Распределение дыхательного объема

Распределение дыхательного объема

По мере того как вдыхаемый воздух входит в легкие, одна его част!, рас \ i редел я -ется по проводящим ВП, а другая — по газообменивающим областям (рис. 3-1).

Рис. 3-1. Распределение дыха­тельного объема Вдыхаются гри единицы объема наружною газа. Две из них распределяются н га-зообменивающих зонах вместе с единицей объема, которая состав­ляла анатомическое мертное про­странство. Третья единица свежей порции газа распределяется в мертвом пространстве. Состав альвеолярного газа в конце вдо­ха отражает равновесие между свежим воздухом, поступившим при вдохе (две единицы), и га­зом, находившимся в альвеолах до поступления свежего возду­ха. Выдыхаемый газ представля­ет смесь альвеолярного газа и газа мертвого пространства. (По: Forstcr R. E II, Dnbois Л. В., Briscoe W. A., Fisher Л В Volume of pulmonary ventilation, hi: Phy­siologic Basis of Pulmonary [•'tine-lion Test. 3rd ed. Chicago- Year Book Medical Publishers, H)8f>: 40. )

Распределение зависит частично от относительных объемов этих двух областей. Например, вдыхаются три единицы газа. Две единицы поступают в газообмениваю-щую область вместе с одной единицей, которая прежде находилась в проводящих ВП. Третья единица остается в проводящих В П. Состав выдыхаемого газа обнару­живает тот факт, что только две из трех вдыхаемых единиц газа принимали участие в газообмене.

Количество газа, поступающего с каждым вдохом, определяют как дыхатель­ный объем (VT). Объем газа, входящий в дыхательную систему или покидающий ее за одну минуту, называют минутной вентиляцией (VE) и рассчитывают как произ­ведение VT и частоты дыхания (f). Обычно вентиляцию измеряют на выдохе, что и обозначается символом Е (от expiration). Для взрослого человека среднего сложе­ния Утколеблется от 0. 5 до 0. 7 л; f- от 10 до 12 дыханий в 1 мин. Отсюда нормальная VE составляет от 5 до 8 л/мин.

Мертвое пространство

Газ, находящийся в проводящих ВП, не принимает участия в газообмене. Такие ВП действительно являются " мертвыми", поскольку это касается выведения дву­окиси углерода. Это " мертвое пространство" определяют как анатомическое мерт­вое пространство. В патологических условиях измененные области легких тоже участвуют в образовании мертвого пространства (гл. 13). Следовательно, мертвое пространство может быть обозначено как физиологическое мертвое пространство, которое включает в себя анатомическое мертвое пространство (рис. 3-2). Как пра­вило, объем анатомического мертвого пространства, выраженный в миллилитрах, примерно равен весу тела в фунтах (1 фунт = 453. 6 г). Остальную часть дыхательно­го объема можно принять за " альвеолярный объем", так как он распределяется по альвеолам и связанным с ними газообменивающим структурам. Вспомним, что

VE = VTxf, [3-1]

где: VE — минутная вентиляция, VT — дыхательный объем, f — частота дыхания.

Замена VT суммой альвеолярного объема ( va) и объема мертвого пространства (VD) дает следующее выражение:

VE =(VA + VD)xf [3-2]

или

VE =(VAxf) + (VDxf). [3-3]

Выражение (VA x f) представляет минутную альвеолярную вентиляцию ( va ); выражение (VD xf) ^-минутную вентиляцию мертвого пространства (Vo)

Расчет объема физиологического мертвого пространства

Вдыхаемый воздух содержит настолько малое количество двуокиси углерода, что им можно пренебречь. Таким образом, вся двуокись углерода поступает в выды­хаемый газ из альвеол, куда она попадает из капилляров малого круга кровообраще­ния. Во время выдоха " загруженный" двуокисью углерода альвеолярный газ разво­дится газом мертвого пространства. Это приводит к падению концентрации двуоки­си углерода в выдыхаемом газе по сравнению с таковой в альвеолярном (мертвое пространство понимается здесь как физиологическое, а не анатомми^™^ ьг~.....

Рис. 3-2. Типы мертвого пространства. (А) Л патом и ч ее кос. В обеих единицах кровоток соответ­ствует распределении) вентиляции. Единственными областями, где газообмен не происходит, явля­ются проводящие ВП (затушевано). Отсюда все мертвое пространство в этой модели является анатомическим. Кровь легочных вен полностью оксигенирована. (Б) Физиологическое. В одной единице вентиляция сопряжена с кровотоком (правая единица), в другой (левая единица) кровоток отсутствует. В этой модели физиологическое мертвое пространство включает анатомическое и пспсрфузируемую область легких. Кровь легочных вен оксигепирована частично.

зуя простое уравнение равновесия масс можно рассчитать отношение физиологичес­кого мертвого пространства к дыхательному объему, Vl)/vt.

Общее количество двуокиси углерода (СО₂) в дыхательной системе в любой момент времени представляет собой произведение первоначального объема, в кото­ром содержался СО₂ (альвеолярный объем), и концентрации СО₂ в альвеолах.

Альвеолы содержат смесь газов, включающую О₂, СО₂, N₂ и водяной пар. Каж­дый из них обладает кинетической энергией, создавая тем самым давление (парци­альное давление). Альвеолярная концентрация СО₂ рассчитывается как парциальное давление альвеолярного СО₂, деленное на сумму парциальных давлений газов и во­дяного пара в альвеолах (гл. 9). Поскольку сумма парциальных давлений в альвеолах равна барометрическому давлению, альвеолярное содержание СО₂ может быть рас­считано как:

расо Альвеолярное содержание СО₂ = vax-------²- , [3-4]

Рв

где: va — альвеолярный объем,

РАСО₂ - парциальное давление СО₂ в альвеолах, Рв — барометрическое давление.

Общее количество СО₂ остается тем же самым после того, как альвеолярный СО₂ смешается с газом мертвого пространства. Поэтому, количество СО₂, выделяе­мое при каждом выдохе, может быть рассчитано как:

Vrx^L-VAx*^, [3-5]

Рв Рв

где: РЁСО₂ — среднее парциальное давление СО₂ в выдыхаемом газе. Уравнение [3-5] может быть записано более просто как:

VT х РЁСО_? = VA x РАС0₂. [3-6]

Уравнение [3-6] показывает, что количество СО_2> выделяемое при каждом выдохе и определяемое как произведение дыхательного объема и парциального давления СО₂ в выдыхаемом газе, равно количеству СО₂ в альвеолах. СО₂ не теряется и не добав­ляется к газу, поступающему в альвеолы из легочного кровообращения; просто пар­циальное давление СО₂ в выдыхаемом воздухе (РИс()₂) устанавливается на новом уровне в результате разведения газом физиологического мертвого пространства. Заменяя VT в уравнении [3-6] на (VD + va), получаем:

(VD + va) х РЁСО₂ = va х Рдсо₂. [3-7]

Преобразование уравнения [3-7] заменой Уд на (Ут — У D) дает:

УР = УТХ^РАС°*-^РЁС°*. ГЗ-8]

РАС0₂

Уравнение [3-8] может быть выражено в более общем виде:

vd РАСО₂-РЁсо₂

₌-----^----------l _[3, _g]

VT PAC0₂ ^J

Уравнение [3-9], известное как уравнение Бора, показывает, что отношение мер­твого пространства к дыхательному объему может быть рассчитано как частное от деления разности РС()₂ альвеолярного и выдыхаемого газов на альвеолярное РС()₂. Поскольку альвеолярное РС()₂ практически совпадает с артериальным Рсо₂(РаС()₂), Vo/Ут может быть рассчитано с помощью одновременного измерения Рсо₂ в про­бах артериальной крови и выдыхаемого газа.

Как пример для расчета, рассмотрим данные здорового человека, чья минутная вентиляция (6 л/мин) достигалась при дыхательном объеме 0. 6 л и частоте дыхания 10 дых/мин. В пробе артериальной крови РаС()₂ равнялось 40 мм рт. ст., а в пробе выдыхаемого газа РЕСО, — 28 мм рт. ст. Вводя эти величины в уравнение [3-9], получаем:

У°Л°_--? в ₌ 0. 30 VT 40

Мертвое пространство эо

Отсюда У D составляет (0. 30 х 600 мл) или 180 мл, а У А равняется (600 iv. /i 180 мл) или 420 мл. У любого взрослого здорового человека У 0/У'Г колеблется от 0. 30 до 0. 35.

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: