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:



Газообмен в плаценте

У плода газообмен происходит в плаценте. При этом кровь матери поступает по маточным артериям и изливается в мелкие полости — межворсинчатые пространства, или лакуны. Кровь же плода подводится к плаценте по пупочным артериям, которые в конечном счете образуют капиллярные петли, вдающиеся в межворсинчатые пространства. Толщина диффузионного барьера между кровью матери и плода составляет около 3,5…

Рождение на свет — это, пожалуй, самый сильный стресс в жизни человека. На новорожденного внезапно начинает действовать огромное количество внешних раздражителей. Во время родов нарушается плацентарный газообмен, что приводит к гипоксемии и гиперкапнии. Наконец, в момент рождения, по-видимому, резко увеличивается чувствительность хеморецепторов (механизм этого явления пока неизвестен). Все это приводит к тому, что новорожденный делает…

Первые вдохи ребенка приводят к резкому падению сопротивления легочных сосудов. У плода на легочные артерии действует через артериальный проток системное давление, поэтому мышечный слой их стенок сильно развит и на сопротивление в малом круге кровообращения значительно влияют сосудосуживающие (например, гипоксемия, ацидоз, серотонин) и сосудорасширяющие (например, ацетилхолин) факторы. Резкое падение этого сопротивления в момент рождения обусловлено…

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) =…