Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Парциальное давление газов. Обмен кислорода и углекислого газа между альвеолярным воздухом и кровью

Атмосферный воздух вдыхаемый содержит 20,94% О2, 0,3% СО2, 79% азот.

Выдыхаемый: 16,4 О2, 4% СО2, 79,6% азот.

Альвеолярный воздух: 14,5% О2, 5,5% СО2, 80% азот.

В альвеолярном воздухе меньше О2 и больше СО2, чем в выдыхаемом. Более высокий процент О2 и низкий СО2 в выдыхаемом воздухе, т.к. СО2 является смесью альвеолярного воздуха и воздуха мёртвого пространства, не участвующего в газообмене во время вдоха и выдоха.

Движущие силы диффузии газов — разность между парциальным давлением этих газов в альвеолярном воздухе и напряжением в крови.

Парциальное давление ПД газов в воздухе — часть давления, которая приходится на долю данного газа в смеси газов.

Так, в альвеолярном воздухе парциальное давление О2=110мм рт ст, а его напряжение в венозной крови — 40 мм рт ст.

Разница 70 мм рт ст способствует перемещению О2 их альвеолярного воздуха в кровь.

ПД СО2 в альвеолярном воздухе составляет 40 мм рт ст, а его напряжение в венозной крови — 47 мм рт ст.

Разница в 7 мм рт ст определяет перемещение СО2 из лёгочных капилляров в альвеолярный воздух.

Скорость диффузии газов зависит от площади альвеол. При увеличении глубины дыхания и соответственно повышенной растяжимости альвеол, увеличивается газообмен.

Скорость диффузии СО2 из альвеолярного воздуха в кровь в 20 раз выше скорости диффузии О2, это связано с тем, что у СО2 примерно в 20 раз больше растворимость в крови.

Во время мышечной работы увеличивается использование О2 тканями, повышается образование СО2 в следствие чего в венозной крови уменьшается напряжение О2 до 20 мм рт ст, повышается напряжение СО2 до 60 мм рт ст.

Одновременно в альвеолярном воздухе повышается парциальное давление О2 до 130 мм рт ст за счёт гипервентиляции лёгких, после чего усиливается газообмен в лёгких.

Транспорт газов кровью. Обмен кислорода и углекислого газа между кровью и тканями.

В организме кислород и углекислый газ транспортируются кровью. Кислород, поступающий из альвеолярного воздуха в кровь, связывается с гемоглобином эритроцитов, образуя так называемый оксигемоглобин, и в таком виде доставляется к тканям. В тканевых капиллярах кислород отщепляется и переходит в ткани, где включается в окислительные процессы. Свободный гемоглобин связывает водород и превращается в так называемый восстановленный гемоглобин. Углекислый газ, образующийся в тканях, переходит в кровь и поступает в эритроциты. Затем часть углекислого газа соединяется с восстановленным гемоглобином, образуя так называемый карбгемоглобин, и в таком виде углекислый газ и доставляется к легким. Однако большая часть углекислого газа в эритроцитах при участии фермента карбоангидразы превращается в бикарбонаты, которые переходят в плазму и транспортируются к легким. В легочных капиллярах бикарбонаты при помощи специального фермента карбоангидразы распадаются и выделяется углекислый газ. Отщепляется углекислый газ и от гемоглобина. Углекислый газ переходит в альвеолярный воздух и с выдыхаемым воздухом удаляется во внешнюю среду.Следует знать, что более эффективно, чем углекислый газ с гемоглобином, связывается окись углерода известная как угарный газ. Образующийся в этом случае так называемый карбоксигемоглобин не способен связывать кислород.