Самое важное по теме: давление кислорода в артериальной крови с комментариями практикующих врачей. Все вопросы можете задать после статьи.
Содержание
В норме артериальный рН является отрицательным логарифмом концентрации ионов водорода (Н) и колеблется между 7,35 и 7,45. При дыхании комнатным воздухом нормальное РаСО2 изменяется между 35 и 45 мм рт.
обычно не измеряется, но довольно просто рассчитывается по рН и РаСО2 с помощью номограммы, полученной из уравнения Хендерсона—Хассельбаха. Прямые автоматизированные определения НСО3
в сыворотке (общее содержание СО2) более точны, чем номограммы для определения содержания НСО3
. Подобным же способом насыщение артериальной крови кислородом (SaO2) обычно не измеряется, а рассчитывается по РаО2.
НАПРЯЖЕНИЕ, НАСЫЩЕНИЕ И СОДЕРЖАНИЕ ГАЗА
Парциальное давление в крови — его напряжение — отражает скорость, с которой молекулы газа проникают в плазму. Содержание газа зависит не только от парциального Давления, но также от способности крови сохранять данный газ (ее емкости по отношению к данному га-3У)- СО2 находится в растворенной Форме, а также связан с гемоглобином и другими белковыми буферами, 11 его содержание изменяется в широком диапазоне одновременно с напряжением. Однако транспорт О2 более сложен, так как отношение между напряжением и насыщением (содержанием) отличается высокой нелинейностью. Анализ артериальной крови обеспечивает данные, необходимые для вычисления показателей эффективности оксигенации, таких как альвеолярно-артериальный градиент по кислороду [D(A-a)O2], альвеолярно-артериальное (А/а) отношение и отношение PaO2/FiO2. Преимущества и ограничения каждого из этих показателей обсуждаются подробно в главе 5 “Респираторный мониторинг”.
![]() |
Видео (кликните для воспроизведения). |
Напряжение кислорода и насыщение
При нормальном атмосферном давлении содержание кислорода в крови определяется главным образом количеством О2, связанного с гемоглобином (Нb), и в небольшой мере — растворенным О2. Переносимый объемом крови О2 (мл О2/100 мл крови) зависит от РаО2 (мм рт. ст.), концентрации Нb (г/дл), рН и характеристик самого Нb:
содержание О2 = 1,34 х (НЬ) х (% насыщения) + (0,003) х (РаО2).
В большинстве случаев количество растворенного кислорода незначительно, но становится существенным, когда применяется чистый кислород в гипербарических условиях. В такой ситуации РаО2 может превышать 2000 мм рт. ст.
Анализ газов артериальной крови непосредственно определяет парциальное давление растворенного О2, но обеспечивает только косвенный (и часто неточный) показатель содержания О2. Прямое и очевидное влияние на это отношение имеет анемия. Патологические гемо-глобины (например, метгемоглобин, карбоксигемоглобин) может связывать О2 с более низким сродством, чем нормальный, или же места их связи с О2 могут быть занятыми, что обусловит более низкое содержание О2, чем было бы при нормальном Нb.
В отношении потребностей ткани важно как количество кислорода, доставляемого в единицу времени (произведение сердечного выброса на содержание кислорода в единице объема), так и парциальное давление О2 в артериальной крови (РаО2). Допустимая гипоксемия зависит не только от степени десатурации, но также от имеющихся компенсаторных механизмов и чувствительности пациента к гипоксии. Кроме повышенного извлечения О2, главные механизмы компенсации заключаются в увеличении сердечного выброса, улучшении перфузии (за счет раскрытия капилляров и изменений в распределении сопротивления) и производства красных кровяных клеток (эритроцитоз).
