72. Газообмен в легких и тканях…
В процессе внешнего дыхания происходит газообмен в легких. За счет этого формируется состав альвеолярного и выдыхаемого воздуха.
Газовый состав вдыхаемого, альвеолярного и выдыхаемого воздуха
Дыхательные газы
Вдыхаемый воздух
Альвеолярный воздух
Выдыхаемый воздух
О2 %
20,9%
13,5%
15,5%
мм рт.ст.
160 мм рт.ст.
104 мм рт.ст.
120 мм рт.ст.
СО2 %
0,03%
5,3%
3,7%
мм рт.ст.
0,2 мм рт.ст.
40 мм рт.ст.
27 мм рт.ст.
Внешнее дыхание необходимо для обновления альвеолярного воздуха, т.к. в процессе жизнедеятельности идет постоянный процесс потребления О2 и выделения СО2, это поддерживает концентрацию дыхательных газов в нем на постоянном уровне.
Интенсивность внешнего дыхания подчинена задачам обеспечения оптимальных условий для газообмена в организме. Оптимальные условия сохраняются в организме определенное время (3-4 секунды). Этим и определяется частота дыхания (14-18 в минуту). Таким образом, аппарат дыхания обладает резервами, которые позволяют обменивать воздух с определенной периодичностью.
Процесс газообмена состоит из 3-х этапов дыхания:
2 этапа дыхания. Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью.
этапа дыхания. Транспорт газов кровью.
этапа дыхания. Обмен газов между кровью и тканями.
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.
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.
основе диффузии лежит разность концентраций. Молекулы из области большей концентрации распространяются в область меньшей концентрации.
Если газ находится над жидкостью, он также легко в неѐ 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)).
Содержание дыхательных газов в альвеолярном воздухе, крови и тканях
Венозная кровь
Альвеолярный
Артериальная кровь
Ткани
воздух
СО2(мм рт. ст.)
46
38
40
50-60
О2 (мм рт. ст.)
40
100
100
20-40
Примечание: стрелочкой указано направление диффузии.
При этом следует иметь в виду, что аэрогематический барьер легких обладает определенной проницаемостью,
которая характеризуется диффузионной способностью легких.
Диффузионная способность легких - это количество мл газа которое проходит за 1 минуту через легочную мембрану при разнице парциальных давлений по обе стороны мембраны 1 мм.рт.ст. Для О2 составляет 20-25 мл, для СО2 она существенно больше/т.к. разница парциального давления меньше многократно/, а объем выделяемого СО2 такой же как и О2. С возрастом диффузионная способность легких снижается. Гистагематический