Второй этап. Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью

Газообмен в легких обеспечивается: непрерывной вентиляцией альвеол с целью поддержания постоянства состава альвеолярного воздуха; диффузией газов через альвеолярно-капиллярный барьер; перфузией кровью капилляров легких в соответствии с их вентиляцией. Суммарная площадь альвеолярно-капиллярного барьера, через который идет газообмен составляет 70-80 кв.м. при толщине от 0,3 до 2.0 мкм. Количество крови в легочных капиллярах составляет 100-150 мл. при общем её количестве до 500 мл, одновременно находящемся в малом круге кровообращения. Сурфактанты регулируют скорость абсорбции кислорода на границе раздела «газ-жидкость» и интенсивность процессов испарения воды с поверхности альвеол. Этап газообмена через барьер обусловлен физическими, химическими и физиологическими факторами.

Физическое растворение газов в жидкой среде. Газ, окружающий жидкость, способен растворяться в ней. Количество газа, физически растворенного в жидкости, пропорционально парциальному давлению этого газа над жидкостью, температуре и объему жидкости (Генри). Все это создает напряжение газа в жидкости. 0₂ и С0₂ находятся в крови в состоянии простого физического растворения.В артериальной крови 0₂ содержится 0,3 об.% (0,3 см³ на 100 см³ крови), С0₂ – 3,0 об.%.

Химическая связь газов с кровью. И. М. Сеченов с помощью ртутного абсорбциометра показал, что наряду с простым физическим растворением 0₂ и С0₂ находятся в крови в химически связанном состоянии. В артериальной крови в связанном состоянии 0₂ – 18,7 об.%, С0₂ – 50 об.%. В венозной крови 0₂ – 12 об.%, С0₂ – 57 об.%. Обмен газов между кровью и альвеоламиосуществляется на основе диффузии газов, благодаря разности их парциального давления.

Скорость диффузии 0₂ в венозную кровь при разности его парциального давления в 1 мм составляет 25–60 мл/мин; при разности парциального давления в 60 мм – 3600 мл/мин; средняя потребность в 0₂ в покое – 300 мл/мин. Диффузия С0₂ из крови в альвеолы в 25 раз выше. Следует отметить, что на распределение крови в легком значительно влияет гравитационный фактор. У человека в вертикальном положении уровень легочного кровотока убывает в направлении сверху вниз. Именно по этой причине меньше всего кровоснабжаются верхушки легкого.