Газообмен в легких. Транспорт газов кровью

Содержание

Слайд 2

План лекции 1. Газообмен в легких. Состав воздуха и газовых смесей.

План лекции
1. Газообмен в легких. Состав воздуха и газовых смесей. Парциальное

давление.
2. Транспорт газов кровью О2 и СО2 Кислородная емкость крови.
3. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Модулирующие факторы.
4. Газообмен между кровью и тканями
Слайд 3

Номограмма для определения ДЖЕЛ

Номограмма для определения ДЖЕЛ  

Слайд 4

МОС25 –отражает состояние крупных бронхов ; МОС50 –отражает состояние средних бронхов; МОС75 –отражает состояние мелкихх бронхов

МОС25 –отражает состояние крупных бронхов ;
МОС50 –отражает состояние средних бронхов;
МОС75

–отражает состояние мелкихх бронхов
Слайд 5

Легочные объемы и емкости ФОЕ АО

Легочные объемы и емкости
ФОЕ
АО

Слайд 6

СПИРОГРАММА

СПИРОГРАММА

Слайд 7

1. Эффективное альвеолярное пространство (вентилируемые и перфузируемые альвеолы) 2. Анатомическое мертвое

1. Эффективное альвеолярное пространство (вентилируемые и перфузируемые альвеолы)
2. Анатомическое мертвое пространство

(воздухоносные пути)
3. Альвеолярное мертвое пространство (вентилируемые, но не перфузируемые)
. Функциональное мертвое пространство (анатомическое +альвеолярное)

Соотношение между вентиляцией и перфузией

Слайд 8

Общая диффузионная поверхность легких: 50-100 (в среднем 70) м2 Ветвление трахеобронхиального

Общая диффузионная поверхность легких: 50-100 (в среднем 70) м2

Ветвление трахеобронхиального

дерева

Бронхи

Бронхиолы

КОНДУКТИВНАЯ ЗОНА

транзиторная

Респираторная20-23 генерации

Слайд 9

ПОКАЗАТЕЛИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ Статические (характеризуют функциональные возможности) ОБЪЕМЫ : ДО РОВд

ПОКАЗАТЕЛИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ

Статические
(характеризуют функциональные возможности)
ОБЪЕМЫ :
ДО
РОВд
РОВыд
ОО
ЕМКОСТИ :
ЖЕЛ
ФОЕ
ОЕЛ
РЕВд

Динамические
(характеризуют

реализацию функциональных возможностей)
МОД=ДОхЧД
АВ= ЛВ-ВМП
МВЛ (за 10сек)
ЭВД= АВ/МОДх100
ОФВыд (тест Тифно)
рО2; рСО2
Слайд 10

ПОКАЗАТЕЛИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ Статические ОБЪЕМЫ : ДО РОВд РОВыд ОО ЕМКОСТИ

ПОКАЗАТЕЛИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ

Статические
ОБЪЕМЫ :
ДО
РОВд
РОВыд
ОО
ЕМКОСТИ :
ЖЕЛ
ФОЕ
ОЕЛ
РЕВд

Динамические
МОД=ДОхЧД
АВ= ЛВ-АМП
МВЛ (за 10сек)
ЭВД= АВ/МОДх100
ОФВыд

(тест Тифно)
рО2; рСО2

12-18 в мин

ср 7 литров

МОД при физической нагрузке до 120 л

МВЛ = 120-170 л

5. Коэффициент легочной вентиляции =1/7 = ДАО/ ФОЭ (350мл:2500мл)

500-150 =350 мл

(ВМП)

Слайд 11

Коэффициент легочной вентиляции -1/7 (350 мл/2500 мл) МОД(ЛВ) = ЧД х

Коэффициент легочной вентиляции -1/7
(350 мл/2500 мл)
МОД(ЛВ) = ЧД х ДО

МОД в покое - 7 литров
При физической нагрузке до 120 литров
МВЛ= 120 -170 литров
АВ=ЛВ-ВМП АВ=(500-150) Х 14 =5л в мин
Альвеолярная вентиляция 4,2–5,6 л/мин

ДО-АМП=500-150=350

Слайд 12

МОД(одинаков) = 6 000мл 1-й испытуемый 2-й испытуемый Частота дыхания в

МОД(одинаков) = 6 000мл
1-й испытуемый 2-й испытуемый
Частота дыхания в 1мин
15 20
Дыхательный

объем
400 мл 300мл
Мертвое пространство у обоих 150 мл
В альвеолы поступит воздуха
250 мл 150 мл
Минутная вентиляция альвеол
3750 мл 3000мл

Альвеолярная вентиляция

15

20

Слайд 13

ТРАНСПОРТ ГАЗОВ Функциональная транспортная система дыхания включает в себя системы: внешнего

ТРАНСПОРТ ГАЗОВ Функциональная транспортная система дыхания включает в себя системы: внешнего дыхания,

кровообращения и клеточного дыхания. Дыхательная система создает полное соответствие между количеством О2, поступающего через лёгкие в кровь и скоростью его потребления в тканях и такое же соответствие между продукцией в тканях СО2 и удалением его из лёгких.