Если у человека без нарушения функции сердца или анемии в течение короткого периода разовьется гипоксемия, она никак не проявится, пока значение РаО2 не упадет ниже 50—60 мм рт. ст. На этом уровне обычно отмечаются первые признаки, отражающие повышенную чувствительность мозговой ткани к гипоксии, — недомогание, умеренная тошнота, головокружение, нарушение суждений и дискоординация. Минутная вентиляция возрастает, но при этом сильной одышки не возникает, если только речь не идет об ухудшении механических свойств легкого, например о хроническом обструктивном заболевании легких (ХОЗЛ). Если РаО2 снижается до 35—50 мм рт. ст., появляется спутанность сознания, напоминающая состояние при алкогольном опьянении, особенно у больных старшего возраста с цереброваскулярной ишемической болезнью. Такие пациенты склонны к нарушениям сердечного ритма. При значениям РаО2 ниже 35 мм ртст. уменьшается почечный кровоток, замедляется диурез и развиваются брадикардия, устойчивая к атропину, и блокада проводящей системы.
На этой стадии также появляется лактатацидоз, даже при нормальной функции сердца. Больной становится сонным или заторможенным, а минутная вентиляция максимально возрастает. При РаО2 около 25 мм рт. ст. здоровый неадаптированный человек теряет сознание и минутная вентиляция начинает падать под влиянием угнетения дыхательного центра.
Эта последовательность встречается и при большем напряжении О2, если поврежден какой-либо из главных компенсирующих гипоксемию механизмов. Даже умеренные уменьшения напряжения О2 плохо переносятся пациентами с анемией, со сниженным сердечным выбросом или коронарной недостаточностью. Кроме того, у пациентов в критическом состоянии автономный контроль распределения кровотока может быть нарушен либо по причине эндогенной патологии (например, сепсис), либо под влиянием вазопрессорной или сосудорасширяющей терапии. Поскольку при снижении альвеолярного напряжения О2 сеть легочных сосудов сжимается, у пациентов с ранее существовавшей легочной гипертензией или с cor pulmonale гипоксемия может вызывать декомпенсацию правого желудочка.
Если у здоровых людей применяется чистый О2 при нормальном барометрическом давлении, венозное и тканевое напряжение О2 повышается незначительно. Следовательно, кислород мало воздействует и на нелегочные ткани. Однако высокие концентрации О2 постепенно заменяют в легких азот, даже в плохо вентилируемых участках. Замена азота кислородом в конечном счете вызывает коллапс плохо вентилируемых областей, поскольку О2 поглощается венозной кровью быстрее, чем восполняется. В результате возникают ателектазы и снижается растяжимость легких. Еще важнее то, что высокое напряжение О2 может ускорять образование свободных радикалов и других вредных продуктов окисления, повреждая ткани бронхов и паренхимы. Вызванное кислородом повреждение легких наиболее четко проявляется на экспериментальных моделях, использующих здоровых животных, однако токсичность кислорода у пациентов с поврежденными легкими выражена намного меньше. Фактически сами процессы, которые обычно провоцируют дисфункцию легких (например, сепсис, альвеолярное кровотечение и т. д.), могут защищать их от гипероксии.
![]() |
Видео (кликните для воспроизведения). |
Парциальное давление кислорода в артериальной крови.
Надлежащий образец крови для анализа ABG содержит, как правило,1-3 мл артериальной крови, взятой пункционно анаэробно из периферической артерии в специальный контейнер из пластика, с помощью иглы малого диаметра. Пузырьки воздуха, которые могут попасть во время отбора пробы, должны быть незамедлительно удалены. Воздух в помещении имеет раО2 около 150 мм рт.ст. (на уровне моря) и раСО2 практически равное нулю. Таким образом, воздушные пузырьки, которые смешиваются с артериальной кровью сдвигают (увеличивают) раО2 к 150 мм рт.ст. и уменьшают (снижают) раСО2.
