Газообмен в легких

Стенки легочных альвеол состоят из однослойного плоского эпи­телия. Альвеолы оплетены густой сетью легочных капилляров. Общая поверхность альвеол составляет около 100 м², т. е. в 50 раз превосхо­дит поверхность тела. Стенки альвеол тонкие и влажные, что позволя­ет газам легко диффундировать согласно простому физическому закону диффузии. Направление и скорость диффузии определяются парциальным давлением газа или его напряжением. (Парциальное давление и напряжение — это по сути дела синонимы, но о парциаль­ном давлении говорят, если данный газ находится в газовой среде, а о напряжении, если он растворен в жидкости.)

Парциальным давлением газа называют ту часть общего давления газовой смеси, которая приходится на данный газ. Так, если атмосфер­ное давление 760 мм рт. ст. и в атмосферном воздухе содержится 20,94% О₂, 0,03% С0₂ и 79,03% N₂, то легко рассчитать парциальное давление каждрго газа в отдельности.

100% смеси газов имеют давление 760 мм рт. ст.

20,94% 0₂ х

х =159 мм рт. ст.

Так же рассчитанное парциальное давление С0₂ составляет 0,2 мм рт. ст. и N₂ 600,8 мм рт. ст.

Зная состав альвеолярного воздуха, можно рассчитать парциаль­ное давление газов в легких. Парциальное давление 0₂ в альвеолах равно 102, С0₂ — 40, N₂ — 571 и водяных паров 47 мм рт. ст.

В притекающей к клеткам венозной крови напряжение 0₂ состав­ляет 40, а СО ₂ — 47 мм рт. ст. (Азот нас не будет интересовать, так как он в газообмене не участвует. Животный организм не способен исполь­зовать азот воздуха. 100 мл и артериальной и венозной крови содер­жат 1 мл физически растворенного азота.)

Если над жидкостью находится смесь газов или две жидкости раз­делены проницаемой для газов перепонкой, то газы будут диффун­дировать от места большего давления к месту меньшего до тех пор, пока не установится динамическое равновесие. Механизм газообме­на в живом организме объясняется законами диффузии.

Поскольку парциальное давление 0₂ в альвеолах больше, чем в венозной крови, он диффундирует из альвеол в капилляры. Напротив, напряжение С0₂ больше в венозной крови, чем в альвеолярном воздухе, поэтому он диффундирует в альвеолы. Условия для газооб­мена в легких настолько благоприятны, что, несмотря на то что время прохождения крови через капилляры легких составляет около 1 с,

напряжение газов в артериальной крови, оттекающей от легких, таково, каким оно было бы и после длительного контакта, т. е. пол­ностью соответствует парциальному давлению в альвеолярном воз­духе.

Если же вентиляция легких недостаточная и в альвеолах повыша- . ется содержание С0₂, то оно сейчас же повышается и в крови, что немедленно приводит к усилению дыхания. При тяжелом воспалении легких дыхание нарушается, настугіает одышка, так как плазма крови просачивается вальвёолы и заполняет их, выключая дыхательную функцию большой части легких, поэтому больному дают дышать чистым кислородом.

Газообмен в тканях

Кровь в легких из венозной превращается в артериальную, богатую 0₂ и бедную С0₂. Артериальная кровь направляется к тканям, где в результате непрерывно идущих окислительных процессов потреб­ляется 0₂ и образуется С0₂. В тканях напряжение 0₂ близко к нулю, а йапряжение С0₂ около 60 мм рт. ст. Из-за разности давления С0₂ из ткани диффундирует в кровь, а 0₂— к тканям. Кровь становится венозной и по венам поступает в легкие, где цикл обмена і азов по­вторяется.