Состав воздуха при спокойном дыхании

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 26Следующая ⇒

Воздух при спокойном дыхании	Состав воздуха, %
О₂	СО₂	N₂
Вдыхаемый	20, 96	0, 02	78, 03
Альвеолярный	13, 70	5, 60	80, 70
Выдыхаемый	16, 40	4, 10	78, 50

Кроме того, имеющийся в баллоне КИПа медицинский кислород в своем составе содержит около 99, 0% кислорода и 1% азота.

Азот, как инертный газ, в реакцию с ХП-И не вступает, накапливается в дыхательном мешке и, если не работает периодически избыточный клапан, количество его в воздухе дыхательного мешка увеличивается, а процентное содержание кислорода опасно сокращается, возможно, азотное " опьянение". Поэтому необходимо через 30 мин работы в КИП нажать на кнопку аварийного клапана («байпаса»), продолжительностью 2-4 с и промыть кислородом дыхательный мешок до срабатывания избыточного клапана.

Вентиляция легких

Для газообмена между организмом и атмосферным воздухом большое значение имеет вентиляция легких, способствующая обновлению состава альвеолярного воздуха. Количественным показателем легочной вентиляции является минутный объем дыхания (МОД). Он равен произведению дыхательного объема на число дыханий в минуту.

Из воздуха, находящегося в альвеолах, кислород переходит в кровь и в него поступает углекислый газ. Поэтому альвеолярный воздух содержит меньше кислорода и больше углекислого газа по сравнению с воздухом.

Выдыхаемый воздух состоит из смеси альвеолярного и воздуха «вредного» пространства, по составу, неотличающегося от атмосферного. Поэтому выдыхаемый воздух содержит больше кислорода и меньше углекислого газа по сравнению с альвеолярным. Назначение легочной вентиляции состоит в поддержании относительно постоянного уровня парциального давления кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе.

Степень обновления альвеолярного воздуха, благодаря легочной вентиляции, может обновляться в широких пределах. Например, при мышечной работе легочная вентиляция может увеличиваться по сравнению с уровнем покоя до 25-30 раз. Однако имеется ряд существенных ограничений, затрудняющих использование вентиляции легких для эффективной альвеолярной вентиляции. К ним относится биомеханический фактор, определяющий различное сочетание объемов и емкостей общей емкости легких. Так, жизненная емкость легких газодымозащитников при работе в положении сидя или лежа составляет 65-70% по сравнению с работой в положении стоя. Предел вентиляции легких лимитирует и большая механическая работа мышц, и высокая кислородная стоимость дыхания. В случае высокого уровня МОД или большой длительной работы, возможно значительное снижение КПД при двигательной деятельности. Эффективность вентиляции легких может резко снижаться при несоответствии ее кровотоку в легких, неравномерности вентиляции и увеличении функционального «вредного» пространства.

Необходимо отметить, что в участках со сниженной вентиляцией альвеолярные капилляры сужаются вплоть до полной остановки движения крови по ним. Таким образом, поддерживается относительно постоянное соотношение вентиляции и кровотока в легких. Если бы не функционировали такие компенсаторные механизмы, то постоянно возникали бы ситуации, когда кровь омывала бы неработающие альвеолы или когда хорошо вентилируемые альвеолы не получали бы достаточного кровоснабжения. И в том и в другом случае эффективная диффузия газов не происходила бы.

С другой стороны, в тех ситуациях, когда снижена, и на длительный срок, вентиляция больших участков легких и, соответственно, сужено большое количество легочных капилляров, емкость системы легочного кровообращения значительно снижается, что приводит к повышению сопротивления движению крови и давления в легочной артерии. Это значительно увеличивает нагрузку на правые отделы сердца, приводя к их относительно быстрому истощению и сердечной недостаточности.

Диффузия газов через альвеолярную мембрану

Между парциальным давлением кислорода альвеолярного воздуха и напряжением его в венозной крови существует разность: если парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе (рис. 2.4.) равно примерно 102 мм рт. ст. (13, 6 кПа), то в крови, протекающей в капиллярах, оплетающих их альвеолярную сетку, оно составляет только 40 мм рт. ст. (5, 33 кПа). Причиной перехода углекислого газа из крови в альвеолярный воздух является то, что напряжение газа в венозной крови капилляров примерно 47 мм рт. ст. (6, 25 кПа) выше парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе 40 мм рт. ст. (5, 33 кПа).

Рис. 2.4. Схема обмена газов через стенки альвеолы

1- парциальное давление газов в атмосферном воздухе; 2- парциальное давление газов в альвеолярном воздухе; 3- оттекающая от легких артериальная кровь; 4- парциальное давление артериальной крови; 5- парциальное давление венозной крови; 6- протекающая к легким венозная кровь.

