Диффузия газов в альвеолах

Газообмен в легких между альвеолами и кровью происходит путем диффузии. Диффузия возникает из-за постоянного движения молекул газа, который обеспечивает перенос молекул из области более высокой их концентрации в область, где их концентрация ниже.

В организме газообмен О₂ и СО₂ через альвеолярно-капиллярную мембрану происходит с помощью диффузии. Диффузия О₂ и СО₂ через аэрогематический барьер зависит от следующих факторов: вентиляции дыхательных путей; смешивания и диффузии газов в альвеолярных протоках и альвеолах; смешивания и диффузии газов через аэрогематический барьер, мембрану эритроцитов и плазму альвеолярных капилляров; химической реакции газов с различными компонентами крови, и наконец от перфузии кровью легочных капилляров.

Диффузия газов через альвеолярно-капиллярную мембрану легких осуществляется в два этапа. На первом этапе диффузионный перенос газов происходит по концентрационному градиенту через тонкий барьер, на втором — происходит связывание газов в крови легочных капилляров, объем которой составляет 80—150 мл, при толщине слоя крови в капиллярах всего 5—8 мкм. После преодоления барьера газы диффундируют через плазму крови в эритроциты.

Значительным препятствием на пути диффузии О₂ является мембрана эритроцитов. Плазма крови практически не препятствует диффузии газов в отличие от альвеолярно-капиллярной мембраны и мембраны эритроцитов.

Структура легких создает исключительно благоприятные условия для газообмена: дыхательная зона каждого легкого содержит около 300 млн. альвеол и приблизительно аналогичное число капилляров, имеет площадь 40—140 м², при толщине аэрогематического барьера всего 0,3—1,2 мкм.

Особенности диффузии газов через барьер количественно характеризуются через диффузионную способность легких.

Диффузионная способность легких для кислорода начительна. Это обусловлено большим количеством альвеол их значительной газообменной поверхностью, а также небольщой толщиной мембраны. Время прохождения крови через капилляры легких составляет 1 сек, напряжение газов в артериальной крови, которая оттекает от легких, полностью соответствует парциальному давлению в альвеолярном воздухе. Если вентиляция легких недостаточна и в альвеолах увеличивается сожержание углекислого газа, то уровень концентрации СО₂ сразу же повышается в крови, что приводит к учащению дыхания.

В легких кровь из венозно превращается в артериальную, богатуб О₂ и бедную СО₂. Артериальная кровь поступает в ткани, где в результате беспрерывно происходящих процессов используется О₂ и образуется СО₂. В тканях напряжение О₂ близко к 0, а напряжение СО₂ велко. В результате разности давления СО₂ из ткани диффундирует в кровь, а О₂ – в ткани.