембрана або альвеоло-капілярна мембрана або аерогематичний бар’єр	Це структури, через які здійснюється газообмін між альвеолами і кров’ю легеневих капілярів: альвеолярний епітелій І типу (0,2 мкм), базальна мембрана альвеолоцитів, інтерстиціальний простір, базальна мембрана капіляра (0,1 мкм), ендотелій капіляра (0,2 мкм), в середньому біля 0,5 мкм.
Швидкість переносу газу через альвеоло-капілярну мембрану або швидкість дифузії (Vg)	Об’єм газу, який проходить через альвеоло-капілярну мембрану за 1 хв. шляхом дифузії відповідно до закону Фіка.
Дифузійна здатність легень (ДЗЛ)	Це об’єм газу, який проходить через альвеолярно-капілярну мембрану за 1 хв. при градієнті тиску 1 мм рт.ст.
Крива дисоціації оксигемоглобіну	Це залежність насичення крові киснем - %HbO2 залежно від напруги кисню у крові.
Гіперкапнія	Збільшення напруги СО2 в артеріальній крові більше нормальної величини: > 40 мм рт.ст.
Гіпокапнія	Зменшення напруги СО2 в артеріальній крові ніж нормальна величина: < 40 мм рт.ст.

3.1.Теоретичні питання

1. Дифузія і транспортування газів як етапи процесу дихання.

2. Склад атмосферного, видихуваного і альвеолярного повітря. Парціальний тиск газів.

3. Гази крові, методи дослідження. Напруга газів у артеріальній і венозній крові.

4. 3в'язування і перенесення кисню кров'ю. Киснева ємкість крові. Крива дисоціації оксигемоглобіну та чинники, що впливають на неї.

5. Дифузія газів у легенях. Дифузійна здатність легень та чинники, що впливають на неї.

6. Транспортування СО₂ кров'ю.

3.3.Практичні роботи

1. Визначення споживання кисню за 1 хв за допомогою спірографа.

Зміст

1.Дифузія газу через альвеоло-капілярну мембрану є другим етапом процесу дихання, і відповідно до закону Фіка швидкість переносу газу (V_g) прямо пропорційна: градіенту тиску по обидві сторони мембрани (ΔР); поверхні, через яку відбувається дифузія (S); коефіцієнту дифузії (K); обернено пропорційна товщини мембрани (L):

_{Vg = ΔP . S . K / L}

В свою чергу коефіцієнт дифузії (К) прямо пропорційний коефіцієнту розчинності газу (α) і обернено пропорційний √МВ (МВ – молекулярна вага газу). Коефіцієнт розчинності СО₂ у 20 разів у більший у ліпідах та воді, ніж для кисню, тому, не зважаючи на менший градієнт тиску (6 мм рт.ст), СО₂ проходить через альвеолярно-капілярну мембрану швидше, ніж О₂ (градієнт тиску – 60 мм рт.ст.).

Дифузійна здатність легень (ДЗЛ) - це об’єм газу, який проходить через альвеоло-капілярну мембрану за 1 хв. при градієнті тиску 1 мм рт.ст. :

_{ДЗЛ = Vg / ΔP =. S . K / L}

Парціальний тиск газів. РО₂ в артеріальній крові в нормі становить 90 мм рт.ст для людини в 20 років, з віком ця величина зменшується завдяки втраті еластичності легень і в 70 років досягає 70 мм рт.ст. Зменшення напруги кисню в артеріальній крові нижче нормального називають гіпоксемією, але насичення киснем тканин суттєво не змінюється, поки РО₂ не знижується менше 60 мм рт.ст.

РСО₂ в артеріальній крові в нормі 35-45 мм рт.ст. і характеризує стан альвеолярної вентиляції. Збільшення РСО₂ вище норми називають гіперкапнією, зменшення – гіпокапнією.

Вентиляційно-перфузійне відношення. На стан газообміну впливає вентиляційно- перфузійне відношення: V_A / Q, де V _А. – це хвилинна альвеолярна вентиляція легень (ХАВ), Q – це хвилинний об’єм крові (ХОК).

Загальний фізіологічний мертвий простір збігається з анатомічним мертвим простором при умові, що вентиляційно-перфузійне відношення дорівнює 0,8: наприклад, ХАВ = 4 л/хв., ХОК =5 л/хв. Тоді V_A/Q = 0,8.

У вертикальній позі людини на легеневий кровообіг впливає фактор гравітації, тому кровопостачання легень умовно можна поділити на три зони: 1) зона 1 – апікальна; 2) зона 2 – середня третина легень; 3) зона 3 - нижня третина легень. Вплив фактору гравітації на стан газообміну показано на схемі:

Зона 1 має альвеолярний тиск (Р_А) більший за тиск в легеневій артерії (Ра), який більше, ніж тиск у легеневих венах (Рv): P_A> Ра >Pv. Це означає, що перфузія капілярів кров’ю у верхівках легень мінімальна, що може призвести до її припинення. Перфузія відбувається під час систоли, коли підвищується тиск у легеневій артерії.

У зоні 2 тиск в легеневій артерії перевищує альвеолярний, який більший ніж тиск у легеневих венах: Ра > P_A> Pv. Це означає, що градієнтом тисків, що обумовлює рух крові через капіляри, є різниця тисків між легеневою артерією і альвеолами. Під впливом сили гравітації тиск в легеневій артерії збільшується на 1 см вод.ст. відстані від верхівки легені по вертикалі, в той же час альвеолярний тиск скрізь однаковий у цій зоні. Таким чином, рух крові через капіляри здійснюється, коли венозний тиск перевищує альвеолярний, і припиняється, коли альвеолярний тиск перевищує венозний.

У зоні 3: Ра > Pv >P_A, тому кровообіг у базальних відділах легень найбільший.

Особливістю легеневого кровообігу є також можливість шунтування крові через артеріо-венозні анастомози, що збільшує загальний фізіологічний мертвий простір, бо дифузія газів у легеневих капілярах не відбувається.