О способах дыхания

В последнее время в литературе дискутируется вопрос о том, правильно ли мы дышим. Одни полагают, что дыхание должно быть глубоким и через нос, другие считают, наоборот, что дыхание должно быть поверхностным. Наше дыхание всегда осуществляется в оптимальном режиме — оно направлено на сохранение постоянства газового состава альвсолярного пространства ценой минимальных энергетических затрат. Эти принципы лежат в основе центрального дыхательного механизма, который регулирует дыхание с учетом этих двух основных факторов. Таким образом, мозг самообучается и обучать его «по новому» нецелесообразно. Таким образом, нет смысла специально обучаться определенному паттерну дыхания — за нас это делает наш мозг. Полагают, что дыхание через нос — совершенно не обязательный атрибут паттерна дыхания, хотя и не отвергают калориферную очистительную функцию носового дыхания. Но при физической нагрузке, когда дыхание должно быть особенно экономичным, включение ротового дыхания — это попытка снизить сопротивление воздушному потоку во время вдоха.

О параметрах газообмена

Принято выражать содержание кислорода, СО2, азота и других газов атмосферного воздуха в % к общему составу воздуха или в мм рт. ст. (парциальное давление данного газа). Градиент парциального давления кислорода и углекислого газа — это сила, с которой молекулы этих газов стремятся проникнуть через альвеолярную мембрану в кровь.

На уровне моря в среднем атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст., а процентное содержание кислорода 20,93% (иди около 21%). В этом случае парциальное давление кислорода составляет:

760 х 20,93 = 159 мм рт. ст.

100

Углекислого газа в атмосферном воздухе содержится крайне мало — 0,03%, что соответствует 0,2 мм рт. ст. парциального давления. Обычно эту величину при расчетах не учитывают.

При подъеме в горы атмосферное давление снижается, например, на высоте 1 км он составляет 673 мм рт. ст., 2 — 597, 3 — 525, 5 — 406,7 — 305,10 — 196 мм рт. ст. В то же время, процентное содержание кислорода остается прежним (20,93%). Парциальное давление кислорода в этом случае также уменьшается и равно соответственно — 141, 125, 110, 85 и 41 мм рт. ст.

При вычислении парциального давления газов в альвеолярном воздухе следует также учитывать, что в этом воздухе присутствуют пары воды (47 мм рт. ст.). Поэтому это число вычитают из значения атмосферного давления (760—47)^:=713 и находят процент от 713 мм рт. ст.

При выражении содержания газов в крови говорят о парциальном напряжении газа и о его количестве. Парциальное напряжение газа в крови или в тканях — это сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду. Речь идет том давлении, которое создается за счет растворенной фракции данного газа. Выражается это давление в мм рт. ст. В артериальной крови, например, парциальное напряже-

284

ние кислорода достигает почти 100 мм рт. ст., в венозной крови — около 40 мм рт. ст., в тканевой жидкости, в клетках — 10—15 мм рт. ст. Напряжение углекислого газа в артериальной крови — около 40 мм рт. ст., в венозной крови — 46 мм рт. ст,, а в тканях — до 60 мм рт. ст.

За счет вытеснения газов из крови химическим способом (из химически связанного состояния) или с помощью создания вакуума над кровью можно получить весь газ, содержащийся в ней, и рассчитать количество этого газа (в мл) на единицу объема крови.

Зная количество кислорода или углекислого газа в единице объема крови и учитывая, что 1 моль газа занимает объем, равный 22,4 л, можно рассчитать содержание в крови газа в молях или ммолях на литр. Например, известно, что в 1 л крови содержится в среднем 680 мл углекислого газа, из них около 340 мл находится в виде бикарбоната натрия в плазме, это содержание соответствует примерно 24 ммоль/л.

Определение парциального напряжения проводится с помощью специальных методик, напримеp, парциальное напряжение кислорода определяется полярографическим методом, основанным на изменении разности потенциалов между двумя электродами, находящимися (в ткани) при Пропускании через них постоянного тока: эта разница зависит от парциального напряжения кислорода, реагирующего с одним из электродов.

СВОДНЫЕ ДАННЫЕ О СОДЕРЖАНИИ И ПАРЦИАЛЬНОМ ДАВЛЕНИИ (НАПРЯЖЕНИИ) КИСЛОРОДА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

Таблица 9.

Среда	Кислород			Углекислый газ
	%	мм рт. ст.	Мл/л	%	Мм рт. ст.	Мл/л
Вдыхаемый воздух	20,93	159	209,3	0,03	0,2	0,3
Выдыхаемый воздух	16,0	121	160,0	4,5	34	45
Альвеолярный воздух	14,0	100	140,0	5,5	40	55
Артериальная кровь	—	100-96	200,0	—	40	560—540
Венозная кровь	—	40	140 -160	—	46	580
Ткань	—	10—15	?	—	60	?
Около митохондрий	—	0,1—1	?	—	70	?

Итак, представленные данные показывают, что градиент парциального давления (напряжения) между атмосферным воздухом и тканью для кислорода составляет около 140 мм рт. ст., для углекислого газа около 60 мм рт. ст. При этом градиент кислорода направлен в сторону тканей, а углекислого газа — наоборот, от тканей к атмосфере.

Наличие направленных градиентов создает основу для газообмена, а сила, влекущая газ войти в клетку или выйти из нее, определяется величиной градиента. На всех этапах — при обмене газа между альвеолярным воздухом и кровью, на этапе переноса газов кровью и в процессе обмена газа между кровью капилляров и клетками тканей — во всех этих случаях движущей силой является градиент давления (напряжения).

. 285