Если в качестве антикоагулянта используется гепарин и забор производится шприцем а не специальным контейнером, следует учитывать рН гепарина, который равен приблизительно 7,0. Таким образом, избыток гепарина может изменить все три значения ABG (раО2, раСО2, рН). Очень малое количество гепарина необходимо, чтобы предотвратить свертывание; 0,05 – 0,10 мл разбавленного раствора гепарина (1000 ЕД / мл), будет противодействовать свертыванию приблизительно 1 мл крови, не влияя при этом на рН, раО2, раСО2. После промывки шприца гепарином, достаточное количество его обычно остается в мертвом пространстве шприца и иглы, чего хватает для антикоагуляции без искажения значений ABG.
После сбора, образец должен быть проанализирован в кратчайшие сроки. Если происходит задержка более 10 минут, образец должен быть погружен в контейнер со льдом. Лейкоциты и тромбоциты продолжают потреблять кислород в образце и после забора, и могут вызвать значительное падение раО2, при хранении в течение долгого времени при комнатной температуре, особенно в условиях лейкоцитоза или тромбоцитоза. Охлаждение позволит предотвратить любые клинически важные изменения, по крайней мере в течение 1 часа, за счёт снижения метаболической активности этих клеток.
Даже людям далеким от альпинизма и дайвинга известно, что дышать в определенных условиях человеку становится сложно. Такое явления связано со сменой парциального давления кислорода в окружающей среде, как следствие, и в крови самого человека.
Когда житель равнинной местности приезжает в отпуск в горы, кажется, что воздух там особенно чист и надышаться им просто невозможно.
Таким образом, у жителей горных местностей уровень гемоглобина всегда оказывается выше, чем у равнинных.
В зависимости от особенностей организма норма парциального давления кислорода может отличаться для каждого человека в определенном возрасте, состоянии здоровья или просто от способности к акклиматизации. Именно поэтому покорять вершины суждено не всем, ведь даже имея огромное желание, человек не способен полностью подчинить себе свой организм и заставить его работать по-другому.
Очень часто у неподготовленных альпинистов при скоростном подъеме могут развиваться различные симптомы гипоксии. На высоте менее 4,5 км они проявляются головными болями, тошнотой, усталостью и резкой сменой настроения, поскольку нехватка кислорода в крови сильно отражается на работе нервной системы. Если подобные симптомы проигнорировать, то в дальнейшем образуется отек мозга или легких, каждый из которых способен привести к смерти.
Таким образом, игнорировать изменение парциального давления кислорода в окружающей среде строго запрещено, ведь оно всегда влияет на работоспособность всего человеческого организма.
Когда водолаз погружается в условия, где атмосферное давление ниже привычного уровня, его организм также сталкивается со своеобразной акклиматизацией. Парциальное давление кислорода на уровне моря является средней величиной и с погружением также меняется, но особую опасность для человека в данном случае представляет азот. На поверхности земли в равнинной местности он не влияет на людей, но после каждых 10 метров погружения постепенно сжимается и провоцирует в организме водолаза различные степени наркоза. Первые признаки такого нарушения могут проявляться уже после 37 метров под водой, особенно если человек проводит на глубине длительное время.
Когда атмосферное давление превышает 8 атмосфер, а достигается этот показатель уже после 70 метров под водой, водолазы начинают чувствовать азотный наркоз. Явление это проявляется ощущением алкогольного опьянения, которое нарушает координацию и внимательность подводника.
В случае, когда парциальное давление кислорода и других газов в крови отклонено от нормы и водолаз начинает ощущать признаки интоксикации, очень важно осуществлять его подъем максимально медленно. Связано это с тем, что при резком изменении давления диффузия азота провоцирует возникновение в крови пузырьков с данным веществом. Простым языком, кровь как будто закипает, и человек начинает чувствовать сильную боль в суставах. В дальнейшем у него могут развиваться нарушения зрения, слуха и работы нервной системы, что называют кессонной болезнью. Чтобы избежать такого явления, водолаза следует поднимать очень медленно или заменять в его дыхательной смеси азот гелием. Данный газ менее растворим, имеет меньшую массу и плотность, поэтому затраты на внешнее дыхание уменьшаются.
Если же подобная ситуация произошла, то человека необходимо срочно помещать в обратно среду с высоким давлением и ждать постепенной декомпрессии, которая может продолжаться до нескольких дней.
Парциальное давление кислорода в артериальной крови
Для того чтобы изменился газовый состав крови, не обязательного покорять вершины или спускаться на морское дно. Различные патологии сердечно-сосудистой, мочевыделительной и дыхательной систем также способны влиять на изменение давления газов в главной жидкости человеческого организма.
Для точного определения диагноза у пациентов берутся соответствующие анализы. Чаще всего врачей интересует парциальное давление кислорода и углекислого газа, поскольку они обеспечивают полноценное дыхание всех органов человека.
Малейшие отклонения указывают на то, что у пациента имеются отклонения, влияющие на способность использовать поступающие в организм газы по максимуму.
Норма парциального давления кислорода в крови понятие относительное, поскольку может варьироваться в зависимости от множества факторов. Чтобы правильно определить свой диагноз и получить лечение, с результатами анализов необходимо обращаться к специалисту, способному учесть все индивидуальные характеристики пациента. Конечно, существуют и эталонные нормы, которые принято считать идеальными для здорового взрослого человека. Так, в крови пациента без отклонений имеется:
- углекислый газ в количестве 44,5-52,5 %;
- его давление 35-45 мм рт. ст.;
- насыщение жидкости кислородом 95-100 %;
- О2 в количестве 10,5-14,5 %;
- парциальное давление кислорода в крови 80-110 мм рт. ст.
Чтобы во время сдачи анализа результаты соответствовали действительности, необходимо учесть целый ряд факторов, способных повлиять на их корректность.
Парциальное давление кислорода в артериальной крови может меняться очень быстро в зависимости от различных обстоятельств, поэтому, чтобы результат анализа был максимально точным, следует учитывать следующие особенности:
- норма давления всегда уменьшается с увеличением возраста пациента;
- при переохлаждении снижается давление кислорода и давление углекислого газа, а уровень рН увеличивается;
- при перегреве ситуация обратная;
- действительный показатель парциального давления газов будет виден только при заборе крови у пациента с температурой тела в пределах нормы (36,6-37 градусов).
Причины отклонения от нормы, зависящие от медработников
Кроме учета таких особенностей организма самого пациента, специалисты для корректности результатов также должны соблюдать определенные нормы. В первую очередь на парциальное давление кислорода влияет наличие пузырьков воздуха в шприце. Вообще, любой контакт анализа с окружающим воздухом способен изменить результаты. Также важно после забора крови аккуратно перемешать ее в емкости, чтобы эритроциты не оседали на дне пробирки, что также способно сказаться на результатах анализа, демонстрирующих уровень гемоглобина.
Очень важно придерживаться и норм времени, отведенных на проведение анализа. По правилам, все действия должны осуществляться в пределах четверти часа после забора, и если этого времени недостаточно, то емкость с кровью должна помещаться в ледяную воду. Только так можно остановить процесс потребления кислорода клетками крови.
Специалисты также должны своевременно калибровать анализатор и брать анализы только шприцами с сухим гепарином, который сбалансирован электролитически и не оказывает влияния на кислотность пробы.
Как уже понятно, парциальное давление кислорода в воздухе способно оказывать на организм человека заметное влияние, но уровень давления газов в крови может нарушаться и по другим причинам. Чтобы определить их правильно, расшифровку следует доверять только опытному специалисту, способному учесть все особенности каждого пациента.
На гипоксию в любом случае будет указывать снижение уровня давления кислорода. Изменение уровня рН крови, как и давления углекислого газа или изменение уровня бикарбонатов, может указывать на ацидоз или алкалоз.
Ацидоз представляет собой процесс закисления крови и характеризуется повышением давления углекислого газа, снижением уровня рН крови и бикарбонатов. В последнем случае диагноз будет озвучен как метаболический ацидоз.
