Krevní plyny. Tlak plynu v nouzi

Tlak způsobený konstantní kolize pohyblivých molekul s různým povrchem. V důsledku toho je tlak plynu působící na povrchu dýchacích cest a plicních sklípků je úměrný celkovému síly nárazu molekul je ve styku s povrchem kdykoliv. V plicích se jedná o směsi plynů, zejména kyslíku, dusíku a oxidu uhličitého. Rychlost difúze každého z těchto plynů je přímo úměrná jeho parciální tlak.

Tlak plynu ve vodě a tkaniny

Koncentrace plynu v roztoku se stanoví nejen tlak, ale i koeficientu rozpustnosti. Molekuly některých plynů, zejména oxidu uhličitého, mají fyzikální nebo chemickou afinitu s molekulami vody, zatímco ostatní molekuly plynu jsou odpuzovány nich. Když jsou molekuly plynu přitahovány k vodě, mnohem více z nich mohou být v něm rozpuštěna, ve kterém je přetlak vytvořený v roztoku. Na druhou stranu, plyny, jejichž molekuly jsou odpuzovány molekulami vody, a pod tlakem se jejich nízké rozpustnosti ve vodě.

Podle Henryho zákona, množství plynu rozpuštěného v daném objemu kapaliny, definovaný jako parciální tlak plynu a jeho rozpustnosti faktor. koeficienty rozpustnosti pro nejdůležitější dýchacích plynů při tělesné teplotě jsou: kyslík - 0,024: oxid uhličitý - 0,57- oxid uhelnatý - 0,018- dusík - helium 0,012- - 0,008. To znamená, že rozpustnost oxidu uhličitého o více než 20 krát vyšší než je kyslík-kyslík rozpustnější než ostatní tři hlavní kotovaných plynů.

Znalost těchto koeficienty rozpustnosti nutné, protože pomáhá určit množství plynu, který může být fyzicky rozpustí v tělesných tekutinách. To na druhé straně, je jedním z hlavních faktorů, které určují rychlost, kterou plyny difundovat do tkání.

Tlak vody odpařování

Při přijetí vzduchu do dýchacích cest, jakmile voda začne odpařovat z povrchu, zvlhčení a tím vdechovaného vzduchu. To je proto, že molekuly vody, stejně jako jiné molekuly rozpuštěné plyny vždy odděleny od povrchu vody a přechází do plynného stavu (v plynné fázi). Tlak, který molekuly vody jsou překonány odtrhnout se od jeho povrchu, tzv odpařování vody tlak. Při teplotě 37 ° C (98,6 ° F) po odpaření tlak se rovná 47 mm Hg V důsledku toho, jakmile je směs zcela Smáčené plyny, je parciální tlak vodní páry v plynné směsi se také 47 mm Hg

Difúze plynů v kapalinách - tlakový gradient v rozptylu

Hlavními faktory, které ovlivňují rychlost plynu difúze v kapalině zahrnují:

parciální tlak plynu;
rozpustnost plynu v kapalině;
pohled v řezu na části povrchu, přes který dochází k difúzi;
vzdálenost, která se plyn musí být překonána difúzí;
Molekulová hmotnost plynu;
teplota kapaliny.

Video: Vedení Chakaské

Čím větší je rozpustnost plynu a povrchová plocha pro difúzi, tím větší je počet molekul, které mohou difundovat v daném tlakovém rozdílu. Na jedné straně, tím větší je vzdálenost, které molekuly musí projít v difúzi, tím déle trvá. A konečně, tím vyšší je rychlost pohybu molekul (které v dané teplotě je nepřímo úměrná druhé odmocnině molekulové hmotnosti), tím vyšší rychlosti plynu difúzi.

To znamená, že vlastnosti plynu v této rovnici je určen dvěma faktory: rozpustnost a molekulovou hmotností, které se souhrnně nazývají plynové difúzní koeficient. Proto je difúzní koeficient rovný S, / MW, určuje relativní rychlost, s jakou různých plynů difundovat na stejné úrovni tlaku. V případě, že koeficient kyslíku difúze je 1,0, relativní difúzní koeficienty z jiných plynů nutných pro dýchání, jsou následující: oxid uhličitý - 20,3- oxid uhelnatý - 0,81- dusík - helium 0,53- - 0,95.

Difúze plynů v tkáních

Požadováno pro dýchací plyny jsou vysoce rozpustné v tucích a tedy rozpustné v buněčných membránách. Následně, plyny difundují přes buněčné membrány při velmi nízký odpor. Hlavním faktorem, který omezuje pohyb plynů skrz tkaninu, je rychlost, při které mohou plyny difundují tkáňové vody.

Difúze dýchacích plynů přes membránu

dýchací přístroj

Respirační jednotka sestává z respiračních bronchiolů, alveolárních kanálků, děr, ústící do alveoly a plicních sklípků.

V obou plicích je asi 300 milionů alveolů, každý alveolus průměr je v průměru asi 0,2 mm (200 mikrometrů). Stěny alveolů jsou extrémně tenké a jsou úzce spojeny s relativně hustou sítí propojených kapilárami.

Vzhledem k vysoké prevalenci kapilární plexus průtoku krve v blízkosti plicních sklípků je popsána jako "kontinuální list" tekoucí krev. Membrána, jehož prostřednictvím výměny plynů mezi alveolárním vzduchu a krve je známý jako respirační nebo plicní membrány.

respirační membrána

K kyslíku přešel z plicních sklípků v plicích kapilárního řečiště, musí proniknout prostřednictvím čtyř samostatných vrstev, často označované souhrnně alveolární-kapilární nebo respirační, membrána. Tyto čtyři vrstvy zahrnují následující.

Vrstva kapaliny přes alveoly. To se nazývá alveolární tekutiny a zahrnuje povrchově aktivní činidlo, které snižuje povrchové napětí.
Alveolární epitel se skládá z velmi tenkou vrstvou epiteliálních buněk a bazální membrány.
Velmi omezené intersticiální prostor mezi alveolárního epitelu a kapilární membrány.
Kapilární endoteliální membrána a její bazální membrány, slučování na mnoha místech s alveolární bazální membránou.

Video: Moldovan vědci vynalezli nanomembrany ... 2014

I když takové počtu vrstev, celková tloušťka dýchacích membrány v některých místech je pouze 0,2 mikrometrů, a průměrný - 0,63 mikronů.

Jak bylo stanoveno podle histologického vyšetření, celkový povrch dýchacích membrány v zdravého dospělého člověka je přibližně 160 m (což přibližně odpovídá velikosti tenisový kurt). I když světlo může obsahovat asi 700 ml krve, jeho celková částka v plicních kapilárách v daném okamžiku pouze 60-140 ml.

Střední průměr plicních kapilár je menší než 8 mkm- to znamená, že červené krvinky mají opravdu proniknout jim. V důsledku toho se membrána erytrocytů je typicky v kontaktu s kapilární stěny tak, že kyslík a oxid uhličitý nemusí nutně projít významného množství plazmy v procesu difuze mezi alveolu a erytrocytů. Tím se zvyšuje rychlost difúze plynů mezi plicních sklípků a erytrocytu.

Faktory ovlivňující na difúzi plynů přes dýchací membránou

Faktory ovlivňující rychlost pro průchod plynu přes dýchací membránou jsou:

Tloušťka membrány;
plocha membrány;
Koeficient difuze plynu ve vodě membrány;
tlakový rozdíl na obou stranách membrány.

Video: čistič MINERAL

Tloušťka respirační membrány se někdy zvyšuje, typicky akumulací otoků v intersticiálním prostoru. Dále, některé plicní choroby způsobují plicní fibrózy, ve které jednotlivé části dýchacího membrány může dále houstnout. Vzhledem k tomu, rychlost difúze přes membránu je nepřímo úměrná jeho tloušťce, jakýkoli jiný faktor, který zvyšuje tloušťku membrány, více než 2 nebo 3 krát ve srovnání s normou, mohou podstatně narušit okysličení krve. Difúze je téměř nikdy problém pro oxid uhličitý.

Plocha povrchu dýchacích membrány se může výrazně snížit, když mnoho různých podmínek, jako je atelektázy nebo resekci plicní tkáně. V rozedma mnoho sklípky splynout se zánikem alveolárních stěn. Nově vytvořený alveolární dutiny podstatně více originálu, ale celková plocha povrchu dýchacích membrány je výrazně snížena.

Když je celková plocha povrchu plic se snižuje o přibližně třetina nebo jedna čtvrtina norem výměny plynů přes membránu do značné míry zpomaluje, a to i v podmínkách klidu. Při sportovních akcích a jiné fyzické aktivity, a to i malé snížení respiračního povrchu plic se může stát vážnou překážkou pro adekvátní výměnu plynů. Rozdíl tlaku na obou stranách membrány dýchacího je v podstatě rozdíl mezi parciálním tlakem plynu v alveolyarah a parciální tlak tohoto plynu v krvi. Při dýchání diference kyslíku vzduchu v místnosti arteriální-alveolární je 2-10 mm Hg U oxidu uhličitého normální rozdíl je nulový.

Difúzní kapacita respirační (alveolární-kapilární) membrána

Schopnost membrány k respirační výměny plynů mezi alveolyarami a krve v plicích může být kvantifikována použitím difuzní schopnost, který je definován jako objem plynu difundovat membránou po dobu 1 min při tlakovém rozdílu 1 mm Hg Průměrná mladé dospělé difuzivita samotného kyslíku je v průměru o 21 ml / min a 1 mm Hg

Průměrný rozdíl tlak kyslíku na obou stranách membrány za normální dýchací, tichý dýchání je asi 12 mm Hg Násobení tohoto parametru na difuzní schopnost udává celkové množství (asi 250 ml) kyslíku difundovat membránou respiračního každou minutu, což je přibližně stejná jako rychlost, při které se průměrný dospělý absorbuje kyslík v podmínkách klidu.

Když velká fyzická zátěž nebo jiné podmínky výrazně zvyšují průtok krve a plicní alveolární ventilaci, difúzní schopnost kyslíku v mladých mužů se zvyšuje na maximum - až do asi 65 ml / min na 1 mm Hg, která je třikrát vyšší než difúzní schopností v klidovém stavu. Takové zvýšení je způsobeno několika různých faktorů, včetně:

otevření dříve "spací" plicních kapilár, které zvyšuje krevní povrch, ve kterém může kyslík difundovat;
expanze plicních kapilár, které již byly objeveny, což dále zvyšuje povrchovou plochu.

Video: Výsledek diabetu z 14,5 na 8,2 za 1 mesyats.mp4

Oxid uhličitý difúzní kapacita není stanovena, protože plyn tak rychle difunduje přes dýchací membrány je, že průměrný rozdíl mezi PCO krve v plicních kapilárách a plicních sklípků je menší než 1 mm Hg Vzhledem k tomu, difúzní koeficient oxidu uhličitého je 20 krát vyšší, než je kyslík, lze očekávat, že difuzivita samotného oxidu uhličitého je přibližně 400-450 ml / min a 1 mm Hg a při cvičení - asi 1200-1300 ml / min a 1 mm Hg

Schopnost kyslíku difúzí lze vypočítat následujícími parametry:

alveolární POL;
Pol krve plicní kapiláry;
Rychlost absorpce kyslíku v krvi.

Vzhledem k obtížím při stanovení schopnosti difúze kyslíku, fyziologové přednost tento parametr na oxid uhelnatý a teprve pak, za použití získané hodnoty pro výpočet difúze kyslíku. Při této metodě alveoly vdechnutí malé množství oxidu uhelnatého, a pak se jeho parciální tlak se měří v alveolárních vzorcích vzduchu. Měřením množství oxidu uhelnatého absorbované po určitou dobu, a vydělením této hodnoty parciálního tlaku oxidu uhelnatého ve vzduchu na konci dýchacího cyklu, určit difúze oxidu uhelnatého.

Koeficient difúze kyslíku je 1,23 při použití oxidu uhelnatého. V důsledku toho, v případě, že průměrná difuzivita oxidu uhelnatého u mladých mužů je 17 ml / min na 1 mm Hg, kapacita kyslík difundující se rovná 1,23 tato hodnota, nebo 21 ml / min a 1 mm Hg

Robert F. Wilson

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné