Дек 23

Альвеолокапиллярная мембрана и диффузия газов – 2

Площадь, через которую осуществляется газообмен в легких (поверхность функционирующих альвеол), составляет в среднем 90 м2 (от 40 до 140 м2 по данным различных авторов). Для цельной крови при температуре 38°С значения А для кислорода, углекислого газа и азота равны 0,022, 0,511 и 0,011 соответственно. Отсюда следует, что хотя D кислорода несколько выше по сравнению с таковым углекислого газа, существенная разница в значениях А обусловливает более высокую проницаемость альвеолокапиллярной мембраны для углекислого газа.

В ряде случаев проницаемость легочной мембраны

Характеризуют тождественным показателем

Который называют диффузионной способностью легких (ДЛ) [Канаев Н. Н., 1973]:

Значение ДЛ показывает, какой объем газа проходит через легочную мембрану в 1 мин при разнице давления газа по обе стороны мембраны 1 мм рт. ст.

Таким образом, показатель 1/ДЛ тождествен величине сопротивления диффузии.

Препятствие, возникающее на этапе альвеолярный воздух–кровь, принято определять как мембранное сопротивление, или сопротивление диффузии, а препятствие при переходе молекул газа через стенку эритроцита и при реакции газа с гемоглобином – как внутрикапиллярное сопротивление, или сопротивление эритроцитов (Канаев Н. Н., 1973; King Т., 1982]. Таким образом, в общем виде:

Где 1/ДМ – мембранное сопротивление; 1/(θ∙Vk) – сопротивление эритроцитов. Последнее характеризуется величиной, обратной произведению θ (объем газа в миллиметрах, связывающегося за 1 мин с 1 мл крови с определенной концентрацией гемоглобина при парциальном давлении газа 1 мм рт. ст. при определенной температуре) на Vk (объем крови в легочных капиллярах, находящихся в контакте с альвеолярным воздухом). Показано, что в нормальных условиях величины двух компонентов сопротивления приблизительно равны (т. е. оба компонента вносят близкие вклады в общее сопротивление 1/ДЛ).

Таким образом, приведенные физические выражения процесса диффузии газов через биологические мембраны (альвеолокапиллярную и эритроцитарную) показывают, насколько этот процесс сложен и зависим от множества факторов, главным образом от различных сочетаний этих факторов, часто весьма переменчивых.

Очевидно, что знать точные величины этих факторов для окончательного определения объема газа, диффундирующего через легкие в единицу времени, практически невозможно.

Однако существует ряд методов определения количества газа, диффундирующего за единицу времени через легочные мембраны, которые могут характеризовать не столько проницаемость альвеолокапиллярной мембраны, сколько уменьшение относительно нормальной общей альвеолярной (предназначенной для диффузии) поверхности легких.

При прочих одинаковых условиях наиболее важным фактором диффузии газов, в частности кислорода, является градиент парциальных давлений газа по обе стороны капиллярной стенки, т. е. градиент между среднеальвеолярным Ро2, и среднекапиллярным Ро2. На артериальном конце легочного капилляра, находящегося в контакте с альвеолой, Ро2 в норме около 40 мм рт. ст. Если среднее альвеолярное Ро2 принять за 103 мм рт. ст., то градиент давлений между этой зоной капилляра и альвеолой будет составлять 63 мм рт. ст. По мере продвижения крови по капилляру Ро2 в крови повышается, но процесс этот неравномерен и может быть отражен графически примерно так, как представлено на рис. 3.

3. Динамика перехода кислорода из альвеолы в капилляр.

Из рисунка следует, что продолжительность контакта крови с альвеолярным газом про прохождении ее по легочному капилляру составляет в среднем примерно 0,75 с. Однако переход кислорода из альвеолы в плазму осуществляется преимущественно в первую треть этого короткого периода, т. е. в течение 0,25 с. За этот период Ро2 плазмы крови быстро повышается от 40 мм рт. ст., характеризующих венозную кровь, до 90 мм рт. ст., что близко к среднему Ро2 артериальной крови; дальнейшее повышение Po2 плазмы от точки Б до точки Г, представляющее собой выравнивание остаточного градиента парциальных давлений кислорода между альвеолой и плазмой, происходит более медленно и составляет 2/3 времени контакта крови с воздухом. Следовательно, нормальные легкие обладают достаточно высоким резервом диффузионного процесса, и это имеет огромное физиологическое значение.

Так, при физической нагрузке, приводящей к абсолютному ускорению кровотока в единицу времени, укорачивается и время контакта крови со средой альвеолы. Однако этого короткого времени вполне достаточно для полного завершения процесса диффузии и эквилибрации газов между альвеолярной средой и плазмой.

Аналогичным образом, хотя и в обратном направлении, происходит процесс диффузии углекислоты через альвеолокапиллярную мембрану. Следует помнить, что абсолютный градиент напряжений углекислоты в среде альвеолы и плазме крови существенно ниже и на артериальном конце капилляра (т. е. в венозной крови) составляет около 6 мм рт. ст.

Похожие статьи:

  1. Альвеолокапиллярная мембрана и диффузия газов – 1 Газообмен в легких осуществляется путем пассивного перемещения газов через альвеолокапиллярную...
  2. Альвеолокапиллярная мембрана и диффузия газов – 3 При целом ряде заболеваний (саркоидоз, асбестоз, легочный фиброз, инфильтрирующая карцинома)...
  3. Удаление углекислого газа Организм человека функционирует как двигатель внутреннего сгорания, непрерывно поглощая кислород...

автор admin \\ теги:



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.