Шмидт, Тевс (ред.) - Физиология человека - т.2 (947489), страница 108
Текст из файла (страница 108)
Пересчет значений объемов, нзмерениых арн разных условиях. Объем газа зависит от атмосферного давления Р„„, температуры Т и давления водяного пара Рн о.мВ связи с этим всегда необходимо эо указывать условия, при которых измерен тот илн иной объем. В физиологии дыхания выделяют следующие типы условий. 1. Условна СТДС (от слов стандартная температура и давление; сухой воздух). Это стандартные физические условия; объемы газов измеряются при Т = 273 К, Р„„= 760 мм рт. ст.. Рн о — — 0 мм рт. ст. (сухой воздух). 2.
Условия ТДОН (температура н давление в организме; насыщенный водяным паром воздух). Это условия, имеющие место в легких (Т = 273 К+ + 37 К = 3!О К; Р„„соответствует атмосферному давлению окружающей среды и поэтому может быть различным. Рн а равно давлению насыщенного водяного пара йри 37 "С, т.е. 47 мм рт. ст.). 3.
Условна ТДВН (температура и давление во внешней среде; насыщенный водяным паром воздух). Это условия, которые реально имеют место в окружающей среде во время измерения («условия в спирометре»),— комнатная температура Т, атмосферное давление в момент исследования Р„„. давление водяного пара в окружающей среде. Сводка всех этих условий приведена в табл. 2!.2. Видно, что для получения давления ««сухой» газовой смеси, от которого зависит объем газа, из общего давления всегда следует вычитать давление водяного пара. Для того чтобы пересчитать объем газа с одних условий на другие, следует использовать универсальное газовое уравнепне У, Т 1' У, Тэ Р, Таблица 21.2. Характеристики условий измерения газовых объемов Применяя зто общее уравнение в конкретных случаях, можно использовать данные, приведенные в табл.
21.2. Так, лля приведения объема газа, измеренного прн условиях в организме (Утдо~Д, к стандартным условиям (Устдс) необходимо сделать следующую подстановку: Устдс 273 Р„„— 47 Р„„— 47 Ъ тдон 310 760 863 Искомая величина довольно существенно зависит от принятых условий. Так, если альвеолярная вентиляция в покое при условиях ТДОН составляет 5 л/мин, то в соответствии с уравнением (22) в условиях СТДС (при среднем атмосферном давлении на уровне моря Р„„= 760 мм рт.
ст.) она уменьшается до 4,! л/мин. Седержаннс газов в альвеолярной смеси в условиях некая. Для расчета содержания дь«катениных газов в альвеолярной смеси подставим в уравнение (20) значения, соответствующие стандартным условиям. У взрослого нагла«цсиис кислорода в покое Уойстдс! —— 0.28 л/мин, а выделение СОэ Усо !г удс! = 0,23 л/мнн. Таким обРазом, отношение выдел«гиии СОэ к иа.литанию Оэ, называемое дыхательным коэ«р9«ациеитам, составляет 0„23/0,28 = 0,82 (см. с, 659). Аль«солярная веитиляция 9 !стдс) равна 4,1 л/мин (см. выше); содержа«и«е Оэ во вдыхаемом воздухе Г„= 0,209 "оэ (20,9 об/%) (табл. 21,3).
Соответственно садерэиаиис газов в аль«солярной смеси составляет: Е = 0,14 (14 об.%), 2 Р = 0,056 (об об%). саэ Оставшаяся часть альвеолярной газовой смеси приходится на азот и присутствующие в очень небольшом количестве благородные газы. Анализ кяьвс«и«вкиай газовой смеси. Одна вз первых трулнастей.
с которыми приходятся сталкиваться прн определении солержзння газов в альвеолах, связана с получением проб альвеалярнай газовой смеси. При выдохе вз коэлухонаснь«х путей сначала удаляется воздух мертвога пространства н лишь после зтага начинает выходить ваэлух из альвеол. Оливка лаже к концу выдоха са«тав вылыкасмай смеси постоянно претерпевает небольшие изменения. обусловленные тем, что в альвеолах продолжается газаабмсн. В связи с этим были разработаны ГЛАВА 21.
ЛЕГОЧНОЕ ДЫХАНИЕ 587 Таблица 21.3. Содержание (Р) и парцнапъное давление (Р) дыхательных газов во вдыхаемом воздухе н апьвеопнрной н аыдыхаемой газовых смесях прн спокойном дыхании (на высоте уровня моря) О» 13» СО» 0,209 0„0003 150 мм рт.ст. (20 «Па) 1ОО мм рт.ст. (!3,3 кПа) 1!4 мм рг.сг. (!5,2 кПа) 0,2 мм рт.ст. (0,03 кПа) 40 мм рт.ст.
15.3 кПа) 29 мм рт.ст. (3,9 кПа) Вдыхаемый воздух Алъаеоларная смесь Вылыхасмая смесь 0.056 О.! 4 0.!б О.О5 0.04 0,033 0,03 о,о к»" специальные устройства. позволяющие при помощи механических нлн электронных приспособлений производить забор последней порции нылыхаемого аазлуха прн каждом дыхательном пнкзс [3). После получения пробы альвеалярной газовой смеси можно с помощью специальной аппаратуры определить содержание н ней различных газов При использовании метала Шаланлера химически абсорбируют последовательно О» и СО». После кажлой онерацнн измеряют.
на сколько уменьщнлса объем газовой смеси. Разница а объемах ранна объему абсорбироеанного газа [4П. Сушссп»уют газоанализаторы, поз»оляю»»«ие непрерывно регистрировать солсржание газов а вылыхасмой смеси. Принцип подобных приборов, измеряющих концепт!алию СО». основан на поглощении этим газом инфракрасных лучей; измерение концентрации О» основано на парамагнитных свойствах кислорода. Для определения содержания обоих газов используют также массспекгрометры. Прсимушестно этих методов заключается а том, что благодаря непрерывной записи содержание газов а л»абай момент времени можно опрелслить непосредственна по кривой. так что нс требуется пронзаалить отбор серийных проб из альвеол.
На рнс. 21.20 а качестве примера приведена кривая концентрации СО н выдыхасмом возлухс а ходе двух дыхательных циклов, полученная ГС0 0,06 Го » 3 3 4 5 6 ьс Рис. 21.20. Запись концентрации СО, в воздухе около р»в исследуемого при вдохе н выдохе. произведенная методам регистрации поглощения инфракрасных лучей. «Апъвеопнрнае плато» часть кривой. соответствующая прохождению через датчик апьвеопярнай порции выдыхаемого объема путем регистрации поглощения инфра«раси»и лучей. Часзь кривой, обозначенная как «алъасолярнае плато», соответ- ствует аль»солярной порции экспиратарного объема. Пярцввдьные дявдення дыхательных газов Парциальные давления газов в атмосферном воздухе.
Согласно закону Далътоии, лароиа.«ьное давление (напр«»кение) коз»сдого газа в смеси (Р,) проиорииоиально его доле от общего обье.иа, т.е. его фрак»(ии (Р„). Применяя этот закон к дыхательным газам. следует помнить, что как втмасферцый воздух, так н альвеолярная газовая смесь содержат не только О». СО, )ч 3 и благоролные газы, но также водяной пар, имеющий некое парциальное давление Рн . Поскольку фракции газов приводятся для «сухой» смеси, в уравнении лля закона Двльтона из общего давления (атмосферное давление Р„,„) следует вычитать давление водяного пара Р„«~ » ' Р, = Р,(Р„„— Р„зо). (23) Если подставить в это уравнение содержание О, н СО, в атмосферном воздухе (табл. 2!.3) Р„о = но— = 47 мм рт.
ст. (в легких), то можно вычислить, что парциальные давления дыхательных газов на уровне моря составляют Ра -150 мм рт. ст. (20 кПа) аз и Р о 0,2 мм рт. ст. (0,03 кПв). Нв больших высотах парциальные давления Оз и СО, во вдыхаемом воздухе снижаются пропорционально уменьшению Р, (с. 711). Парднальиые давления газов в вльвеплярнвй гязпвой смеси. Поскольку газаобмен в легких идет в направлении грашюнтов парциальных давлений, именна в единицах давления обычно выражают соотношение О, и СО» в альвеалярнай смеси. Подставляя в уравнение (20) значенна парцнальных давлений иэ уравнения (23) при Рн о = 47 мм рт.
ст. и делая поправку на условия изменрения с помощью уравнения (22), получаем Р. = Є— . " 803 [мм рт. ст.'), (24) ~«ггдан1 ЧАСГЬ Ч1. ДЫХАНИ8 Рв = ' 863 гьмм рт. ст.тз. (24) Чсо,)стдс) Ча(тдон) С помощью этих так называемых уравнений альвеолярвых газов можно рассчитать парцнальные давления дыхательных газов в альвеолярной смеси. Для условий покоя и небольшой высоты над уровнем моря (Р„= 150 мм рт. стн Чт) (стдс) = = 0,28 л/мин, Фтх) ~(стдс) = 0,23 л/мин, ч,(тдогй = = 5 л/мин) они составляют: Р, = 100 мм рт. ст. (13,3 нПа), т Р, = 40 мм рт. ст.
(5,3 нПа) . Приведенные значения характерны для здорового взрослого человека. Следует, однако. помннтвч что это средние величины: существуют как небольшие временные колебания парциальных давлений газов в альвеолах, связанные с периодичностью поступления свежего воздуха в альвеолярнос пространство, так и незначительные локальные отклонения, обусловленные неравномерной вентиляцией и перфузией различных участков легких (см. ниже).
Как следует из уравнений (24), парциальные давления газов в альвеолах при данных значениях параметров интенсивности газообмена (Ча и Чс„) 2 зависят от альвголярной вентиляции )м Прн ее увеличении (гилерввктиляции) Р, повышается, а Р снижается; уменьшение алй(солярной вентнляц))и (гиловглтлиляция) сопровождается обратными изменениями. Количественная зависимость между парциальными давлениями газов в альвеолах и уровнем альвеолярной вентиляции представлена на рис. 21.21.
Влнвняе вентилнционно-перфузнонного отношения (34, 37, 603. Для осуществления газообмена кровь должна доставлять к альвеолам кислород и уносить от них углекислый газ. Вследствие этого поглощение О2 (Фа ) и выделение СО2 (Ф ) ~сено связаны с легочным кровосиабгкгкигм (лврфузигй). В тай мере, в какой содержание дыхательных газов в венозной и артериальной крови постоянно, перфузия легочных капнлляров 1) пропорциональна Чо и 2 Чс (принцип Фика; см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
