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.