В связи с тем, что парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе примерно на 62 мм рт. ст. (8, 27 кПа) выше чем в крови, притекающей к легким, это определяет диффузию О₂ в кровь. В оттекающей от легких крови давление кислорода приближается к 100 мм рт. ст. (13, 3 кПа). Парциальное напряжение углекислого газа 5 в притекающей к легким крови примерно на 7 мм рт. ст. (0, 94 кПа.) выше, чем в альвеолярном воздухе 2, поэтому углекислый газ переходит в альвеолярный воздух.

Перенос кислорода кровью

Кровь вместе с лимфой является внутренней средой организма и осуществляет доставку кислорода к тканям тела, вынося из них углекислый газ. Химическим переносчиком кислорода служит пигмент крови гемоглобин. Он обладает способностью вступать с кислородом в непрочное соединение оксигемоглобин. Количество кислорода связанного гемоглобином в 100 мл крови, носит название кислородная емкость крови. Каждый грамм гемоглобина связывает 1, 33-1, 36 миллилитров кислорода. В 100 миллилитрах крови содержится 15 грамм Hb (гемоглобина). Следовательно, кислородная емкость крови здорового взрослого человека составляет 20, 4 объемных процента (1, 36 х 15 = 20, 4 об%) и колеблется в широких пределах, у разных людей в разных условиях, от 17, 42 до 24, 12 об%. Кислородная емкость всей крови человека, содержащая примерно 750 г гемоглобина, составляет около 1000 мл О₂. Этого достаточно для кислородного потребления в покое в течение 5-6 минут. В трудных условиях мышечной работы кислородная емкость крови может оказаться существенным энергетическим резервом организма. В различных условиях деятельности может возникнуть острое снижение насыщения крови кислородом (гипоксемия). Причины гипоксемии весьма разнообразны. Она может возникнуть в крови легких в связи со снижением давления кислорода в альвеолярном воздухе. Например, при произвольной задержке дыхания или при недостатке кислорода во вдыхаемом воздухе (гипоксии), а также при неравномерности вентиляции в различных частях легких. Перечисленные ситуации часто встречаются при работе в КИП, когда содержание кислорода в воздушной смеси, находящейся в дыхательном мешке, ниже нормы. Также она может усиливаться при двигательной деятельности вследствие нарастания неравномерной вентиляции легких, увеличения скорости кровотока в связи с малым временем контакта воздуха и крови.

В организме человека имеется два круга кровообращения.

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка сердца, затем идет в аорту, артерии, артериолы, капилляры и заканчивается в правом предсердии; малый круг (рис. 2.5) — начинается из правого желудочка сердца, идет в легочные артерии и капилляры и заканчивается в левом предсердии.

При выслушивании сердца ясно различают два звука, которые называются тонами сердца. Первый тон называется систолическим, второй тон — диастолическим (захлопывание полулунных клапанов).

Справочно. Систола – (сжимание, сокращение) – ритмически наступающее сокращение сердца, которое сменяется диастолой (расслаблением)

Рис.2.5. Малый круг кровообращения

При сокращении каждый желудочек выбрасывает 70-80 мл. крови. У здорового человека сердце в минуту сокращается в среднем 70 раз. Однако следует учитывать, что на частоту сердцебиения влияет положение тела и выполняемая физическая нагрузка. Сердце подает кровь в сосуды не беспрерывно, а прерывистой струей, однако кровь по кровеносным сосудам течет беспрерывно. Это достигается благодаря эластичности стенок артерий. Давление крови не одинаково вразных сосудах; оно выше в артериальном конце — 130 мл рт. ст. и ниже в венозном — ниже атмосферного на 2-5 мм рт. ст. В мелких капиллярах кровь встречает очень большое сопротивление из-за большого разветвления и малого сечения.

Ритмические колебания стенок артерий называют артериальным пульсом.

Но пульсовые колебания нельзя путать с током крови. Скорость распространения пульсовой волны не связана со скоростью течения крови по сосудам. Пульсовая волна распространяется со скоростью 9 м/с, а наибольшая скорость, с которой течет кровь, не превышает 0, 5 м/с, распространяясь по артериям, она постепенно ослабевает и окончательно теряется в капиллярной сети. Пульс в значительной степени отражает работу сердца и, прощупывая его, можно составить некоторое представление о работе сердца, состоянии всей срдечно-сосудистой системы и о полученной физической нагрузке.

В табл. 2.2. приведена зависимость потребления кислорода (воздуха) и частоты пульса от степени тяжести выполняемой работы.

Таблица 2.2.

Зависимость потребления кислорода (воздуха) и частоты

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