3 июля 2009

Повышение парциального давления О2 в крови вдоль легочного капилляра

Рассмотрим подробнее процесс перехода О2 в кровь, движущуюся по легочному капилляру.

поглощение O2 по ходу легочного капилляра в условиях нормальной и нарушенной (например, при утолщении альвеолярных мембран) диффузии

А—при нормальном РO2 в альвеолярном воздухе, 5 — при пониженном РO2 в альвеолярном воздухе (видно, что окспгенация при этом происходит медленнее). В обоих случаях при тяжелой физической нагрузке уменьшается время, в течение которого может происходить оксигенация.

Из рисунка видно, что РО2 в эритроцитах, поступающих в этот капилляр, в норме составляет около 40 мм рт. ст. По другую сторону альвеолярно-капиллярного барьера, т. е. на расстоянии менее 0,5 мкм, находится альвеолярный воздух — газовая смесь с РО2 = 100 мм рт. ст.

Благодаря такому перепаду парциального давления кислород интенсивно поступает в кровь и РО2 в эритроците быстро повышается. Как говорилось выше, уже в первой трети капилляра РО2 в эритроците становится практически таким же, как в альвеолярном воздухе. Значит, в нормальных условиях разница парциальных давлений О2 между альвеолярным воздухом и кровью конечного отрезка капилляра ничтожна (доли миллиметра ртутного столба), т. е. резервы времени для диффузии кислорода в легких огромны.

При тяжелой физической нагрузке легочный кровоток сильно возрастает, и время прохождения эритроцитов через капилляры (в условиях покоя оно составляет около 0,75 с) может уменьшаться в три раза. Следовательно, сокращается время, отводимое для оксигенации, но даже в этих условиях у здоровых людей, дышащих нормальным атмосферным воздухом, РО2 в конечных отрезках капилляров обычно практически не снижается.

Однако, если диффузия кислорода нарушена вследствие значительного утолщения альвеолярно-капиллярного барьера, скорость увеличения РО2 в эритроцитах снижается, и за время их прохождения через капилляры легких оно может не уравниваться с РО2 в альвеолярном воздухе. В таких случаях разница между РО2 в альвеолярном воздухе и в крови конечных отрезков капилляров может быть достаточно большой.

Диффузионные свойства легких можно также хорошо проиллюстрировать на примере понижения РО2 в альвеолярном воздухе. Предположим, что эта величина уменьшилась до 50 мм рт. ст.; такие условия наблюдаются, например, на большой высоте или при вдыхании смеси с низким содержанием О2. Хотя при этом РО1 в эритроцитах в начале легочных капилляров может падать до 20 мм рт. ст, перепад парциального давления, обусловливающий перенос О2 через диффузионный барьер, снижается с 60 до 30 мм рт. ст.

В результате О2 поступает в кровь медленнее. Кроме того, замедляется прирост РО2 при данном повышении концентрации O2 в крови, что связано с особой формой сатурационной кривой О2. Обе эти причины приводят к сравнительно медленному увеличению РО2 по ходу легочных капилляров, т. е. возникает вероятность того, что парциальное давление в конечном отрезке капилляра не сравняется с РО2 в альвеолярном воздухе.

Таким образом, тяжелая физическая нагрузка на большой высоте может служить одной из редких причин диффузионных нарушений переноса О2 в легких у здоровых людей. Разумеется, у больных с утолщением альвеолярно-капиллярного барьера такие нарушения при дыхании смесью с низким содержанием кислорода, особенно в сочетании с физической нагрузкой, могут возникать гораздо легче.

«Физиология дыхания», Дж. Уэст

Читайте далее:



Законы диффузии

Нам следует изучить перенос газов через барьер между альвеолярным воздухом и кровью. Этот перенос происходит за счет диффузии. Всего лишь 40 лет назад некоторые физиологи считали, что в легких происходит секреция кислорода в капилляры, т. е. его перемещение против градиента парциального давления. Такой процесс, требующий затрат энергии, протекает в плавательном пузыре рыбы. Однако в дальнейшем…

Диффузия и перфузия как факторы, ограничивающие перенос газов

Предположим, что в некой альвеоле содержится чужеродный газ, например окись углерода или закись азота, и в капилляры этой альвеолы поступают эритроциты. Как быстро поднимется парциальное давление данного газа в крови? Видно, что парциальные давления закиси азота в крови и в альвеолярном воздухе практически сравниваются уже в самом начале капилляра, таким образом, перенос этого газа в…

Мы убедились в том, что перенос кислорода в кровь легочных капилляров обычно ограничен скоростью легочного кровотока, хотя иногда в роли лимитирующего фактора может выступать и диффузия. И напротив, перенос окиси углерода ограничен исключительно диффузией, поэтому для измерения диффузионной способности легких лучше всего использовать именно этот газ. Когда-то с этой целью применяли О2 в условиях гипоксии,…

Скорость реакции газов с гемоглобином

До сих пор мы рассматривали как препятствие для переноса О2 и СО в кровь только альвеолярно-капиллярный барьер. Первая из них отражает сам процесс диффузии, а вторая — время реакции O2 (или СО) с гемоглобином. Однако из рисунка видно, что расстояние между стенкой альвеолы и центром эритроцита больше толщины этой стенки, а значит, некоторое диффузионное сопротивление…

Интерпретация величины диффузионной способности легких

Интерпретация величины диффузионной способности легких для СО Теперь нам ясно, что измеряемая диффузионная способность легких для СО зависит не только от площади и толщины барьера между альвеолярным воздухом и кровью, но и от объема крови в легочных капиллярах. Кроме того, при заболеваниях легких на эту величину влияет неравномерность распределения диффузионных свойств, объема воздуха в альвеолах…