Парціальний тиск газів

Згідно із законом Дальтона, парціальний тиск кожного газу в суміші пропорційний його об'єму. Позаяк у легенях поряд із кис­нем, вуглекислим газом і азотом міститься ще й пара води, то для визначення парціального тиску кожного газу потрібно визначити тиск «сухої» газової суміші. Якщо людина перебуває в «сухому» повітрі, то парціальний тиск кожного газу слід розраховувати, ви­ходячи із загального тиску. Для урахування вологості треба внести відповідні поправки на пару Н₂О. У табл. 16 наведено величини тиску газів для «сухого» атмосферного повітря.

Аналіз видихуваного повітря свідчить, що різні порції його іс­тотно відрізняються щодо процентного співвідношення 0₂ і С0₂. За складом перші порції повітря ближчі до атмосферного, оскіль­ки це повітря МП. Останні порції повітря наближаються за своїм складом до альвеолярного. Тому його доцільно називати альвео­лярною сумішшю газів, розуміючи під поняттям «повітря» атмо­сферне повітря.

Для визначення РаО₂ і РаСО₂ в альвеолярній суміші треба «звільнитися» від частки, що припадає на N₂ і Н₂О. Враховуючи це, дійдемо висновку, що рівень РаО₂ дорівнює 102 мм рт. ст. (13,6 кПа), РаСО₂—40 мм рт. ст. (5,3 кПа).

Для визначення інтенсивності газообміну в організмі, крім пар­ціального тиску газів треба знати кількість О₂, що поглинається, і кількість СО₂, що виділяється.

Газообмін між вдихуваним і альвеолярним повітрям

Яким же чином відбувається обмін киснем і вуглекислим газом між повітрям ФЗЄ і зовнішнім повітрям? Питання це має не тільки теоретичне, а й практичне значення, оскільки нерідко умови дихан­ня змінюються (набряк слизової оболонки, спазм бронхів при аст­мі тощо). Це призводить до зміни глибини дихання і швидкості дихальних рухів.

Зовнішнє повітря надходить до альвеол під час активного вди­ху. Але при цьому не враховують різкого розширення сумарної площі поперечного перерізу дихальних шляхів при розгалуженні бронхів, що призводить до збільшення сумарного об'єму дихаль­них шляхів. Швидкість струменю повітря на вдиху з розширенням русла повинна неминуче знижуватися. Згідно з розрахунками, під час спокійного дихання перші порції повітря досягають 17-ї гене­рації бронхів за 0,87 с, 20-ї — за 2,04 с, а рівня 23-ї генерації — лише за 6,7 с. Але звичайно вдих відбувається протягом 1,5—2 с, вслід за чим одразу настає видих. Тобто, якщо б повітря надходи­ло до альвеол шляхом конвекційного току, то воно ніколи не досягло б альвеол.

Вважають, що, починаючи із 17-ї генерації бронхіол, до проце­су надходження повітря приєднується дифузійний обмін О₂ і С0₂. При дифузії рушійною силою газообміну є різниця парціального тиску в дихальних шляхах і альвеолах. За рахунок цього 0₂ ди­фундує до альвеол, а у протилежному напрямку рухається СО₂. Форсування дихання супроводжується підвищенням початкової швидкості руху струменя повітря і подовженням конвекційного потоку до 19-ї генерації. У зв'язку з цим 17—19-та генерації брон­хіол називаються перехідною зоною. Але звичайно форсування ди­хання супроводжується збільшенням його частоти. Це, ясна річ, залишає менше часу для конвекції. Значно змінюються умови га­зообміну між атмосферним повітрям та альвеолярною сумішшю і тоді, коли знижується амплітуда дихання. Дихальні шляхи об'є­мом до 1500 мл є своєрідною буферною зоною між повітрям, що видихається, і альвеолярним. Верхні її ділянки обмінюються повіт­рям, яке надходить, а прилеглі до альвеол — з ними.

Швидкість дифузії газів значна і достатня для газообміну. Це є однією з умов підтримання постійного газового складу альвео­лярної суміші незалежно від фаз дихання («вдих» — «видих»). У нормі цей рівень підтримується за рахунок відповідної глибини і частоти дихальних рухів. Форсування, як і припинення дихання, порушує цю сталість. Це впливає на газообмін між альвеолами і кров'ю, внаслідок чого змінюється газовий склад крові, що тече від легенів. У свою чергу градієнт парціальних тисків між повіт­рям бронхів і альвеол забезпечує постійний рівень газообміну незалежно від фаз дихання.