6 июля 2009

Регионарный газообмен в легких

Влияние вентиляционно-перфузионного отношения в легочных единицах на газообмен хорошо видно на примере различий «по вертикали» в легких стоящего человека. В направлении от их верхушек к основаниям вентиляция постепенно увеличивается, но в гораздо большей степени возрастает кровоток.

Следовательно, в области верхушек (где кровоток мал) вентиляционно-перфузионное отношение выше нормального, а у оснований гораздо ниже. Теперь, используя кривую O2—СО2), можно проанализировать, как эти регионарные различия вентиляционно-перфузионного отношения отражаются на газообмене.

распределение вентиляции и кровотока в легком человека в вертикальном положении

Видно, что сверху вниз вентиляционно-перфузионное отношение уменьшается (J. В. West: Ventilation/Blood Flow and Gas Exchange, ed. 3. Oxford, Blackwell, 1977).

влияние неравномерности вентиляционно-перфузионного отношения на газообмен

Видно, что вентиляционно-перфузионное отношение в области верхушек легких велико, поэтому РO2 здесь высокое, а РCO2 низкое. В нижних отделах легких картина обратная (J. В. West: Ventilation/Blood Flow and Gas Exchange, ed. 3. Oxford, Blackwell, 1977).

На рисунке изображено легкое находящегося в вертикальном положении человека, через которое на разных уровнях проведены воображаемые горизонтальные «срезы». Каждый уровень характеризуется определенным вентиляционно-перфузионным отношением, т. е. соответствующей точкой на кривой О2—СО2. Для верхушек легких, где вентиляционно-перфузионное отношение высоко, эта точка смещена по кривой вправо, а для оснований — влево. Ясно, что альвеолярное значение Рог сверху вниз резко падает, тогда как РCO2 значительно медленнее повышается.

Отметим, во-первых, что объем «среза» легких в области верхушек меньше, чем у оснований. Верхушки вентилируются хуже оснований, но различия между ними в кровотоке еще более выражены. Вследствие этого вентиляционно-перфузионное отношение в легких сверху вниз уменьшается и соответствующим образом изменяется газообмен.

Важно отметить, что РO2 в вертикальном направлении изменяется примерно на 40 мм рт. ст., а РCO2 — гораздо меньше (возможно, туберкулез у взрослых чаще поражает верхушки легких именно потому, что высокое РO2 создает благоприятную среду для развития возбудителя), поскольку общее давление альвеолярного газа во всех участках легких должно быть одинаково, PN2 компенсирует возникающую разницу.

Регионарным различиям в РO2 и РCO2 в альвеолах соответствуют и неодинаковые концентрации этих газов в оттекающей от альвеол крови, получаемые из соответствующих сатурационных кривых. 

регионарные различия в газообмене а нормальных легких

Для простоты приведены цифры только для верхушек и оснований.

Рисунок показывает также удивительно крутой «вертикальный» градиент рН в легких, обусловленный значительным изменением РCO2 крови. Минимальный вклад верхушек легких в общее поглощение O2 можно связать главным образом с очень низкой здесь величиной кровотока. Различия же в выделении СO2 выражены гораздо менее, так как оно в большей степени зависит от вентиляции. В результате дыхательный коэффициент (выделение СО2/поглощение O2) в области верхушек выше, чем у оснований. При нагрузке, когда кровоток в легких распределяется более равномерно, участие верхушек в поглощении кислорода становится заметнее.

«Физиология дыхания», Дж. Уэст

Читайте далее:



Вентиляционно-перфузионное отношение

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,…

Последствия изменений вентиляционно-перфузионного отношения в функциональной единице легких

Теперь рассмотрим, как влияют изменения вентиляционно-перфузионного отношения в «легочной единице» на газообмен. На рисунке, приведены значения РO2 и РCO2 Для случая, когда это отношение нормально (т. е., около 1). РO2 во вдыхаемом воздухе равно 150 мм рт. ст., а РCO2 — практически 0 мм рт. ст. В смешанной венозной крови, поступающей к легким, РO2 равно…

Влияние неравномерности вентиляционно-перфузионного отношения на общий легочный газообмен

Регионарные различия в газообмене, рассмотренные выше, безусловно, очень интересны, однако для организма в целом важнее то, как соотношение вентиляции и перфузии влияет на общий газообмен в легких, т. е. на их способность поглощать кислород и выделять углекислый газ. Очевидно, что когда равномерность вентиляционно-перфузионного отношения нарушена, легкие при прочих равных условиях не могут осуществлять эти функции…

Представим себе легкие с равномерной вентиляцией и перфузией и нормальным переносом O2 и CO2. Предположим, что во каким-то непонятным причинам нормальное соотношение между вентиляцией и кровотоком внезапно нарушилось, но все остальные процессы не изменились. Что же произойдет с газообменом при таком «чистом» нарушении равномерности вентиляционно-перфузионного отношения? Оказывается, при этом одновременно снизится поглощение O2 и выделение…

Как же можно оценить неравномерность вентиляционно-перфузионного отношения в легких? Для определения регионарных различий в вентиляции и кровотоке у здоровых людей в вертикальном положении используют радиоактивные газы, однако во многих случаях даже между соседними участками легких существует значительная неравномерность, не выявляемая с помощью счетчиков, помещенных на грудную клетку. В связи с этим на практике используют индексы,…