Диффузия газов в легких Транспорт O 2 и

Диффузия газов в легких Транспорт O 2 и CO 2 кровью А. Т. Марьянович, проф.

ЭТАПЫ ДЫХАНИЯ 1. 2. 3. 4. 5. ВНЕШНЕЕ (ЛЕГОЧНОЕ) ДИФФУЗИЯ ГАЗОВ В ЛЕГКИХ ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ ДИФФУЗИЯ ГАЗОВ В ТКАНЯХ КЛЕТОЧНОЕ ДЫХАНИЕ

I ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

ЖИЗНЬ РАЗВИВАЛАСЬ В АТМОСФЕР С БОЛЕЕ НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ О И БОЛЕЕ ВЫСОКИМ СО 2

ПОРТАТИВНАЯ ГАЗОВАЯ СРЕДА КЛЕТКИ НАШЕГО ТЕЛА (КРОМЕ ЭПИТЕЛИЯ) НЕ ПРИСПОСОБЛЕНЫ К КОНТАКТУ С ВОЗДУХОМ, СОДЕРЖАЩИМ ~21% О 2 и 0. 04% СО 2

АЭРОГЕМАТИЧЕСКИЙ БАРЬЕР Портативная газовая среда 0. 2 -1. 0 мкм

ПОРТАТИВНАЯ ГАЗОВАЯ СРЕДА беднее О 2 богаче СО 2 постоянна

ПАРЦИАЛЬНЫЕ ДАВЛЕНИЯ (мм рт. ст. ) АТМОСФЕРА АЛЬВЕОЛЫ СО 2 159 0. 3 104 40 Н 2 О 3. 7 47 О 2

Постоянство состава альвеолярного воздуха мм рт. ст. РСО 2 РН 2 О Σ 40 47 87

ИВАН МИХАЙЛОВИЧ СЕЧЕНОВ 1829 -1905 портрет кисти Репина

ЗНАЧЕНИЕ ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА АЛЬВЕОЛЯРНОГО ВОЗДУХА ПРИ ПОДЪЕМЕ НА ВЫСОТУ РО 2 БУДЕТ ПАДАТЬ БЫСТРЕЕ, ЧЕМ АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Высота, м Атм. давление, мм рт. ст. РСО 2 в альвеолах, мм рт. ст. РО 2 в альвеолах, мм рт. ст. 0 760 40 104 3000 523 36 67 Снижен ие, раз 1. 45 1. 11 1. 55

АЛЬВЕОЛЫ – КРОВЬ – ТКАНИ ГАЗООБМЕН – ДИФФУЗИЕЙ. ЕЕ ДВИЖУЩАЯ СИЛА – ГРАДИЕНТ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ЧАСТЬ ОБЩЕГО ДАВЛЕНИЯ СМЕСИ ГАЗОВ, ПРИХОДЯЩАЯСЯ НА ОТДЕЛЬНЫЙ ГАЗ (КАК ЕСЛИ БЫ ОН ЗАНИМАЛ ВЕСЬ ОБЪЕМ СМЕСИ)

ЗАКОН ДАЛЬТОНА Ргаза = Рсмеси x С где Р – парциальное давление С – доля газа в данной смеси

JOHN DALTON 1766– 1844 England

НА ПРИМЕРЕ О 2 СОДЕРЖАНИЕ О 2 в АТМОСФЕРЕ 20. 84% = 0. 2084 АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ 760 мм рт. ст. РO 2 = 760 х 0. 2084 ≈ 159 (мм рт. ст. )

ЗАКОН ГЕНРИ ЧИСЛО МОЛЕКУЛ ГАЗА, АДСОРБИРОВАННОГО ЖИДКОСТЬЮ (С КОТОРОЙ ОН НЕ ВСТУПАЕТ В ХИМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ), ПРОПОРЦИОНАЛЬНО ДАВЛЕНИЮ ГАЗА НАД ЖИДКОСТЬЮ

William Henry 1774– 1836 England

BTPS BODY TEMPERATURE 37 °C PRESSURE 760 mm Hg SATURATED (RH = 100%)

STPD STANDARD TEMPERATURE = 0 °C PRESSURE = 760 mm Hg DRY (RH = 0%)

BTPS и STPD n n Процентные отношения газов во влажном выдыхаемом и осушенном (в газоанализаторе) воздухе – разные! Разберитесь, для каких условий они даны, т. е. для общего давления смеси: 760 мм рт. ст. (атмосферное) или 713 (760 – 47) мм рт. ст.

