Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа
20, 93 % из кислорода (0^) и на 0, 03 % из диоксида углерода (СО^). В местности, расположенной на уровне моря, атмосферное (или барометрическое) давление составляет примерно 760 мм рт.ст. Это давление считается стандартным атмосферным давлением. Его рассматривают как общее давление или 100 %. Следовательно, если общее атмосферное давление составляет 760 мм рт.ст., то парциальное давление азота (^) в воздухе будет 600, 7 мм рт.ст. (79, 04 % от общего давления 760 мм рт.ст.). Парциальное давление кислорода (Лэ, ) составляет 159, 0 мм рт.ст. (20, 93 % от 760 мм рт.ст.), а диоксида углерода (^со, )— 0, 3 мм рт.ст. (0, 03 % от 760 мм рт.ст.). Газы в нашем организме растворены в жидкостях, например, в плазме крови. Согласно закону Генри, газы растворяются в жидкостях пропорционально своему парциальному давлению, а также в зависимости от способности растворяться в определенных жидкостях и от температуры. Способность газа растворяться в крови является постоянной, температура крови также относительно постоянна. Следовательно, наиболее критический фактор газообмена между альвеолами и кровью — градиент парциального давления газов в них. ГАЗООБМЕН В АЛЬВЕОЛАХ Различие парциальных давлений газов в альвеолах и в крови создает градиент давления через легочную мембрану. Это является основой для осуществления газообмена во время диффузии Рис. 9.4. Легочная мембрана 178 кислорода и углекислого газа. Если бы давление по обе стороны мембраны было одинаковым, газы находились бы в состоянии равновесия и вряд ли двигались бы. Однако давление не одинаково. Рассмотрим сначала давление кислорода. Обмен кислорода ^ воздуха при стандартном атмосферном давлении равно 159 мм рт.ст. Однако во время вдоха в альвеолах оно снижается до 100 — 105 мм рт.ст. Поступивший воздух смешивается с тем, который находится в альвеолах; альвеолярный воздух содержит большее количество водяного пара и диоксида углерода, обеспечивающих общее давление. Свежий воздух, вентилирующий легкие, постоянно смешивается с воздухом, остающимся в альвеолах, тогда как некоторые из альвеолярных газов выводятся во внешнюю среду. В результате этого концентрации альвеолярного газа остаются относительно постоянными. Кровь, лишенная большей части кислорода, поступает в легочные капилляры с порядка Р. 40 — 45 мм рт.ст. (рис. 9.5). Это почти на 55 — 65 мм рт.ст. меньше, чем Р<.^ в альвеолах. Иными словами, градиент давления кислорода через легочную мембрану составляет, как правило, 55 — 65 мм рт.ст. Как отмечалось выше, этот градиент давления содействует перемещению кислорода из альвеол в кровь, чтобы уравновесить давление кислорода по обе стороны легочной мембраны. Р»^ в альвеолах относительно постоянно и составляет около 104 мм рт.ст. На артериальном конце капилляра в момент начала газообмена ^о, в крови составляет всего 40 мм рт.ст., однако по мере продвижения крови по капилляру газообмен протекает более интенсивно. К моменту достижения венозного конца капилляра парциаль Рис. 9.5. Парциальное давление кислорода в крови, проходящей через легочный капилляр ное давление кислорода в крови соответствует давлению в альвеоле. Ро2 довольно быстро уравновешивается и его показатели в альвеолах и в крови достигают 104 мм рт.ст. Следовательно, кровь, покидающая легкие через легочные вены, возвращается в сердце с достаточным количеством кислорода, который может быть использован тканями. Интенсивность диффундирования кислорода из альвеол в кровь называется диффузионной способностью кислорода. В состоянии покоя на каждый 1 мм рт.ст. разности давления каждую минуту в кровь диффундирует около 23 мл кислорода. При максимальном мышечном усилии потребление кислорода у нетренированных людей может повышаться до 45 мл-кг -мин, а у сильнейших спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, — до 80 мл-кг^-мин" '. Повышение диффузионной способности кислорода при переходе от состояния покоя к выполнению физической нагрузки обусловлено относительно неэффективной, " вялой" циркуляцией крови в легких, в основном обусловленной ограниченной перфузи-ей верхних участков легких вследствие действия силы тяжести. В то же время при максимальном усилии кровоток в легких усиливается главным образом вследствие повышения давления крови, обусловливающего более интенсивную перфузию легких. Т Чем выше градиент давления через легочную мембрану, тем быстрее диффузия кислорода через нее У спортсменов с более высокими аэробными возможностями, как правило, выше и диффузионная способность кислорода. По-видимому, это обусловлено увеличенным сердечным выбросом, большей альвеолярной площадью и пониженным сопротивлением диффузии через легочную мембрану. Обмен диоксида углерода Обмен диоксида углерода, как и обмен кислорода, зависит от градиента давления. Как видно из рис. 9.6, парциальное давление углекислого газа (рсо^ ) в крови, проходящей по альвеолам, составляет около 45 мм рт.ст. В альвеолах оно составляет около 40 мм рт.ст. Несмотря на относительно небольшой градиент давления (около 5 мм рт.ст.), он более чем достаточен. Растворимость диоксида углерода в легочной мембране в 20 раз больше, чем растворимость кислорода, поэтому СО^ диффундирует через нее намного быстрее. Показатели парциального давления газов, участвующих в процессе диффузии в легких, приводятся в табл. 9.1. ! 2* 179 Рис. 9.6. Парциальное давление диоксида углерода в крови, проходящей через легочной капилляр В ОБЗОРЕ... 1. Диффузия представляет собой процесс газообмена через легочную мембрану в альвеолах. 2. Величина газообмена через легочную мембрану главным образом зависит от парциального давления каждого из газов. В то же время определенное значение имеют растворимость газов и температура. Газы диффундируют из области с более высоким парциальным давлением данного газа в область с более низким его давлением. Таким образом, кислород поступает в кровь, а диоксид углерода выводится из нее. 3. Диффузионная способность кислорода повышается при переходе из состояния покоя в состояние выполнения физической нагрузки. Когда организму требуется больше кислорода, процесс газообмена интенсифицируется. 4. Градиент давления обмена диоксида углерода меньше, чем градиент давления обмена кисло рода, в то же время растворимость СО^ в легочной мембране в 20 раз больше, чем растворимость кислорода, поэтому он легче диффундирует через нее даже при меньшем градиенте давления. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-06-19; Просмотров: 215; Нарушение авторского права страницы