Диффузия по ходу легочного капилляра

Диффузия по ходу легочного капилляра

Как отмечалось, кровь, протекающая по легочному капилляру, полностью окси-генируется за время, в течение которого эритроцит преодолевает одну треть длины капилляра. Напряжение кислорода в смешанной венозной крови поднимается с 40 мм рт. ст. (гл. 10) до величины альвеолярного РО₂( 100 мм рт. ст. ) за 0. 25 с. Даже при значительных нарушениях диффузии (например, из-за утолщения альвеоляр-но-капиллярной мембраны) равновесие Ро₂между капиллярной кровью и альвео­лярным газом успевает установиться за время прохода эритроцита по капилляру. С другой стороны, при значительных нарушениях диффузии конечнокапилляррюе РО₂ может стать заметно ниже альвеолярного РО₂, т. е. возникает олъвеолярно-apmepu-алъный градиент кислорода (рис. 9-4 А).

Другой патофизиологический механизм, который может ограничивать диф­фузию газов в легких, выявляется при дыхании гипоксической газовой смесью или при подъеме на высоту. Возникающая в этих условиях альвеолярная гипоксия вызы­вает падение РО₂ смешанной венозной крови и диффузионного альвеолярно-капил-лярного градиента по кислороду (рис. 9-4В). Вследствие этого конечнокапиллярное РО₂ становится существенно ниже артериального. Этот эффект особенно отчетливо проявляется в условиях физической нагрузки, когда транзитное время эритроцита по капилляру сокращается.

Движение кислорода в эритроциты и его соединение с гемоглобином

Как следует из уравнения [9-3], диффузионная способность легких (DL) опре­деляется как скорость потока газа через легкие (Vc), деленная на градиент давления (Pi - Р2>:

°-^v

По существу, движение газа через альвеолярно-капиллярную мембрану можно сравнить с потоком электричества в контуре, описываемым законом Ома. Сопро­тивление переносу газа равно частному от деления движущего давления газового потока (аналогично напряжению) на его скорость (аналогично силе электротока). Поскольку поток диффундирующего газа ( vg), деленный на градиент давления (?! — Р₂), равен DL, то 1/DL может быть рассмотрено как сопротивление потоку газа.

Общее сопротивление потоку газа складывается из двух компонентов: (1) со­противление мембраны и (2) сопротивление реакции О₂ с гемоглобином. Более того, мембранное сопротивление может быть представлено как сумма двух отдельных соппотивлений: альвеоляшюй стенки и мембоаны эоитооиита Соис. 9-5У Отсюда:

Рис. 9-4. Равновесие альвеолярного и капиллярного Ро,. (А) У здорового человека при дыхании комнатным воздухом равновесие альвеолярного и капиллярного Ро, насту паст прежде, чем эритро­цит преодолеет одну треть длины капилляра. При умеренно выраженной легочной патологии нали­чие функциональных резервов в легких может обеспечить это равновесие до того, как эритроцит завершит свой путь по капилляру, при тяжелой болезни легких времени для достижения равнове­сия может оказаться недостаточно. При выполнении же физической нагрузки, поскольку время транзита эритроцита через капилляр уменьшается, равновесие может не наступить вовсе даже при умеренной патологии легких. (Б) Действие альвеолярной гипоксии. Дыхание гиноксической газо­вой смесью или пребывание на высоте создают альвеолярно-артериальный градиент в состоянии покоя даже при незначительной патологии легких. (По: West J. В. Diffusion. In: Respiratory Physiology: The Kssentials, /ith eel. Baltimore: Williams & Wilkins, 1990: 25. )

1*Ю

_1_ ₌ _L+_L_ [9-71

dl dm 0 х Vc '

где: DL - диффузионная способность легких;

dm — диффузионная способность мембраны, включая мембрану эритроцита; 9 — скорость реакции О₂ с гемоглобином; Vc — объем капиллярной крови.

Из уравнения [9-7] следует, что диффузия в легких повышается с увеличением либо диффузионной способности мембраны, либо объема капиллярной крови. Пос­ледний растет с возрастанием легочного кровотока (например, при физической на­грузке), трансмурального давления в легочной артерии и количества функциониру­ющих капилляров (гл. 12).