4. Обмен газов в лёгких.

Различают анатомическое, функциональное и альвеолярное мертвое пространство. Анатомическим называется объем воздухоносных путей - носоглотки, гортани, трахеи, бронхов, бронхиол. В нем не происходит газообмена. К альвеолярному мертвому пространству относят объем альвеол которые не вентилируются или в их капиллярах нет кровотока. Следовательно они также не участвуют в газообмене. Функциональным мертвым пространством является сумма анатомического и альвеолярного. У здорового человека объем альвеолярного мертвого пространства очень небольшой. Поэтому величина анатомического и функционального пространств практически одинакова и составляет около 30% дыхательного объема. В среднем 140 мл. При нарушении вентиляции и кровоснабжения легких объем функционального мертвого пространства значительно больше анатомического. Вместе с тем, анатомическое мертвое пространство играет важную роль в процессах дыхания. Воздух в нем согревается, увлажняется, очищается от пыли и микроорганизмов. Здесь формируются дыхательные защитные рефлексы - кашель, чихание. В нем происходит восприятие запахов и образуются звуки.

В состав атмосферного воздуха входит 20,93% кислорода, 0,03%

углекислого газа, 79,03% азота. В альвеолярном воздухе содержится 14%

кислорода, 5,5% углекислого газа и около 80% азота. При выдохе

альвеолярный воздух смешивается с воздухом мертвого пространства, состав

которого соответствует атмосферному. Поэтому в выдыхаемом воздухе 16%

кислорода, 4,5% углекислого газа и 79,4% азота. Дыхательные газы

обмениваются в легких через альвеоло - капиллярную мембрану. Это область

контакта альвеолярного эпителия и эндотелия капилляров. Переход газов

через мембрану происходит по законам диффузии. Скорость диффузии

прямо пропорциональна разнице парциального давления газов. Согласно

закону Дальтона, парциальное давление каждого газа в их смеси, прямо

пропорционально его содержанию в ней. Поэтому парциальное давление

кислорода в альвеолярном воздухе 100 мм.рт.ст., а углекислого газа 40

мм.рт.ст. Напряжение (термин применяемый для газов растворенных в

жидкостях) кислорода в венозной крови капилляров легких 40 мм.рт.ст., а

углекислого газа - 46 мм.рт.ст. Поэтому градиент давления по кислороду

направлен из альвеол в капилляры, а для углекислого газа в обратную

сторону. Кроме того скорость диффузии зависит от площади газообмена,

толщины мембраны и коэффициента растворимости газа в тканях. Общая

поверхность альвеол составляет 50-80 м2

, а толщина альвеоло -капиллярной

мембраны всего 1 мкм. Это обеспечивает высокую эффективность

газообмена. Показателем проницаемости мембраны является коэффициент

диффузии Крога. Для углекислого газа он в 25 раз больше, чем для

кислорода. Т.е. он диффундирует в 25 раз быстрее. Высокая скорость

диффузии компенсирует более низкий градиент давления углекислого газа.

Диффузионная способность легких для газа (л) характеризуется его

количеством, которое обменивается за 1 минуту на 1 мм.рт.ст. градиента

давления. Для кислорода в норме она равна 30 мл*мин-1

*мм.рт.ст.-1 У

здорового человека напряжение дыхательных газов в альвеолярной крови,

становится практически таким же, как их парциальное давление в

альвеолярном воздухе. При нарушениях газообмена в альвеолах в крови

повышается напряжение углекислого газа и снижается кислорода

(пневмония, туберкулез, пневмосклероз).