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И НАПРЯЖЕНИЕ ГАЗОВ (мм рт. ст. ) ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ СО 2 46 О 2 40 АЛЬВЕОЛЯР НЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬ НАЯ КРОВЬ 40 40 104 100

О 2

Диффузия О 2 в легких

ПАРЦИАЛЬНЫЕ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ В АЛЬВЕОЛЯРНОМ ВОЗДУХЕ (BTPS мм рт. ст. ) РО 2 = 760 х 0. 136 ≈ 104 РСО 2 = 760 х 0. 053 ≈ 40

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И НАПРЯЖЕНИЕ О 2 мм рт. ст. ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ 40 104 100

В легочных капиллярах диффузию обеспечивают градиенты парциальных давлений (напряжений): ΔPCO 2 = 46 – 40 = 6 (мм рт. ст. ) ΔPO 2= 104 – 40 = 64 (мм рт. ст. ) Способность к диффузии CO 2 > O 2 в 25 раз

ВЕНОЗНАЯ ПРИМЕСЬ КРОВЬ ПРОХОДИТ СКВОЗЬ ЧЕРЕЗ КАПИЛЛЯРЫ: ЛЕГОЧНЫЕ 98% БРОНХИАЛЬНЫЕ 2% Поэтому РО 2 арт. крови не 104, а 100 мм рт. ст. До тканей дойдет только 95 мм рт. ст.

Транспорт О 2 кровью

ПЛАЗМА 0. 3 мл Hb. O 2 20 мл В 100 мл крови

КИСЛОРОДНАЯ ЕМКОСТЬ КРОВИ количество O 2, которое способна связать кровь (100 мл или 1 л) при полном насыщении Hb кислородом

КЁК Зависит от количества Hb в крови 1 г Hb ~ 1. 34 мл О 2 1. 34 мл/г х 150 г/л 1 л крови ≈ 200 мл О 2 100 мл крови ≈ 20 мл О 2

Диффузия О 2 в тканях

ТКАНЕВАЯ ЖИДКОСТЬ О 2

ДИССОЦИАЦИЯ Hb. O 2

Диссоциация Hb. O 2 Оксигенация/диссоциация Hb определяются величиной PO 2 в данной ткани

– Эффект Бора СДВИГ КРИВОЙ

Christian Harald Lauritz Peter Emil Bohr 1855– 1911 Danmark

ВЫЗЫВАЕТСЯ ВСЕМ, ЧТО СВЯЗАНО С УСИЛЕННОЙ РАБОТОЙ ОРГАНА СДВИГ КРИВОЙ ВПРАВО

СО 2

Диффузия СО 2 в тканях

КАРБОАНГИДРАЗА

Диффузия СО 2 в легких

ТРАНСПОРТ СО 2 КРОВЬЮ % РАСТВОРЕННЫМ В ПЛАЗМЕ – 7 n В ВИДЕ КАРБГЕМОГЛОБИНА – 23 n В ВИДЕ БИКАРБОНАТОВ – 70 n ГЛАВНАЯ ФОРМА ТРАНСПОРТА? РОЛЬ ЭРИТРОЦИТОВ?

В легочных капиллярах венозная кровь PСO 2 = 46 мм рт. ст. Диффузию СO 2 обеспечивает ΔPСO 2 = 46 – 40 = 6 мм рт. ст.

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И НАПРЯЖЕНИЕ СО 2 мм рт. ст. ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ 46 40 40

Коэффициент утилизации кислорода та часть кислорода, которая поглощается тканями из артериальной крови. 200 -120 200 КУК= 100% = 40%. При интенсивной мышечной работе КУК увеличивается до 50 -60%.

C О 2

КАРБОКСИГЕМОГЛОБИН Hb. CO

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И НАПРЯЖЕНИЕ ГАЗОВ мм рт. ст. ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ СО 2 46 О 2 40 АЛЬВЕОЛЯР НЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬ НАЯ КРОВЬ 40 40 104 100

РЕЗЕРВ

РЕГИОНАЛЬНАЯ НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВЕНТИЛЯЦИИ/ПЕРФУЗИИ И ГАЗООБМЕН

ЭФФФЕКТ ХОЛДЕЙНА

John Scott Haldane 1860– 1936 Scotland

Диффузия газов в легких. 40