Газообмен в легких. Особенности перехода кислорода и углекислого газа через аэрогематический барьер

Диффузия кислорода и углекислого газа через аэрогематический барьер

Перенос O₂ из альвеолярного газа в кровь и СO₂ из крови в альвеолярный газ происходит исключительно путем диффузии. Ее движущей силой служат разности (градиенты) парциальных давлений (напряжений) O₂ и СO₂ по обе стороны аэрогематического барьера, образованного альвеолокапиллярной мембраной (см. табл. 9.1). Никакого механизма активного транспорта газов здесь не существует.

Кислород и углекислый газ диффундируют в растворенном состоянии: все воздухоносные пути увлажнены слоем слизи. Важное значение для облегчения диффузии O₂ имеет сурфактантная.

1 — альвеола, 2 - эпителий альвеолы, 3 — эндотелий капилляра, 4 - интерстациальное пространство, 5 - основная мембрана, 6 — эритроцит, 7 — капилляр

выстилка альвеол, так как кислород растворяется в фосфолипидах, входящих в состав сурфактантов, гораздо лучше, чем в воде.

В ходе диффузии через аэрогематический барьер молекулы растворенного газа должны преодолеть (рис. 9.10): слой сурфактанта, альвеолярный эпителий, две основные мембраны, эндотелий кровеносного капилляра. Ввиду того что в транспорте дыхательных газов существенную роль играют эритроциты, к этому списку добавляются слой плазмы и мембрана эритроцита.

Диффузионная способность легких для кислорода очень велика. Это обусловлено огромным числом (сотни миллионов) альвеол и большой их газообменной поверхностью (у человека она составляет около 100 м), а также малой толщиной (порядка 1 мкм).

альвеолокапиллярной мембраны. Диффузионная способность легких у человека равна примерно 25 мл O₂ / мин в расчете на 1 мм рт. ст. градиента парциальных давлений кислорода. При учете того, что градиент Р _O2 между притекающей к легким венозной кровью и альвеолярным газом обычно превышает 50 мм рт. ст., этого оказывается вполне достаточно, чтобы за время прохождения через легочный капилляр (около 0,8 с) напряжение кислорода в ней успело уравновеситься с альвеолярным Р _O2. Несколько более низкое (на 3−6 мм рт. ст.) артериальное Р _O2 по сравнению с альвеолярным объясняется проникновением венозной крови в артериальную через невентилируемые альвеолы, а также артериовенозные шунты. Лишь при ускорении легочного кровотока, например при тяжелой мышечной работе, когда время прохождения крови через капилляры альвеол может сокращаться до 0,3 с, наблюдается недонасыщение крови кислородом в легких, что, однако, возмещается увеличением минутного объема крови.

Что касается диффузии СO₂ из венозной крови в альвеолы, то даже сравнительно небольшого градиента Р_CO2 (6−10 мм рт. ст.) здесь оказывается вполне достаточно, так как растворимость СO₂ в 20−25 раз больше, чем у кислорода. Поэтому после прохождения крови через легочные капилляры Р _O2 в ней оказывается почти равным альвеолярному — обычно около 40 мм рт. ст.