САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА АНЕСТЕЗИОЛОГИИ-РЕАНИМАТОЛОГИИ И НЕОТЛОЖНОЙ ПЕДИАТРИИ ФПК И ПП

ГАЗООБМЕН ГАЗООБМЕН

Александрович Ю.С.

ПЛАН ЛЕКЦИИ

•Структурно-функциональная организация альвеоло-капиллярного барьера

•Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха•Альвеолярный воздух, его относительное постоянство•Газы крови•Механизм газообмена между альвеолярным воздухом и кровью•Кислородная емкость венозной и артериальной крови

Альвеолярно-Альвеолярно-капиллярная мембранакапиллярная мембрана

Площадь АКМ 50-100 м2.Толщина 0,5-1,0 мкм.

Альвеолярно-капиллярная Альвеолярно-капиллярная мембранамембрана

Фракционная концентрация газа Фракционная концентрация газа ((FmFm))

Fm= к-во молекул или единиц газа/общее к-во молекул или единиц в

смеси

FiO2=0,21 FiN2=0,79

АзотКислородАргонДвуокись углеродаВодяной пар

Альвеолярный воздух

Расчет фракционной концентрации газа

Парциальное давление газа (РПарциальное давление газа (Рmm))

Рm= Fm х (Рв-РН20)

ДИФФУЗИЯДИФФУЗИЯ Перемещение О2 из

альвеолярного воздуха в кровь

Перемещение СО2 из крови в альвеолярный воздух

Первый закон диффузии Фика

VG - скорость переноса газа через тканевую поверхность

DM - константа мембраны (диффузионная способность)

Р1 - парциальное давление газа по одну сторону тканевой поверхности

Р2 - парциальное давление газа по другую сторону тканевой поверхности

k - константа

А - площадь тканевой поверхности

d - толщина тканевой поверхности

α - растворимость газа в ткани

МВ - молекулярный вес газа

Ограничения Ограничения диффузии газовдиффузии газов

Градиент парциальных давлений – основа газообмена

Диффузия по ходу Диффузия по ходу легочного капилляралегочного капилляра

Диффузия по ходу легочного Диффузия по ходу легочного капилляра при альвеолярной капилляра при альвеолярной

гипоксиигипоксии

Диффузия СОДиффузия СО22 по ходу легочного по ходу легочного капилляракапилляра

Диффузионная способность Диффузионная способность легких легких (D(DLL))

DL=V газа/(Р1-Р2)V газа (скорость потока газа через легкие)

Факторы, определяющие Факторы, определяющие диффузионную способность легких диффузионную способность легких

(D(DLL))

• АКМАКМ• Расстояние между стенкой Расстояние между стенкой альвеолы и центром эритроцитаальвеолы и центром эритроцита• Скорость реакции ОСкорость реакции О22 или СО с Нв или СО с Нв

эритроцитовэритроцитов

II стадия - диффузия через барьер стадия - диффузия через барьер между альвеолярным воздухом и между альвеолярным воздухом и кровью, в том числе через плазму и кровью, в том числе через плазму и эритроцитэритроцитIIII стадия – реакция с гемоглобином стадия – реакция с гемоглобином

Сопротивление диффузии

DL - диффузионная способность легкихDM - диффузионная способность мембраны, включая мембрану эритроцитаө - скорость реакции О2 (или СО) с гемоглобиномVc - объем капиллярной крови

Диффузионная способность Диффузионная способность легких легких (D(DLL)) для О для О22 и СО и СО22

DLDLОО22 = 25-30 мл О = 25-30 мл О22 на 1 мм рт. ст. в 1 мин на 1 мм рт. ст. в 1 мин

DLDLСОСО22 = 600 мл СО = 600 мл СО22 на 1 мм рт. ст. в 1 минна 1 мм рт. ст. в 1 мин

Парциальное давление и содержание респираторных

газов

Атмосферный воздух

Альвеолярный воздух

Выдыхаемый воздух

мм рт. ст % мм рт. ст % мм рт. ст %

N2 597,0 (78,62) 569,0 (74,9) 566,0 (74,5)

O2 159,0 (20,84) 104,0 (13,6) 120,0 (15,7)

CO2 0,3 ( 0,04) 40,0 ( 5,3) 27,0 ( 3,6)

H20 3,7 ( 0,50) 47,0 ( 6,2) 47,0 ( 6,2)

Итого 760,0 (100,0) 760,0 (100,0) 760,0 (100,0)

DLCO

Для измерения диффузионной способности легких используют окись углерода, т.к. перенос СО ограничен исключительно диффузией.

Факторы влияющие на DLCO

УВЕЛИЧЕНИЕ УМЕНЬШЕНИЕ

↑ Размеров тела ↑ Альвеолярного РО2

↑ Объема легких ↑ Болезни легких

↑ Альвеолярного РСО2 ↑ Возраст (↑ 20 лет)

Лежа на спине

Физическая нагрузка

По мере взросления (до 20 лет)

Изменение DLCO при патологии

Заболевание DLCO

ХОБЛ (особенно эмфизема) ↓

Рестриктивные поражения паренхимы легких ↓

Отек легких ↓

Заболевания сосудов легких ↓

Гиперемия легких ↑

Полицитемия ↑

Анемия ↓

Транспорт кислорода

Кислород в крови находится в двух состояниях:• в виде физически растворенного газа (0,3 мл на 100 мл крови)в виде химически связанного (с Нв) состояния (20 мл на 100 мл крови)

Содержание кислорода в крови определяется по формуле:

СаО2=(1,3 х Hb x SaO2)+(0,003 x РaO2)СаО2=(1,3 х 14 x 98)+(0,003 x 100)=18,1 мл/100мл или (об%)

Транспорт газов кровью

Ассоциация О2 с гемоглобином (Hb) в легких и диссоциация оксигемоглобина (HbO2) в тканях являются основными механизмами обеспечения организма О2, т.к. в связанном с Hb состоянии переносится около 98 – 99% всего О2

Формы содержания кислорода в крови

I часть уравнения (1,3 х Hb x SaO2) содержание кислорода связанного с гемоглобином (переносится 98-99% O2)1 г Hb при SaO2 100% связывает 1,3 мл О2 II часть уравнения (0,003 x paO2) представляет количество кислорода растворенного в плазме 0,003 мл/О2 в 1мл плазмы

Диффузия кислорода из крови системных капилляров в клетки тканей

КРИВАЯ ДИССОЦИАЦИИ ОКСИГЕМОГЛОБИНА

Факторы, влияющие на положение кривой диссоциации оксигемоглобина

Транспорт углекислого газа

Углекислый газ, переносится кровью к легким за счет - физиологического растворения в плазме и - образования химических соединений

Транспорт СО2

СО2 освобождаясь в тканях, диффундирует в капилляры и транспортируется к легким в трех основных формах:

в виде растворенной СО2 (5%)

в виде аниона бикарбоната (НСО3

-)

(90%) в виде карбаминовых соединений (5%)

Передача СО2 в тканях

Транспорт СО2

Эффект Холдейнаувеличение связывания СО2 с Нв после

деоксигенации крови (востановления Нв)

СО2+Н2О ↔ Н2СО3 ↔ Н+ + НСО3

-

Н* + НвО2 ↔ Н* . Нв +О2

Сатурационная кривая СО2

(зависимость общей кон-ии СО2 крови от РСО2)

О2-СО2 ДИАГРАММА

ЭФФЕКТ БОРА зависимость степени диссоциации оксигемоглобина от величины

парциального давления углекислоты в альвеолярном воздухе и крови, при снижении которого сродство кислорода к гемоглобину повышается,

что затрудняет переход кислорода из капилляров в ткани.

Эффект Холдейна