До сих пор мы рассматривали три возможные причины гипоксемии: гиповентиляцию, нарушение диффузии и наличие шунтов.
Однако существует еще один механизм ее возникновения — неравномерность вентиляционно-перфузионного отношения. Он встречается чаще других и в то же время наиболее труден для понимания. Дело в том, что, если вентиляция и кровоток в разных отделах легких не соответствуют друг другу, нарушается перенос как O2, так и СO2. Для понимания этого явления очень важно знать что такое вентиляционно-перфузионное отношение.
Рассмотрим модель функциональной единицы легких, в которой поглощение O2 имитируется растворением в воде краски. Через «легочную единицу», куда постоянно подсыпается порошкообразная краска (аналог поступления O2 при вентиляции), так же постоянно протекает вода (аналог тока крови, уносящего O2 через легочные капилляры). Содержимое «единицы» перемешивается с помощью мешалки, в реальном легком этому соответствует диффузия газов.
Главный вопрос, требующий ответа, следующий: от чего зависит содержание краски (O2) в «легочной единице» и, следовательно, в оттекающей воде (крови)?
Концентрация краски (аналог РO2 в альвеолярном воздухе) равна отношению V/Q (J. В. West: Ventilation/Blood Flow and Gas Exchange, ed. 3. Oxford, Blackwell, 1977).
Совершенно ясно, что концентрация краски в оттекающей воде зависит как от скорости поступления порошка (вентиляции), так и от скорости тока жидкости (расхода крови), т. е. определяется отношением этих двух скоростей. Иными словами, если порошок добавляется со скоростью V г/мин, а вода течет с расходом Q л/мин, концентрация краски в «легочной единице» и оттекающей воде составит V/Q г/л.
Точно так же концентрация (или точнее парциальное давление) O2 в любом участке легких зависит от отношения между вентиляцией и кровотоком. Это касается не только O2, но также СO2, N2 и любого другого газа, если содержание его в воздухе постоянно. Именно поэтому вентиляционно-перфузионное отношение играет ключевую роль в легочном газообмене.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст