Неравномерность вентиляционно-перфузионного отношения как причина задержки CO2
Представим себе легкие с равномерной вентиляцией и перфузией и нормальным переносом O2 и CO2. Предположим, что во каким-то непонятным причинам нормальное соотношение между вентиляцией и кровотоком внезапно нарушилось, но все остальные процессы не изменились.
Что же произойдет с газообменом при таком «чистом» нарушении равномерности вентиляционно-перфузионного отношения?
Оказывается, при этом одновременно снизится поглощение O2 и выделение CO2. Иными словами, эффективность переноса обоих газов в легких уменьшится. Таким образом, это «чистое» нарушение при нормальном протекании остальных процессов приведет одновременно к гипоксемии и гиперкапнии (задержке CO2).
Однако практически у больных с явной неравномерностью вентиляционно-перфузионного отношения РCO2 в артериальной крови часто остается нормальным. Это обусловлено тем, что повышение РCO2 приводит к раздражению хеморецепторов, стимулирующему дыхание. В результате вентиляция альвеол усиливается, и это обычно приводит к восстановлению нормального РCO2 в артериальной крови.
Однако нормальное РCO2 у таких больных обеспечивается поддержанием альвеолярной вентиляции выше нормы. Такую избыточную вентиляцию часто называют «холостой», она необходима потому, что в участках легких с повышенным вентиляционно-перфузионным отношением выведение CO2 нарушено. Подобные участки называются альвеолярным мертвым пространством.
Если усиление легочной вентиляции при неравномерности вентиляционно-перфузионного отношения может достаточно эффективно снизить РCO2 в артериальной крови, то повысить таким путем PO2 в артериальной крови довольно трудно. Это связано с различной конфигурацией сатурационных кривых CO2 и O2.
Для CO2 эта кривая в физиологических пределах имеет восходящий характер, поэтому при повышении вентиляции увеличится выделение углекислого газа из участков легких как с высоким, так и с низким вентиляционно-перфузионным отношением. Напротив, сатурационная кривая О2 при высоких РO2 почти горизонтальна, и поэтому лишь в случае умеренно низкого вентиляционно-перфузионого отношения повышение вентиляции ощутимо увеличит поглощение O2.
В тех участках легких, где ситуация соответствует верхним отрезкам сатурационной кривой O2 (т. е. высокому вентиляционно-перфузионному отношению), концентрация O2 в оттекающей крови повысится очень незначительно. От участков же с очень низким вентиляционно-перфузионным отношением будет оттекать кровь с концентрацией O2, близкой к установившейся в смешанной венозной крови. Таким образом, при гипервентиляции РO2 в артериальной крови поднимется незначительно, и некоторый уровень гипоксемии обязательно сохранится.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст
Из схемы на рисунке видно, как по мере переноса кислорода из окружающей нас атмосферы к митохондриям, где он используется, снижается РO2. В атмосферном воздухе на долю РO2 приходится 20,93 % общего давления (за исключением давления водяных паров). На уровне моря атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст., а давление водяных паров во влажном вдыхаемом воздухе…
Итак, РO2 в альвеолах зависит от соотношения между скоростью удаления кислорода кровью (определяемой в свою очередь метаболическими потребностями тканей) и скоростью его восполнения путем вентиляции. Значит, при альвеолярной вентиляции ниже нормального уровня РO2 в альвеолах падает, а РCO2, наоборот, возрастает. Это состояние называется гиповентиляцией. К гиповентиляции могут приводить такие вещества, как морфий или барбитураты, угнетающие…
Еще одна причина того, что РO2 в артериальной крови меньше, чем в альвеолярном воздухе, заключается в наличии сосудистых шунтов. Под ними понимаются сосуды, несущие кровь в артериальное русло в обход вентилируемых участков легких. В норме шунтами являются бронхиальные артерии: часть притекающей по ним крови омывает бронхи, теряет кислород и затем поступает в легочные вены. Еще…
До сих пор мы рассматривали три возможные причины гипоксемии: гиповентиляцию, нарушение диффузии и наличие шунтов. Однако существует еще один механизм ее возникновения — неравномерность вентиляционно-перфузионного отношения. Он встречается чаще других и в то же время наиболее труден для понимания. Дело в том, что, если вентиляция и кровоток в разных отделах легких не соответствуют друг другу,…
Теперь рассмотрим, как влияют изменения вентиляционно-перфузионного отношения в «легочной единице» на газообмен. На рисунке, приведены значения РO2 и РCO2 Для случая, когда это отношение нормально (т. е., около 1). РO2 во вдыхаемом воздухе равно 150 мм рт. ст., а РCO2 — практически 0 мм рт. ст. В смешанной венозной крови, поступающей к легким, РO2 равно…