Алкалоз представляет собой повышение щелочности крови. О нем будет свидетельствовать повышенное давление углекислого газа, увеличение числа бикарбонатов, а следовательно, и изменение уровня рН крови.
На работоспособность организма влияет не только качественное питание и физические нагрузки. Каждый человек привыкает к определенным климатическим условиям жизни, в которых чувствует себя максимально комфортно. Их изменение провоцирует не только плохое самочувствие, но и полную смену определенных показателей крови. Чтобы определить по ним диагноз, следует тщательно подбирать специалиста и следить за соблюдением всех норм забора анализов.
021. У больного в артериальной крови парциальное давление кислорода – 70 мм рт. Ст., объемная концентрация кислорода – 20 об%. Ваш диагноз?
2) нарушение внешнего дыхания;
3) нарушение тканевого дыхания;
5) отравление метгемоглобинобразователями.
022. Больному установлен электрокардиостимулятор. Можно ли регулировать силу сокращений сердца, меняя амплитуду стимула?
3) да, но только в ограниченном диапазоне.
023. Какое из перечисленных изменений будет на ЭКГ при повышении тонуса блуждающих нервов?
1) снижение амплитуды зубцов;
2) уширение комплекса QRS;
3) удлинение интервала PQ;
4) уширение зубца Р;
5) увеличение амплитуды зубцов.
024. Под действием препарата, блокирующего медленные кальциевые каналы, частота сердечных сокращений:
025. Минутный объем правого желудочка:
1) такой же, как минутный объем левого;
2) в два раза больше;
3) в пять раз больше;
4) в два раза меньше;
5) в пять раз меньше.
026. О каком из перечисленных показателей деятельности сердца можно судить по ЭКГ?
1) сила сокращений желудочков;
2) сила сокращений предсердий;
3) локализация водителя ритма.
027. У больного – повышенная кислотность желудка. Препарат какой группы может быть назначен?
1) блокатор -адренорецепторов;
2) стимулятор М-холинорецепторов;
4) стимулятор H2-гистаминорецепторов.
028. Внутривенное введение секретина будет сопровождаться повышением уровня:
1) соляной кислоты в желудке;
2) бикарбонатов в двенадцатиперстной кишке;
3) амилазы и липазы в двенадцатиперстной кишке;
4) трипсина в двенадцатиперстной кишке.
029. При дуоденальном зондировании выявлено повышение содержания лейкоцитов в самой концентрированной порции желчи. О патологии какого отдела Вы подумаете?
1) внутрипеченочные желчные пути;
2) желчный пузырь;
3) двенадцатиперстная кишка;
4) поджелудочная железа.
030. У больного резко повышен уровень гастрина в крови. Что характерно для этого состояния?
1) пониженная кислотность желудочного содержимого;
2) повышенная кислотность желудочного содержимого;
5) железодефицитная анемия.
031. При введении в двенадцатиперстную кишку соляной кислоты в крови резко повысится уровень:
032. При дефиците какого гормона уменьшится торможение активности желудка в ответ на попадание жирной пищи в двенадцатиперстную кишку?
033. При дефиците какого гормона уменьшится секреция желчи в ответ на попадание кислой пищи в двенадцатиперстную кишку?
034. Человек потреблял в сутки 100 г белка. При этом у него наблюдалось азотистое равновесие. Затем он перешел на рацион с суточным содержанием белка 500 г. Что Вы обнаружите, если на 3‑й неделе такой диеты определите у него азотистый баланс?
1) выделение азота возросло в 5 раз; азотистое равновесие;
2) выделение азота увеличилось, но все же не соответственно приходу; положительный азотистый баланс;
3) выделение азота не изменилось; положительный азотистый баланс;
4) выделение азота снизилось, положительный азотистый баланс;
5) выделение азота возросло в 5 раз; отрицательный азотистый баланс.
