8 июля 2009

Дыхание жидкостями

Млекопитающие могут выживать в течение нескольких часов, дыша не воздухом, а жидкостями. Это было впервые показано в опытах на мышах, помещенных в солевой раствор с повышенным содержанием O2 (для этого раствор уравновешивался с чистым кислородом при давлении 8 атм).

В дальнейшем было обнаружено, что мыши, крысы и собаки могут некоторое время дышать во фторуглеродной среде, уравновешенной с чистым кислородом при давлении 1 атм., после чего у них успешно восстанавливается «воздушное» дыхание (фторуглероды — жидкости, хорошо растворяющие O2 и СO2).

кровообращение у плода человека, цифры соответствуют РO2 в крови (мм рт. ст.)

Поскольку плотность и вязкость жидкости намного больше, чем у воздуха, при таком дыхании резко увеличиваются энергозатраты. Однако, несмотря на это, при достаточном содержании кислорода во вдыхаемой среде можно добиться удовлетворительной оксигенации артериальной крови. Интересно, что серьезной проблемой в таких условиях является удаление СO2.

Мы уже знаем, что если в бронхиальном дереве вплоть до конечных или дыхательных бронхиол преобладает объемный поток воздуха, то газообмен между альвеолами и этими бронхиолами осуществляется преимущественно путем диффузии. Поскольку скорость диффузии СO2 и O2 в жидкостях на несколько порядков ниже, чем в газах, при дыхании жидкостью должна сохраняться большая разница в парциальном давлении СO2 между альвеолами и конечными бронхиолами. Действительно, в этих условиях у животных часто развивается задержка СO2 и ацидоз.

Важно подчеркнуть, что перепад парциального давления для диффузии кислорода всегда можно повысить, увеличив РO2 во вдыхаемой среде, усилить же выделение СO2 таким путем невозможно.

«Физиология дыхания», Дж. Уэст

Читайте далее:



Как происходит газообмен при низких и высоких давлениях

Легкие представляют собой важнейшую структуру, осуществляющую физиологическую связь организма с. окружающей средой: общая площадь их поверхности примерно в 30 раз больше, чем у кожи. Стремление человека покорять все новые высоты и проникать все глубже в океаны, вызывает сильный стресс дыхательной системы, впрочем не сравнимый с трудностями, испытываемыми ей при рождении ребенка. Мы рассмотрим некоторые особенности…

Важнейшей компенсаторной реакцией на большой высоте служит гипервентиляция. Для того чтобы понять ее значение, можно с помощью уравнения альвеолярного газа рассчитать РO2 у альпиниста на вершине Эвереста. Если бы РCO2 в его альвеолах составляло 40 мм рт. ст., а дыхательный коэффициент — 1, то РO2 в альвеолярном воздухе было бы равно 43 — (40/1) =…

Полицитемия

При высотной акклиматизации, вероятно, важен еще один механизм — повышение содержания эритроцитов в крови. При этом увеличивается и концентрация гемоглобина, а следовательно, и кислородная емкость крови. В этих условиях, несмотря на снижение РO2 артериальной крови и насыщения ее кислородом, содержание в ней O2 может быть нормальным или даже повышенным. Так, у жителей высокогорных селений перуанских…

При акклиматизации к большой высоте сатурационная кривая O2 сдвигается вправо, что приводит к увеличению выхода O2 из венозной крови при данном РO2. Такой сдвиг обусловлен повышением концентрации 2,3-дифосфоглицерата в условиях гипоксемии и алкалоза. В то же время сдвиг этой кривой вправо затрудняет насыщение крови кислородом в легких, и ряд проведенных в последние годы исследований показывает,…

Кислородное отравление

Обычно возникают трудности при обеспечении организма достаточным количеством кислорода, однако иногда его бывает слишком много. Дыхание в течение нескольких часов газовой смесью с высокой концентрацией O2 может привести к повреждению легких. У морских свинок в камере, куда при атмосферном давлении подается чистый кислород, через 48 ч развивается отек легких. Первые патологические изменения при этом обнаруживаются…