Дыхательная система человека

Vt, на­при­мер, воз­дух в тра­хее и брон­хах до ко­неч­ных брон­хи­ол

и в не­ко­то­рых аль­ве­о­лах, не уча­ст­ву­ет в га­зо­об­ме­не, так

как не при­хо­дит в со­при­кос­но­ве­ние с ак­тив­ным ле­гоч­ным

кроватоком - это так на­зы­вае­мое “мерт­вое” про­стран­ст­во (Vd). Часть Vt, ко­то­рая уча­ст­ву­ет в га­зо­об­ме­не с ле­гоч­ной кро­вью, на­зы­ва­ет­ся аль­ве­о­ляр­ным объ­е­мом (VA).

С фи­зио­ло­ги­че­ской точ­ки зре­ния аль­ве­о­ляр­ная вен­ти­ля­ция (VA) - наи­бо­лее су­ще­ст­вен­ная часть на­руж­но­го ды­ха­ния VA=f(Vt-Vd), так как она яв­ля­ет­ся тем объ­е­мом вды­хае­мо­го за ми­ну­ту воз­ду­ха, ко­то­рый об­ме­ни­ва­ет­ся га­за­ми с кро­вью ле­гоч­ных ка­пил­ля­ров.

Ле­гоч­ное ды­ха­ние.

Газ яв­ля­ет­ся та­ким со­стоя­ни­ем ве­ще­ст­ва, при ко­то­ром оно

рав­но­мер­но рас­пре­де­ля­ет­ся по ог­ра­ни­чен­но­му объ­е­му. В га­зо­вой фа­зе взаи­мо­дей­ст­вие мо­ле­кул ме­ж­ду со­бой не­зна­чи­тель­но.

Ко­гда они стал­ки­ва­ют­ся со стен­ка­ми замк­ну­то­го про­стран­ст­ва,

их дви­же­ние соз­да­ет оп­ре­де­лен­ную си­лу; эта си­ла, при­ло­жен­ная

к еди­ни­це пло­ща­ди, на­зы­ва­ет­ся дав­ле­ни­ем га­за и вы­ра­жа­ет­ся в

мил­ли­мет­рах ртут­но­го стол­ба, или тор­рах; дав­ле­ние га­за про­пор­цио­наль­но чис­лу мо­ле­кул и их сред­ней ско­ро­сти. При ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре дав­ле­ние ка­ко­го-ли­бо ви­да мо­ле­кул; например, O2 или N2, не за­ви­сит от при­сут­ст­вия мо­ле­кул дру­го­го га­за. Об­щее из­ме­ряе­мое дав­ле­ние га­за рав­но сум­ме дав­ле­ний от­дель­ных ви­дов мо­ле­кул (так на­зы­вае­мых пар­ци­аль­ных дав­ле­ний) или РB=РN2+Ро2+Рн2o+РB, где РB - ба­ро­мет­ри­че­ское дав­ле­ние. До­лю (F) дан­но­го га­за (x) в су­хой га­зо­вой сме­си мощ­но вы­чис­лить по сле­дую­ще­му урав­не­нию:

Fx=Px/PB-PH2O

И на­обо­рот, пар­ци­аль­ное дав­ле­ние дав­не­го га­за (x) мож­но вы-

чис­лить из его до­ли: Рx-Fx(РB-Рн2o). Су­хой ат­мо­сфер­ный

воз­дух со­дер­жит 2О,94% O2*Рo2=20,94/100*760 торр (на уров­не мо­ря) =159,1 торр.

Га­зо­об­мен в лег­ких ме­ж­ду аль­ве­о­ла­ми и кро­вью про­ис­хо­дит

пу­тем диф­фу­зии. Диф­фу­зия воз­ни­ка­ет в си­лу по­сто­ян­но­го дви­же­ния мо­ле­кул га­за к обес­пе­чи­ва­ет пе­ре­нос мо­ле­кул из об­лас­ти бо­лее вы­со­кой их кон­цен­тра­ции в об­ласть, где их кон­цен­тра­ция ни­же.

Га­зо­вые за­ко­ны.

На ве­ли­чи­ну диф­фу­зии га­зов ме­ж­ду аль­ве­о­ла­ми и кро­вью

влия­ют не­ко­то­рые чис­то фи­зи­че­ские фак­то­ры. 1. Плот­ность га-

зов. Здесь дей­ст­ву­ет за­кон Грэ­ма. Он гла­сит, что в га­зо­вой фа­зе при про­чих рав­ных ус­ло­ви­ях от­но­си­тель­ная ско­рость диф­фу­зии двух га­зов об­рат­но про­пор­цио­наль­на квад­рат­но­му кор­ню из их плот­но­сти. 2. Рас­тво­ри­мость га­зов в жид­кой сре­де. Здесь дей­ст­ву­ет за­кон Ген­ри: со­глас­но это­му за­ко­ну, мас­са га­за, рас­тво­рен­но­го в дан­ном объ­е­ме жид­ко­сти при по­сто­ян­ной тем­пе­ра­ту­ре, про­пор­цио­наль­на рас­тво­ри­мо­сти га­за в этой жид­ко­сти и пар­ци­аль­но­му дав­ле­нию га­за, на­хо­дя­ще­го­ся в рав­но­ве­сии с жид­ко­стью. 3. Тем­пе­ра­ту­ра. С по­вы­ше­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры рас­тет сред­няя ско­рость дви­же­ния мо­ле­кул (по­вы­ша­ет­ся дав­ле­ние) и па­да­ет рас­тво­ри­мость га­за в жид­ко­сти при дан­ной тем­пе­ра­ту­ре. 4. Гра­ди­ент дав­ле­ния. К га­зам в ды­ха­тель­ной сис­те­ме при­ло­жим за­кон Фи­ка.

Ко­эф­фи­ци­ен­ты диф­фу­зии.

Ис­хо­дя из рас­тво­ри­мо­сти и ве­ли­чи­ны мо­ле­кул, ко­эф­фи­ци­ент диф­фу­зии для СО2 при­бли­зи­тель­но в 2,7 раза боль­ше; чем для О2. По­сколь­ку эта ве­ли­чи­на по­сто­ян­ная и тем­пе­ра­ту­ра в лег­ких обыч­но то­ще ос­та­ет­ся по­сто­ян­ной, то толь­ко пар­ци­аль­ные дав­ле­ния этих га­зов оп­ре­де­ля­ют на­прав­ле­ние га­зо­об­ме­на ме­ж­ду лег­ки­ми и аль­ве­о­ла­ми. При рас­смот­ре­нии фи­зио­ло­ги­че­ских ас­пек­тов га­зо­об­ме­на в лег­ких сле­ду­ет учи­ты­вать 1) ле­гоч­ное кро­во­об­ра­ще­ние в аль­ве­о­лах, 2) дос­туп­ную для диф­фу­зии по­верх­ность, 3) ха­рак­те­ри­сти­ки аль­ве­о­ляр­ной и ка­пил­ляр­ной тка­ней и 4) рас­стоя­ние, на ко­то­рое про­ис­хо­дит диф­фу­зия.