3 июля 2009

Альвеолярно-капиллярный барьер

Парциальное давление газа можно рассчитать, умножив его концентрацию в газовой смеси на общее давление этой смеси. Так, концентрация кислорода в сухом воздухе 20,93 %, и его парциальное давление (РO2) на уровне моря (атмосферное давление — 760 мм рт. ст., 1 мм рт. ст. = 133,322 Па) составляет 20,93/100X760= 159 мм рт. ст. При прохождении воздуха через верхние дыхательные пути он нагревается и увлажняется, и давление водяных паров в нем становится равным 47 мм рт. ст. Таким образом, общее давление «сухой» газовой смеси составляет лишь 760 — 47 55.713 мм рт. ст.

Следовательно, РO2 во вдыхаемом воздухе равно 20,93/100*713= 149 мм рт. ст. Если жидкость привести в соприкосновение с газовой смесью и выждать, пока между этими двумя средами установится равновесие, то парциальное давление газа в жидкости станет таким же, как и в газовой смеси, Более подробно газовые законы изложены в приложении.

Перенос кислорода и углекислого газа между воздухом и кровью происходит путем простой диффузии, т. е. от области с высоким парциальным давлением газа к области с низким парциальным давлением (подобно тому, как вода течет сверху вниз). Согласно закону диффузии Фика, количество газа, перемещающееся через слой ткани, прямо пропорционально площади этого слоя и обратно пропорционально его толщине. В легких барьер между кровью и воздухом (альвеолярно-капиллярный барьер) чрезвычайно тонок, а поверхность его составляет 50—100 м2. Значит, по своим характеристикам этот барьер вполне подходит для процессов газообмена.

Каким же образом в ограниченной грудной полости разместилась такая колоссальная диффузионная поверхность?

Оказывается, мельчайшие кровеносные сосуды (капилляры) оплетают громадное число маленьких воздушных мешочков — альвеол. В легких человека около 300 млн. альвеол, а диаметр каждой из них составляет около 1/3 мм. Если бы альвеолы имели строго сферическую форму, то общая площадь их поверхности составила бы 85 м2, а общий объем — лишь 4 л.

Для сравнения: внутренняя площадь одиночной сферической структуры такого объема составила бы лишь 0,01 м2. Таким образом, огромная диффузионная поверхность в легких обусловлена разделением этих органов на колоссальное число субъединиц.

Газы доставляются к альвеолярно-капиллярному барьеру по дыхательным путям, а кровь (с другой его стороны) — по кровеносным сосудам.

Альвеолы представляют собой не сферы, а многогранники. Кроме того, не вся их поверхность участвует в диффузии.

«Физиология дыхания», Дж. Уэст

Читайте далее:



Как строение легких обеспечивает их деятельность

Легкие — это органы газообмена. Их главное назначение состоит в том, чтобы обеспечить переход кислорода из воздуха в венозную кровь, а углекислого газа — в обратном направлении. Легкие выполняют и другие функции: здесь происходит метаболизм некоторых веществ, фильтрация и удаление вредных продуктов из кровотока и депонирование крови. В то же время главная их задача —…

Дыхательные пути и движение в них воздуха

Воздухоносные пути представляют собой последовательно заветвляющиеся трубочки. По мере погружения в легочную ткань они сужаются, укорачиваются и увеличиваются в числе. Трахея разделяется на правый и левый главные бронхи, те в свою очередь на долевые, затем на сегментарные бронхи, и так далее до конечных бронхиол, еще не связанных непосредственно с альвеолами. Вся эта система образует проводящие…

Кровеносные сосуды и движение в них крови

Легочные кровеносные сосуды, как и бронхи, представляют собой ветвящиеся трубочки — сначала легочная артерия делится до капилляров, а затем они вновь объединяются 1 легочные вены. Вначале артерии, вены и бронхи идут вместе, однако в периферических отделах легких вены отделяются и проходят между дольками, тогда как артерии и бронхи следуют рядом к центру долек. Капилляры образуют…

Стабильность альвеол Легкие можно считать скоплением 300 млн. пузырьков, диаметр каждого из которых близок к 0,3 мм. Подобным структурам присуща внутренняя нестабильность: поверхностное натяжение жидкости, выстилающей альвеолы, создает значительные силы, стремящиеся их сплющить. К счастью, некоторые из клеток, выстилающих стенки альвеол, секретируют особое вещество — сурфактант, резко снижающее поверхностное натяжение этой жидкости, благодаря чему стабильность…