Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Характер вентиляции легких может меняться вследствие самых разных причин. Дыхание усиливается при работе, изменении метаболических потребностей организма и патологических состояниях. Можно произвольно усилить дыхание. Снижение вентиляции также может либо быть произвольным, либо наступать в результате действия регуляторных или патологических факторов. Выделены следующие типы вентиляции.

• Нормовентиляция — нормальная вентиляция, при которой парциальное давление СO2 в альвеолах (pACO2) поддерживается на уровне около 40 мм рт.ст. (5,3 кПа).
• Гипервентиляция — усиленная вентиляция, превышающая метаболические потребности организма (рAO2 <40 мм рт.ст.).
• Гиповентиляция — пониженная вентиляция относительно метаболических потребностей организма (рaCO2 >40 мм рт.ст.).
• Повышенная вентиляция — любое увеличение альвеолярной вентиляции по сравнению с уровнем покоя (например, при мышечной работе) независимо от парциального давления газов в альвеолах.
• Эупноэ — нормальная вентиляция в покое, сопровождающаяся субъективным чувством комфорта.
• Гиперпноэ — увеличение глубины дыхания независимо от того, повышена ли при этом ЧДД или нет.
• Тахипноэ — увеличение частоты дыхания.
• Брадипноэ — снижение частоты дыхания.
• Апноэ — остановка дыхания, обусловленная главным образом отсутствием физиологической стимуляции дыхательного центра (уменьшение напряжения СO2 в артериальной крови).
• Диспноэ (одышка) — неприятное субъективное ощущение недостаточности дыхания или затрудненности дыхания.
• Ортопноэ — выраженная одышка, связанная с застоем крови в легочных капиллярах в результате недостаточности левого желудочка сердца. В горизонтальном положении это состояние усугубляется, поэтому таким больным тяжело лежать.
• Асфиксия — остановка или угнетение дыхания, связанные главным образом с параличом дыхательных центров. Газообмен при этом резко нарушен (наблюдаются гипоксия и гиперкапния).

В обычных условиях человек дышит атмосферным воздухом, имеющим относительно постоянный состав (табл. 23.2). Меньше всего О2 и больше всего СO2 в альвеолярном воздухе. Выдыхаемый воздух представляет собой смесь альвеолярного газа и воздуха мертвого пространства, поэтому его состав занимает промежуточное положение между составом вдыхаемого (атмосферного) воздуха и альвеолярного газа. В «чистом» виде альвеолярный газ выводится лишь с последней порцией выдоха.

Альвеолярный воздух является внутренней газовой средой организма. От его состава зависит газовый состав артериальной крови. Регуляторные механизмы поддерживают постоянство состава альвеолярного воздуха. Состав альвеолярного воздуха при спокойном дыхании мало зависит от фаз вдоха и выдоха. Например, содержание диоксида углерода в конце вдоха всего на 0,2–0,3% меньше, чем в конце выдоха, так как при каждом вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха. Кроме того, газообмен в легких протекает непрерывно,

Таблица 23.2. Состав сухого воздуха

Таблица 23.3. Напряжение газов

Примечание: рО2 — парциальное давление кислорода; рСО2 — парциальное давление углекислого газа.

при вдохе и при выдохе, что способствует выравниванию состава альвеолярного воздуха. При глубоком дыхании зависимость состава альвеолярного воздуха от вдоха и выдоха увеличивается.

Газы, входящие в состав атмосферного, альвеолярного и выдыхаемого воздуха, имеют определенное парциальное (partialis — частичный) давление, то есть давление, приходящееся на долю данного газа в смеси газов (табл. 23.3). Общее давление газа обусловлено кинетическим движением молекул, воздействующих на поверхность раздела сред и не зависит от природы газа. Согласно закону Дальтона парциальное давление газа в какой-либо смеси прямо пропорционально его объемному содержанию. Альвеолярный воздух представлен смесью в основном О2, СО2 и N2.

Так, при давлении сухого воздуха 760 мм рт.ст. парциальное давление кислорода (pO2) примерно 21% от 760 мм рт.ст., то есть 159 мм рт.ст. При расчете парциального давления в альвеолярном воздухе следует учитывать, что он насыщен водяными парами, парциальное давление которых при температуре тела равно 47 мм рт.ст. Именно поэтому на долю парциального давления газов приходится 760 – 47 = 713 мм рт.ст.

Необходимо учитывать, что приведенные в табл. 23.3 значения парциального давления газов соответствуют их давлению на уровне моря (р = 760 мм рт.ст.) и эти значения будут уменьшаться с подъемом на высоту.

Различное содержание О2 и СО2 в альвеолярном и выдыхаемом из легких воздухе свидетельствует о том, что в воздухоносных путях легких от трахеи до альвеол существуют многочисленные градиенты концентрации дыхательных газов, фронт которых может динамично смещаться в ту или иную сторону в зависимости от вентиляции легких.