Дыхательная система: газообмен




Дыхательная система: газообмен

 

Кислород и углекислый газ диффундируют между альвеолами и легочными капиллярами, а также между системными капиллярами и слетками тела.

Диффузия этих газов, происходящая в противоположных направлениях, называется газообменом.


цели


Применить законы физики газов; отношения между парциальным давлением, растворимостью и концентрацией к газообмену.

Исследовать факторы, которые влияют на внешнее и внутреннее дыхание.

Что нужно знать?


Анатомию респираторной зоны легких,

Системную и легочную циркуляцию

Закон дальтона о парциальном давлении

Атмосферный воздух – это смесь газов.

Совместное давление всех газов создает атмосферное давление.

На уровне моря атмосферное давление равно 760 мм рт ст.

Каждый газ в атмосфере ответственен за часть этого давления в пропорции, соответствующей его процентному содержанию в атмосфере.

Влияние высокогорья на парциальное давление газов

Атмосферное давление снижается с увеличением высоты.

На вершине Mt. Whitney атмосферное давление примерно равно 440 мм рт ст.

Р О2 на Mt. Whitney  = 92 мм рт ст

Р О2 на уровне моря = 159 мм рт ст.

Закон генри

Количество газа, которое растворяется в жидкость пропорционально:

Парциальному давлению газа

Растворимости газа.

В состоянии равновесия давление кислорода в газе примерно равно его давлению в жидкости, так как молекулы газа диффундируют в обоих направлениях.

При повышении давления больше О2 растворено в жидкости.

Хотя оба газа О2 и СО2 находятся при одинаковом давлении, количество растворенного СО2 выше.

СО2 более растворимый газ, чем О2.

Места газообмена

Внешнее дыхание:

СО2 диффундирует из легочных капилляров в альвеолы

О2 диффундирует из альвеол в легочные капилляры.

Внутреннее дыхание:

О2 диффундирует из капилляров системного кровообращения к клеткам

СО2 диффундирует от клеток в системные капилляры.

Факторы, влияющие на внешнее дыхание

Эффективность внешнего дыхания зависит от 3 главных факторов:

1. Площадь поверхности и структура респираторной мембраны.

2. Градиенты парциального давления.

3. Соответствие альвеолярной вентиляции и кровотока по легочным капиллярам.

Внешнее дыхание: парциальное давление

Градиент парциального давления газов обеспечивает газообмен между альвеолами и легочными капиллярами.

Парциальное давление газов в альвеолярном воздухе отличается от атмосферного воздуха:

 Альвеолярный  воздух

рО2       104 мм рт ст           рСО2      40 мм рт ст            рН2О      47 мм рт ст

Атмосферный воздух

рО2 -159 мм рт ст

рСО2 - 0,3 мм рт ст

рН2О - 3,5 мм рт ст

Парциальное давление

Это отличие зависит от ряда факторов:

Увлажнение вдыхаемого воздуха

Газообмен между альвеолами и легочными капиллярами

Смешивание «нового» и «старого» воздуха

При движении воздуха по воздухоносным путям он увлажняется

Постоянный газообмен О2 и СО2 в альвеолах изменяет парциальное давление газов

В промежуткам между вдохами альвеолы не остаются пустыми: воздух в альвеолах является смесью «старых» и «новых» порций.

Внешнее дыхание: насыщение О2

О2 диффундирует по градиенту парциального давления из альвеол в кровь до достижения равновесия.

Равновесие по кислороду достигается уже в первой прети длины легочных капилляров.

Внешнее дыхание: выделение СО2

СО2 диффундирует по градиенту парциального давления из крови легочных капилляров в альвеолы до достижения равновесия.

Равновесие по углекислому газу достигается уже через 0,4 длины легочных капилляров.

Внешнее дыхание: обмен О2 и СО2

Насыщение кислородом и выделение углекислого газа происходит одновременно.

При вдохе вы пополняете запасы кислорода.

При выдохе Вы удаляете углекислый газ.

Углекислый газ хорошо растворим в крови, что позволяет большому количеству молекул диффундировать при небольшом градиенте парциального давления.

Кислород мало растворим, поэтому необходим большой градиент концентраций.

Вентиляционно-перфузионное соотношение: эффект рО2

Вентиляционно-перфузионное соотношение облегчает эффективный газообмен; при этом поддерживается оптимальное соотношение между альвеолярной вентиляцией и кровотоком по легочным капиллярам.

Когда ограничивается воздушный кровоток по бронхиоле (в просвете - слизь) снижается рО2 в соответствующих альвеолах, что вызывает локальную констрикцию артериол.

Кровь «перенаправляется» в альвеолы с высокой вентиляцией, где больше кислорода может поступить в кровь.

Вентиляционно-перфузионное соотношение: эффект рО2

Когда воздушный поток по бронхиоле увеличен, это приводит к повышению рО2 в соответствующих альвеолах и к локальной дилатации артериол.

Больше крови поступает к альвеолам – кровь лучше насыщается кислородом.

Вентиляционно-перфузионное соотношение: Эффект р со2

Вентиляционно-перфузионное соотношение поддерживается тем, что:

Артериолы отвечают на изменение рО2

Бронхиолы отвечают на изменение рСО2.

Когда поток воздуха через бронхиолу снижается ниже нормы, в альвеолах накапливается углекислый газ. В ответ на это бронхиола расширяется, чтобы удалить избыток СО2.

Когда воздушный поток через бронхиолу избыточно высок (по отношению к кровоснабжению) р СО2 в альвеолах снижается.

При этом бронхиола сужается, чтобы снизить воздушный поток пропорционально локальному кровотоку.

Оцените эффект ро2 и рсо2

Представьте себе, что вентиляция альвеолярного мешочка снизилась из-за опухоли:

рО2 снизилось, так как кислород не входит в альвеолы в достаточном количестве,

рСО2 повысилось, так как избыток углекислого газа не удаляется.

Снижение рО2 вызовет констрикцию артериол.

Повышение рСО2 вызовет дилатацию бронхиолы.

Внутренне дыхание

Кислород диффундирует из системных капилляров к клеткам.

Углекислый газ диффундирует из клеток в системные капилляры.

Внутреннее дыхание зависит от:

1. Достаточной площади газообмена, которая варьирует в разных тканях.

2. Градиента парциального давления.

3. Уровня кровотока в ткани (в зависимости от метаболических потребностей и т.д.)

Внутреннее дыхание: обмен о2 и со2

рО2 крови, входящей в системный капилляр ниже, чем альвеолярный рО2.

Эта небольшая разница связана, главным образом, с несовершенным вентиляционно-перфузионным соотношением в легких.

Газообмен продолжается до достижения равновесия.

резюме

Согласно законам физики существует взаимосвязь между парциальным давлением, растворимостью и концентрацией газов.

Газы диффундируют по градиенту парциального давления из мест с высоким парциальным давлением в места с низким парциальным давлением.

Внешнее дыхание: О2 заходит из альвеол в легочные капилляры; СО2 выходит из легочных капилляров в альвеолы.

резюме

Внутреннее дыхание: О2 выходит из системных капилляров к клеткам; СО2 из клеток идет в системные капилляры.

Эффективный газообмен зависит от ряда факторов, включая площадь поверхности обмена, градиенты парциального давления, кровоток и воздушный поток в воздухоносных путях.

При внешнем дыхании поддерживается оптимальное вентиляционно-перфузионное соотношение.



Создан 25 фев 2015



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником

  ПАРАЗИТЫ у ребенка? Записывай: добавить 20 капель Бактефор на 100-150 мл воды...

  Читать далее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 У тебя папилломы и родинки? Рассказывает главный онколог России - в любой момент папиллома может стать...

  Читать далее

 

 

 

 

 

 

 

  Гипертония это - тихий убийца. Пью 1-2 пакета в день и уже около месяца ни разу не вызывал скорую.

  Читать далее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Вечная молодость Софии Ротару или как за 2 недели помолодеть на 30 лет

  Читать далее


Внимание! Представленные материалы, являются информацией общего характера
и не могут заменить квалифицированной консультации врача специалиста.



Яндекс.Метрика



Сайт по лечению перекисью водорода и содой 

http://perekis-i-soda.ru/category/professor-neumyvakin