РмА =

РмБ =

РмВ =

10

10+15+5

=0.33

___15_

10+15+5

=0.5

10+15+5

=0.17

Расчет парциальных давлений

РмА = РмАх (Рв - 47 мм рт. ст.) = О.ЗЗх(760-47) = 235.3 мм рт. ст.

РмБ = РмБ х (Рв - 47 мм рт. ст.) = 0.5х(760-47) = 356.5 мм рт. ст.

РмВ = РмВ х (Рв - 47 мм рт. ст.) = 0.17х(760-47) = 121.2ммрт. ст.

Рис. 9-1. Фракционная концентрация и парциальное давление газа. "Сухая" смесь (М), состоящая из га;юв Л, П и В, находится внутри герметически закрытого контейнера. Фракционная концентрация каждого газа представляет собой количество молекул (или единиц) газа, деленное на общее количе­ство молекул (или единиц) в смеси. Парциальное давление каждого газа является произведением его фракционной концентрации и разницы между барометрическим давлением (Рв) и давлением водяно­го пара (47 мм рт. ст.). В показанном примере Рв, равное 760 мм рт. ст., - барометрическое давление на уровне моря

резервуаре, оказывает на его стенки общее давление, равное сумме парциальных дав­лений всех газов смеси (закон Дальтона). Для атмосферного воздуха:

Рв = Ро₂+ Рсо₂ + Рм₂ + Рн₂о, [9-1 ] ,\

где: РО₂ '— парциальное давление О₂,

РСО₂ — парциальное давление СО₂,

Рм₂ — парциальное давление N₂,

Рн_?О — парциальное давление водяного пара.

Давление водяного пара во вдыхаемом воздухе, который нагревается до темпе-

---------------„. X 7 m ,», rvr fr О^ктчнп гЪплтшиоН-

ну ю концентрацию газа рассчитывают после вычитания давления водяного пара (т. е. как "сухой газ"). Парциальное давление газа X в смеси вдыхаемых газов (Fix) пред­ставляет собой произведение его фракционной концентрации (Fix) и общего давле­ния "сухой" смеси (Рв - 47):

Plx = FlXx(PB-47) [9-2]

Диффузия газов

С анатомической точки зрения альвеолярно-капиллярная мембрана идеально подходит для передвижения газов между альвеолярными пространствами и легоч­ными капиллярами. Огромная площадь альвеолярной поверхности и обширная сеть легочных капилляров создают оптимальные условия для поглощения О₂ и выделе­ния СО₂.

Движение газа через альвеоЛярно-капиллярную мембрану происходит путем диффузии, согласно закону Фика (рис. 9-2). В соответствии с этим законом ско­рость переноса газа через тканевую поверхность или "мембрану" (например, альвео-лярно-капиллярную мембрану) прямо пропорциональна: (1) разнице парциального давления газа по обе стороны мембраны и (2) константе мембраны, известной как диффузионная способность (DM):

VG = DMx(P₁-P₂), [9-3]

где: VG — скорость переноса газа через тканевую поверхность,

р! — парциальное давление газа по одну сторону тканевой поверхности, Р₂ — парциальное давление газа по другую сторону тканевой поверхности.

Рис. 9-2. Закон Фика. Скорость переноса газа через мембрану (Ус) определяется площадью по­верхности мембраны и ее толщи­ной, молекулярным весом (MB) и растворимостью (а) газа в мем­бране, а также разницей парциаль­ных давлений по обе ее стороны (Pi - Р₂). vg возрастает с увели­чением площади, растворимости газа и ризницы парциальных дав­лений; Vc; уменьшается с увеличе­нием толщины мембраны и моле­кулярного веса газа

ГазА( •)-10единиц Газ Б (О)-15единиц Газ В ( X ) - 5 единиц

.-. Площадь Растворимость ,„ „

^VG « тЗ^ ^х -^ j = f .------^{х (Р}'"^Рг)

DM, в свою очередь, состоит из нескольких компонентов, включая раствори­мость газа в ткани (а), площадь тканевой поверхности (А), ее толщину (d) и молеку-пярный вес газа (MB):

_DM,_kxA_x a _[9-4]

d VMB

где: k — константа.

Подставляя уравнение [9-4] в уравнение [9-3], получаем:

VG = kx-x-₇^x(P₁-P₂). [9-5]

d VMB

Из уравнения [9-5] следует, что для данного газа скорость его диффузии через альвеолярно-капиллярную мембрану возрастает: (1) с увеличением площади по­верхности мембраны, растворимости и градиента давления газа по обе стороны мем­браны; (2) с уменьшением толщины мембраны и молекулярного веса газа. Влияние изменения этих переменных на перенос газов представляется достаточно ясным. Диф­фузия возрастает при более "доступной" мембране (площадь поверхности мембра­ны увеличена) и более коротком диффузионном пути (толщина мембраны умень­шена) Диффузия также увеличивается при большем "движущем давлении" (боль­ший градиент давления по обе стороны мембраны, Р, - Р₂) и повышенной раствори­мости газа в мембране, через которую он диффундирует (более высокая а). И, нако­нец, чем легче газ (меньше молекулярный вес), тем быстрее диффузия.

Для легких в целом термин DL - диффузионная способность легких - заменяет DM (см. ниже).