035. Вы составляете суточный рацион для больного, страдающего ожирением, с целью добиться снижения массы тела. Его суточные энергозатраты составляют около 2500 ккал. В составленном Вами рационе имеется: белков – 150 г, углеводов – 600 г, жиров – 200 г. Будет ли достигнута Ваша цель?
2) нет; напротив, больной будет прибавлять в весе;
3) вряд ли; суточные энергозатраты примерно равны суточному поступлению энергии.
036. Какой из перечисленных показателей Вы будете измерять для определения основного обмена?
2) калорийность потребляемой пищи;
3) усвояемость потребляемой пищи;
4) физиологическую теплоту сгорания белков, жиров и углеводов.
037. Для осуществления управляемой гипотермии взрослому человеку необходимо ввести:
2) препараты, снижающие уровень гормонов щитовидной железы;
038. У больного имеется значительная протеинурия. Какой отдел нефрона поражен?
2) проксимальный каналец;
4) дистальный каналец;
5) собирательная трубочка.
039. Под действием препарата, подавляющего активный транспорт натрия в дистальных канальцах почек, диурез:
040. Инулин – вещество, удаляемое исключительно путем фильтрации. У больного снижен клиренс инулина. Это означает, что у него, скорее всего, поражены:
3) почечные сосуды.
041. При разрушении задней доли гипофиза можно ожидать:
1) увеличения диуреза, снижения осмолярности мочи;
2) увеличения диуреза, повышения осмолярности мочи;
3) снижения диуреза, снижения осмолярности мочи;
4) снижения диуреза, повышения осмолярности мочи.
042. При некоторых отравлениях глюкоза появляется в моче, несмотря на нормальный уровень в крови. Это означает, что точкой приложения данных токсических веществ являются:
2) проксимальные канальцы;
4) дистальные канальцы;
5) собирательные трубки.
043. При каких из перечисленных поражений назначение ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента может привести к дальнейшему ухудшению функции почек?
1) поражение клубочков;
2) поражение канальцев;
3) поражение собирательной системы;
4) двусторонний стеноз почечных артерий.
044. У больного методом тональной аудиометрии обнаружено резкое повышение порога восприятия звуков в диапазоне 15000–20000 Гц. Какой диагноз более вероятен?
1) повреждение всей улитки;
2) повреждение нижней части улитки;
3) повреждение верхней части улитки;
4) повреждение одного из полукружных канальцев;
5) повреждение преддверия.
045. Вам принесли для расшифровки ЭЭГ. Взглянув на нее, Вы обнаружили дельта-ритм во всех отведениях. О чем Вы спросите в первую очередь?
1) нет ли у больного судорог;
2) не снималась ли ЭЭГ во время сна;
3) каков был уровень физической нагрузки во время регистрации;
4) какая умственная задача была предъявлена больному во время регистрации.
046. Для расширения зрачка с целью осмотра глазного дна Вы закапаете в глаза:
1) стимулятор М-холинорецепторов;
2) стимулятор N-холинорецепторов;
3) блокатор М-холинорецепторов;
4) блокатор N-холинорецепторов.
047. У больного поражена затылочная доля коры головного мозга. Какой метод Вы примените для оценки степени функционального повреждения?
2) определение поля зрения;
4) оценку речевых функций;
5) исследование координации движений.
048. При исследовании остроты зрения оказалось, что больной хорошо видит отдаленные предметы, но с трудом читает книгу с мелким шрифтом. Очки с какими линзами Вы ему пропишите?
3) с различной оптической силой в центре и на периферии.
049. Если воздушная звуковая проводимость нарушена, а костная – нет, то поражение может локализоваться в:
4) слуховых нервах;
5) височной доле коры.
050. У больного нарушены механизмы фоторецепции палочек. Что при этом будет наблюдаться?
1) нарушение восприятия красного цвета;
2) нарушение восприятия синего цвета;
3) нарушение восприятия зеленого цвета;
4) нарушение сумеречного зрения.
051. У больного периодически возникают неконтролируемые судорожные движения левой руки. Где расположен патологический очаг?
1) в левом полушарии мозжечка;
2) в правом полушарии мозжечка;
3) в черве мозжечка;
4) в нижнем отделе прецентральной извилины справа;
5) в верхнем отделе постцентральной извилины справа.
052. У кого введение атропина приведет к большему увеличению частоты сердечных сокращений?
1) у тренированного спортсмена;
2) у обычного человека;
3) эффект атропина не зависит от степени тренированности.
053. При регистрации ЭКГ имеются значительные помехи («наводка») в стандартных отведениях II и III, но не I. Какой электрод может быть плохо наложен?
1) на левой руке;
2) на правой руке;
3) на левой ноге;
4) на правой ноге.
054. Чему равна функциональная остаточная емкость легких, если: общая емкость легких = 5000 мл, жизненная емкость легких = 3500 мл, резервный объем вдоха = 2000 мл, дыхательный объем = 500 мл?
PaO2 (парциальное давление кислорода в артериальной крови)
PaO2 – парциальное давление кислорода в артериальной крови.
раО2 – парциальное давление кислорода в альвеолах.
РAО2 часто рассчитывают по уравнению альвеолярного газа . Это уравнение основано на том, что РAО2 и РAСО2 изменяются обратно пропорционально друг другу в зависимости от объема альвеолярной вентиляции (при гипервентиляции РAО2 повышается, а РAСО2 снижается, а при гиповентиляции – наоборот). Уравнение альвеолярного газа применяют в упрощенном виде, а вместо РAСО2 подставляют РаС02 :
РAО2 = F1O2 * (Рв – PH2O) – (РAСО2 : ДК), где
Рв – атмосферное давление (на уровне моря – 760 мм рт. ст.);
PH2O – давление насыщенного водяного пара (при 37*С – 47 мм рт. ст.);
ДК – дыхательный коэффициент (отношение выделенного СО2 к поглощенному О2, в среднем равен 0,8).
F1O2 для атмосферного воздуха приблизительно равна 21%.
Если указанные значения подставить в уравнение (при условии, что больной дышит атмосферным воздухом под давлением, равным таковому на уровне моря), то получим:
В обычных условиях человек дышит обычным воздухом, имеющим относительно постоянный состав (табл. 1). В выдыхаемом воздухе всегда меньше кислорода и больше углекислого газа. Меньше всего кислорода и больше всего углекислого газа в альвеолярном воздухе. Различие в составе альвеолярного и выдыхаемого воздуха объясняется тем, что последний является смесью воздуха мертвого пространства и альвеолярного воздуха.
Альвеолярный воздух является внутренней газовой средой организма. От его состава зависит газовый состав артериальной крови. Регуляторные механизмы поддерживают постоянство состава альвеолярного воздуха. Состав альвеолярного воздуха при спокойном дыхании мало зависит от фаз вдоха и выдоха. Например, содержание углекислого газа в конце вдоха всего на 0,2-0,3% меньше, чем в конце выдоха, так как при каждом вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха. Кроме того, газообмен в легких протекает непрерывно, при вдохе и при выдохе, что способствует выравниванию состава альвеолярного воздуха. При глубоком дыхании зависимость состава альвеолярного воздуха от вдоха и выдоха увеличивается.
Таблица 1. Состав воздуха (в %)
Название газа
Воздух
вдыхаемый
выдыхаемый
альвеолярный
Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь (около 500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (около 430 л в сутки). Диффузия происходит вследствие разности парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжений в крови.
Парциальное давленые газа в газовой смеси пропорционально процентному содержанию газа и общему давлению смеси:
Для воздуха: Ратмосферное = 760 мм рт. ст.; Скислорода = 20,95%.
Оно зависит от природы газа. Всю газовую смесь атмосферного воздуха принимают за 100%, она обладает давлением 760 мм рт. ст., а часть газа (кислорода — 20,95%) принимают за х. Отсюда парциальное давление кислорода в смеси воздуха равно 159 мм рт. ст. При расчете парциального давления газов в альвеолярном воздухе необходимо учитывать, что он насыщен водяными парами, давление которых составляет 47 мм рт. ст. Следовательно, на долю газовой смеси, входящей в состав альвеолярного воздуха, приходится давление не 760 мм рт. ст., а 760 — 47 = 713 мм рт. ст. Это давление принимается за 100%. Отсюда легко вычислить, что парциальное давление кислорода, который содержится в альвеолярном воздухе в количестве 14,3%, будет равно 102 мм рт. ст.; соответственно, расчет парциального давления углекислого газа показывает, что оно равно 40 мм рт. ст.
Парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов стремятся проникнуть через альвеолярную мембрану в кровь.
Диффузия газов через барьер подчиняется закону Фика; так как толщина мембраны и площадь диффузии одинакова, диффузия зависит от диффузионного коэффициента и градиента давления:
Qгаза — объем газа, проходящего через ткань в единицу времени; S – площадь ткани; DK-диффузионный коэффициент газа; (Р1, — Р2) – градиент парциального давления газа; Т — толщина барьера ткани.
Если учесть, что в альвеолярной крови, притекающей к легким, парциальное напряжение кислорода составляет 40 мм рт. ст., а углекислого газа — 46-48 мм рт. ст., то градиент давления, определяющий диффузию газов в легких, будет составлять: для кислорода 102 — 40 = 62 мм рт. ст.; для углекислого газа 40 — 46(48) = минус 6 — минус 8 мм рт. ст. Поскольку диффузный коэффициент углекислого газа в 25 раз больше, чем у кислорода, то углекислый газ более активно уходит из капилляров в альвеолы, чем кислород в обратном направлении.
В крови газы находятся в растворенном (свободном) и химически связанном состоянии. В диффузии участвуют только молекулы растворенного газа. Количество газа, растворяющегося в жидкости, зависит:
- от состава жидкости;
- объема и давления газа в жидкости;
- температуры жидкости;
- природы исследуемого газа.
Чем выше давление данного газа и температура, тем больше газа растворяется в жидкости. При давлении 760 мм рт. ст. и температуре 38 °С в 1 мл крови растворяется 2,2% кислорода и 5,1 % углекислого газа.
Растворение газа в жидкости продолжается до наступления динамического равновесия между количеством растворяющихся и выходящих в газовую среду молекул газа. Сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду, называется напряжением газа в жидкости. Таким образом, в состоянии равновесия напряжение газа равно парциальному давлению газа в жидкости.
Если парциальное давление газа выше его напряжения, то газ будет растворяться. Если парциальное давление газа ниже его напряжения, то газ будет из раствора выходить в газовую среду.
Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких приведены в табл. 2.
Таблица 2. Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких (в мм рт. ст.)
Источники
Перри, Сьюзан Что делать, если у Вас высокое давление: Стратегия борьбы с невидимым врагом / Сьюзан Перри. – М.: Издательский Дом Ридерз Дайджест, 2004. – 252 c.
Кочнева, София Лучшие методы и методики в лечении гипертонической болезни / София Кочнева , Игорь Демин , Нина Байкулова. – М.: Мир книги, 2016. – 256 c.
Смирнов-Каменский, Е. Курортное лечение сердечно-сосудистых заболеваний / Е. Смирнов-Каменский. – Москва: Наука, 2013. – 152 c.
Добрый день! Меня зовут Екатерина. Я уже более 6 лет работаю в медицинском центре. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать разнообразные вопросы. Все материалы для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести в доступном виде всю необходимую информацию. Перед применением описанного на сайте всегда необходима ОБЯЗАТЕЛЬНАЯ консультация с профессионалами.