Обмен газов в легких и тканях

Газообмен в легких. В альвеолах легких совершается газообмен между атмосферным воздухом и кровью. Этот процесс подчиняется физическому закону диффузии газов.

Вследствие диффузии углекислый газ проникает из крови в воздух альвеол. Такой процесс в легких происходит до тех пор, пока не наступит равновесие между содержанием углекислого газа в крови и альвеолярном воздухе.

Кислород проникает в кровь также путем диффузии. Во вдыхаемом воздухе его концентрация гораздо выше, чем в крови, текущей по капиллярам. Проникая в кровь, кислород соединяется с гемоглобином эритроцитов, превращая его в оксигемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь может переносить очень большие количества кислорода в химически связанном виде. Кровь, насыщаясь кислородом, становится артериальной.

Таким образом, диффузия газов в альвеолах совершается благодаря разности между давлением газов в альвеолах и крови. Так как сумма поверхности всех альвеол очень велика, в легких кровь обогащается большим количеством кислорода и отдает в альвеолярный воздух почти весь углекислый газ, поступающий в кровь из тканей. В результате описанных процессов состав воздуха, выдыхаемого из легких, отличается от состава вдыхаемого воздуха. В выдыхаемом воздухе содержится 79% азота, около 16% кислорода и примерно 5% углекислого газа. В выдыхаемом воздухе значительно увеличивается содержание водяных паров.

Углекислый газ, образующийся в результате окислительных процессов в клетках, не накапливается в них, поскольку он вследствие диффузии непрерывно удаляется в тканевую жидкость, а затем в кровь. Некоторое количество углекислого газа вступает в соединение с гемоглобином; большая часть его химически связывается некоторыми солями, содержащимися в крови

Дыхание плода

В период внутриутробной жизни внешнее (легочное) дыхание у плода отсутствует. Внутриутробной жизни плод получает О2 и удаляет СО2 исключительно путем плацентарного кровообращения.

Плацента – это комплекс тканевых образований, который состоит из материнской и плодных частей. Материнская часть ее представлена измененной оболочкой матки.

Плацента служит для плода органом питания и дыхания. Пупочная артерия плода приносит к плаценте темную венозную кровь, которая отдает СО2 и поглощает О2, в силу чего кровь пупочной вены имеет артериальный цвет. Потребность плода в кислороде не велика, так как ему не требуется энергия для согревания. Кровь от плода приносится к плаценте пупочными артериями и возвращается обратно по пупочной вене.

Во внутриутробном периоде плод совершает нерегулярные дыхательные движения, которые с помощью ультразвукового исследования можно наблюдать начиная с 11-й недели беременности. По мере увеличения срока беременности частота дыхательных движений плода возрастает, составляя 30—70 в минуту. Дыхательные движения грудной клетки являются показателем хорошего функционального состояния плода.

К факторам, способствующим интенсивному переходу кислорода от матери к плоду, следует отнести высокую концентрацию фетального гемоглобина, который обладает большей способностью поглощать кислород, чем гемоглобин матери. Несмотря на существование механизмов, облегчающих диффузию кислорода через плацентарную мембрану, парциальное давление кислорода в крови плода относительно низкое.

Кровоснабжение легких

От верхушки правого желудочка выходит лёгочная артерия, несущая венозную кровь. Она полностью находится внутри сердечной сумки. Длина лёгочной артерии составляет 5-6 см, диаметр — около 3,5 см. Затем сосуд делится на левую и правую ветви, снабжающие кровью правое и левое лёгкие. Стенки лёгочных артерий тонкие и эластичные, имеют очень большую растяжимость, благодаря чему сосуды способны выдерживать поступление больших объёмов крови от правого желудочка. Все сосуды артериальной системы малого круга отличаются большим диаметром, чем артерии большого круга кровообращения.

В лёгких правая и левая лёгочные артерии делятся на более мелкие ветви, которые располагаются рядом с бронхами и повторяют их ветвления. Наименее мелкие сосуды образуют сеть капилляров, оплетающих альвеолы. Базальная мембрана альвеолоцитов сливается с базальной мембраной дыхательных капилляров и через неё в процессе газообмена проходит кислород. Дыхательные капилляры собираются в венулы, а затем в более крупные вены.

Лёгочные вены короткие и, в отличие от артерий, находятся между лёгочными дольками. По ним обогащённая кислородом кровь попадает в левое предсердие. Затем благодаря работе левой половины сердца кровь поступает в большой круг кровообращения.

Бронхиальные артерии, обеспечивающие питание лёгочной ткани, отходят от грудного отдела аорты. Они ветвятся вместе с бронхами до уровня бронхиол. Капиллярная сеть опутывает слизистую оболочку стенок бронхов. По бронхиальным венам деоксигенированная кровь выходит из органа.

Часть крови из бронхиальных артерий проходит опорные ткани лёгких, а затем поступает в лёгочные вены и входит в левое предсердие вместо возвращения в правое. Вследствие этой особенности объём крови, поступившей в левое предсердие на 1-2% превышает выброс правого желудочка.

Газообмен между альвеолами и кровью

Углекислый газ выделяется из крови в альвеолы, а кислород поступает в венозную кровь, находящуюся в лёгочных капиллярах, путём диффузии. Газообмен осуществляется непрерывно, но в период систолы он более интенсивен, чем в период диастолы.