Газообмен в легких

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь (500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (430 л в сутки). Диффузию обеспечивает разность парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжения в крови. Газ всегда диффундирует из среды, где имеется высокое давление, в среду с меньшим давлением. Поэтому вдыхаемый и выдыхаемый воздух отличаются по содержанию в нем кислорода и углекислого газа.

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Разность парциального давления кислорода (100 мл рт. ст.) и углекислого газа (40 мм рт. ст.) в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов проникают через альвеолярную мембрану в кровь.

Кислород и углекислый газ переносятся в связанном состоянии. Благодаря особому свойству гемоглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве.

Кислород в крови находится в растворенном виде (менее 1%) и в соединении с гемоглобином (99% - оксигемоглобин). Каждый грамм гемоглобина способен связать 1,4 мл кислорода (О₂), следовательно каждые 100 мл крови могут переносить около 21 мл кислорода. Эта величина характеризует кислородную емкость крови (КЕК).

В норме 1 л артериальной крови содержит 180-200 мл кислорода, венозной — 120 мл. В 100 мл крови содержится 15 г гемоглобина.

Углекислый газ транспортируется к легким в растворенном виде, в соединении с гемоглобином, и в виде бикарбонатов калия и натрия. Две трети его находится в плазме и треть – в эритроцитах. Образовавшийся в тканях углекислый газ диффундирует в плазму крови, а из неё – в эритроциты. В эритроцитах примерно 10% СО₂ соединяется с гемоглобином и образует непрочное соединение – карбогемоглобин. Остальная часть соединяется с водой и превращается в угольную кислоту. Эта реакция катализируется ферментом карбоангидразой. Реакция обратимая. В тканевых капиллярах, где напряжение СО₂ высокое, карбоангидраза способствует синтезу угольной кислоты, химическому связыванию СО2. В легочных капиллярах, реакция идет наоборот с распадом СО₂ и воды. Угольная кислота в тканевых капиллярах реагирует с ионами натрия и калия и образует бикарбонаты.

Основные параметры газообмена:

Клинический мониторинг газов крови включает контроль физиологических параметров, отражающих содержание кислорода и углекислого газа в крови. В качестве регистрируемых диагностических показателей используются величины напряжения кислорода и углекислого газа в крови, а также степень насыщения гемоглобина крови кислородом в артериальной или смешанной венозной крови.