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 дыхательный центр, повреждения грудной клетки, паралич дыхательных мышц или высокое сопротивление дыханию (например, при использовании очень плотной газовой смеси на больших глубинах). Она всегда сопровождается повышением РCO2 в альвеолярном воздухе, а следовательно, и в артериальной крови.
Количественную связь между снижением РO2 и повышением РCO2при гиповентиляции можно предсказать, исходя из уравнения альвеолярного газа.
Для этого надо знать состав вдыхаемого воздуха и так называемое отношение дыхательного обмена — равное отношению объемов образовавшегося СO2 и поглощенного O2. Коэффициент R зависит от обменных процессов в тканях в стационарных условиях.
При гиповентиляции РO2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови всегда снижается. Исключение составляют лишь те случаи, когда человек дышит газовой смесью, обогащенной кислородом. При этом увеличение содержания O2 во вдыхаемом воздухе легко компенсирует снижение общего объема вентиляции.
При внезапном увеличении альвеолярной вентиляции (например, при произвольной гипервентиляции) стационарное состояние, соответствующее новым значениям РO2 и РCO в альвеолах, может установиться через несколько минут. Это связано с накоплением дыхательных газов в организме.
Накопленного СO2 намного больше, чем O2, так как значительные количества углекислого газа запасаются в виде бикарбонатов в крови и интерстициальной жидкости. В результате РCO2 в альвеолярном воздухе достигает стационарного состояния позже, и при гипервентиляции во время переходного режима дыхательный коэффициент выдыхаемого воздуха может быть достаточно велик (СO2 «вымывается» из запасов). При гиповентиляции наблюдается обратное.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст