Вентиляционно-перфузионные нарушения (V/Q)

Для нормального газообмена должно быть адекватное соотношение вентиляции альвеол и кровотока в капиллярах, оплетающих альвеолы. Однако это условие не всегда соблюдается. Отдельные участки легких вентилируются и перфузируются не всегда одинаково. Встречаются плохо или совсем невентилируемые альвеолы при сохранении кровотока и наоборот - хорошо вентилируемые альвеолы при неперфузируемых сосудах (рис. 34).

Одним из следствий малого давления крови является неравномерность перфузий разных отделов легких. Под влиянием сил гравитации у человека, находящегося в вертикальном положении, до верхних отделов легких доходит меньше крови. За счет этого объем негазообменных участков легких увеличивается (рис. 35). Для характеристики этих особенностей кроме анатомического (АМП) вводится понятие о физиологическом мертвом пространства (ФМП) - сумме анатомического и альвеолярного мертвых пространств. В норме ФМП мало отличается от АМП, а прирост его при многих видах патологий существенно снижает возможности для газообмена.

Рис. 34. Соотношение различного типа вентиляции альвеол и кровотока: 1 - адекватное, 2 - нормальная вентиляция при нарушении кровотока, 3 - нарушение аэрогематического барьера, 4 - нарушение вентиляции при сохраненном кровотоке, 5 - легочная вена, 6 - шунт между большим и малым кругами кровообращения, 7 - бронх, 8 - вдох, 9 - выдох, 10 - легочная артерия, 11 - легочная вена.

Особенности вентилируемости различных отделов легких можно исследовать с помощью радиоактивного газа (например, ¹³³Xe). После дабавления его во вдыхаемый воздух исследуют распределение уровня радиоактивности над различными отделами легких. Точно по такому же принципу исследуется и равномерность перфузии различных отделов легких кровью, вводя внутривенно раствор, содержащий радиоактивный газ.

Обычно в целом легком соотношение V/Q составляет около 0,8. При отсутствии альвеолярной вентиляции это соотношение равно 0 и в результате происходит шунтирование крови справа налево, т.е. смешивание венозной крови с артериальной. Эта форма гипоксемии устойчива к оксигенотерапии, и кровь, поступающая от других участков, легких не может компенсировать нарушение оксигенации поскольку основной носитель кислорода - гемоглобин исчерпал все резервы насыщения.

Если в участке легкого нет кровотока, а вентиляция сохранена, то V/Q стремится к бесконечности. С физиологической точки зрения это обозначает, что вся кровь содержащая дезоксигенированный гемоглобин направляется к мертвому пространству (проявляется эффект физиологического мертвого пространства).

При нарушении V/Q снижение уровня РаО₂ выражено в большей мере, чем возрастание РаСО₂, так как СО₂ диффундирует лучше О₂.

Рис. 35. Соотношения кровотока и вентиляции в различных зонах легких. Символ Р_А - обозначается парциальное давление в альвеолах, Ра - парциальное давление в артериальной крови, Рv - парциальное давление в венозной крови.

Шунтирование кровотока

Еще одной особенностью микроциркуляторного русла легких является наличие артерио-венозных шунтов. Благодаря прямому соединению артериол и венул, часть венозной крови из артерий сливается в вены, минуя капилляры, что именуют шунтированием кровотока справа налево. Наличие артерио-венозных шунтов и неравномерности вентиляции и перфузии приводит к тому, что оттекающая от легких кровь имеет несколько меньшую величину PаО₂, чем при идеальных условиях. Кроме того, к крови малого круга примешивается небольшое количество крови большого круга, оттекающей от ткани легкого. Эта порция крови также несколько "разбавляет" артериальную кровь малого круга, поступающую по венам от легких в левое предсердие. Указанное обстоятельство, а так же неравномерность вентиляции отделов легких и перфузии их кровью приводит к тому, что даже в норме PаО₂ составляет около 95 мм рт.ст. С возрастом данная ситуацию возрастает и уже к 40 годам PаО₂ может снизиться до 80 мм рт.ст., а к 70 годам и до 70 мм рт.ст.