САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПЕДИАТРИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ КАФЕДРА АНЕСТЕЗИОЛОГИИ-РЕАНИМАТОЛОГИИ И НЕОТЛОЖНОЙ ПЕДИАТРИИ ФПК И ПП 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- капиллярная мембрана Площадь АКМ м2. Толщина 0,5-1,0 мкм.

Альвеолярно-капиллярная мембрана

Фракционная концентрация газа (Fm) Fm= к-во молекул или единиц газа/ общее к-во молекул или единиц в смеси FiO 2 =0,21 FiN 2 =0,79 Азот Кислород Аргон Двуокись углерода Водяной пар Альвеолярный воздух

Расчет фракционной концентрации газа

Парциальное давление газа (Рm) Рm= Fm х (Рв-Р Н 2 0 )

ДИФФУЗИЯ Перемещение О 2 из альвеолярного воздуха в кровь Перемещение СО 2 из крови в альвеолярный воздух

Первый закон диффузии Фика V G - скорость переноса газа через тканевую поверхность DM - константа мембраны (диффузионная способность) Р 1 - парциальное давление газа по одну сторону тканевой поверхности Р 2 - 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 диффузии газов

Градиент парциальных давлений – основа газообмена

Диффузия по ходу легочного капилляра

Диффузия по ходу легочного капилляра при альвеолярной гипоксии

Диффузия СО 2 по ходу легочного капилляра

Диффузионная способность легких (D L ) D L =V газа/(Р 1 -Р 2 ) V газа (скорость потока газа через легкие)

Факторы, определяющие диффузионную способность легких (D L ) АКМ АКМ Расстояние между стенкой альвеолы и центром эритроцита Расстояние между стенкой альвеолы и центром эритроцита Скорость реакции О 2 или СО с Нв эритроцитов Скорость реакции О 2 или СО с Нв эритроцитов I стадия - диффузия через барьер между альвеолярным воздухом и кровью, в том числе через плазму и эритроцит II стадия – реакция с гемоглобином

Сопротивление диффузии D L - диффузионная способность легких D M - диффузионная способность мембраны, включая мембрану эритроцита ө - скорость реакции О 2 (или СО) с гемоглобином Vc - объем капиллярной крови

Диффузионная способность легких (D L ) для О 2 и СО 2 DLО 2 = мл О 2 на 1 мм рт. ст. в 1 мин DLСО 2 = 600 мл СО 2 на 1 мм рт. ст. в 1 мин

Парциальное давление и содержание респираторных газов Атмосферный воздух Альвеолярный воздух Выдыхаемый воздух мм рт. ст% % % N2N2 597,0(78,62)569,0(74,9)566,0(74,5) O2O2 159,0(20,84)104,0(13,6)120,0(15,7) CO 2 0,3( 0,04) 40,0( 5,3) 27,0( 3,6) H20H20 3,7( 0,50) 47,0( 6,2) 47,0( 6,2) Итого760,0(100,0)760,0(100,0)760,0(100,0)

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

Факторы влияющие на DL CO УВЕЛИЧЕНИЕУМЕНЬШЕНИЕ Размеров тела Альвеолярного РО 2 Объема легких Болезни легких Альвеолярного РСО 2 Возраст ( 20 лет) Лежа на спине Физическая нагрузка По мере взросления (до 20 лет)

Изменение DL CO при патологии ЗаболеваниеDL CO 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: СаО 2 =(1,3 х Hb x SaO 2 )+(0,003 x РaO 2 ) СаО 2 =(1,3 х 14 x 98)+(0,003 x 100)=18,1 мл/100мл или (об%)

Транспорт газов кровью Ассоциация О 2 с гемоглобином (Hb) в легких и диссоциация оксигемоглобина (HbO 2 ) в тканях являются основными механизмами обеспечения организма О 2, т.к. в связанном с Hb состоянии переносится около 98 – 99% всего О 2

Формы содержания кислорода в крови I часть уравнения (1,3 х Hb x S a O 2 ) содержание кислорода связанного с гемоглобином (переносится % O 2 ) 1 г Hb при S a O 2 100% связывает 1,3 мл О 2 II часть уравнения (0,003 x p a O 2 ) представляет количество кислорода растворенного в плазме 0,003 мл/О 2 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 СО 2 СО 2 освобождаясь в тканях, диффундирует в капилляры и транспортируется к легким в трех основных формах: в виде растворенной СО 2 (5%) в виде аниона бикарбоната (НСО 3 - ) (90%) в виде карбаминовых соединений (5%)

Передача СО 2 в тканях

Транспорт СО 2 Эффект Холдейна увеличение связывания СО 2 с Нв после деоксигенации крови (востановления Нв) СО 2 +Н 2 О Н 2 СО 3 Н + + НСО 3 - Н* + НвО 2 Н*. Нв +О 2

Сатурационная кривая СО 2 (зависимость общей кон-ии СО 2 крови от РСО 2 )

О 2 -СО 2 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