Важнейшими составляющими транспортной системы для внешнего дыхания являются вентиляция, диффузия и перфузия;
для кровообращения – сердечно-временной (минутный объем - МОК) и транспортные свойства крови для О2 и СО2;
для клеточного дыхания – кровоснабжение ткани, диффузия и обмен веществ (потребление О2 и образование СО2).

Слайд 14

Этапы переноса кислорода из окружающей среды до клетки: 1) конвекционный транспорт

Этапы переноса кислорода из окружающей среды до клетки:

1) конвекционный транспорт в

альвеолы
(вентиляция легких);
2) диффузия из альвеол в кровь легочных капилляров;
3) конвекционный перенос газов кровью к тканям;
4) диффузия из капилляров в окружающие ткани
Слайд 15

Аэрогематический барьер 0,4-1,5 мкм Обмен газов в легких происходит по физическим

Аэрогематический барьер

0,4-1,5 мкм

Обмен газов в легких происходит
по физическим законам диффузии.

Объем диффузии О2
составляет около
Диффузия газов через аэрогематический барьеросуществляется в 2 этапа:
Диффузионный перенос газов происходит по концентрационному градиенту через тонкий аэрогематический барьер;
2. Связывание газов в крови легочных капиляров
500 л/сут,
СО2 – 430 л/сут
Слайд 16

Слайд 17

Коэффициент диффузии Крога это количество газа проникающего через легочную мембрану за

Коэффициент диффузии Крога
это количество газа проникающего
через легочную мембрану за 1

мин
на 1мм.рт.ст. Для О2 ДСЛ= 25 мл/мин х мм.рт.ст Для СО2 в 24 раза больше вследствие его высокой растворимости в легочной мембране
Слайд 18

Закон Фика

Закон Фика

Слайд 19

М - количество диффундирующего газа; t - время диффузии; M/t -

М - количество диффундирующего газа;
t - время диффузии;
M/t - скорость

диффузии;
ΔР - начальный градиент парциального давления газа в альвеолярном воздухе и его напряжения в крови;
Х/Ska - сопротивление диффузии;
Х – расстояние диффузии газов;
S - суммарная площадь контакта между альвеолами и капиллярами лёгких - площадь диффузии;
k - коэффициент диффузии газа, измеряемый количеством газа, проходящего путь в 1 см через поверхность в 1 м2при определённой температуре;
α - коэффициент растворимости газа, выражающийся объёмом газа, который может растворяться в 1 мл жидкости при температуре 0о С и давлении данного газа над жидкостью в 760 мм рт. ст. (коэффициент Бунзена)
Слайд 20

Х/Sk a

Х/Sk a

Слайд 21

760мм Hg - 100 % Х - 21 %

760мм Hg - 100 %
Х - 21 %

Слайд 22

Атмосферное давление = 760 мм рт.ст. (101 кПа) Состав сухого атмосферного

Атмосферное давление = 760 мм рт.ст. (101 кПа)
Состав сухого атмосферного воздуха:
Кислород 20.9

% РО2 = 760 x 20.9/100 = 160 мм рт.ст.
СО2 0.03 % РСО2 = 760 x 0.03/100 = 0.2 мм рт.ст.
Азот 78.1 %
Аргон 0.9 %

Мы дышим атмосферным воздухом

По закону Дальтона –
Парциальное давление каждого газа в смеси пропорционально его процентному содержанию газа в смеси т.е его доле от общего объема.

Парциальное давление

Слайд 23

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (%). ВОЗДУХ : О2 СО2 NO2

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (%).

ВОЗДУХ : О2 СО2 NO2
Атмосферный 21,0

0,02-0,03 79,14
Альвеолярный 14, 0 5,5 80,7
Выдыхаемый 16,0 4,5 79,5
Слайд 24

Расчет парциального давления вдыхаемого воздуха 760 мм. рт ст. х 21,0

Расчет парциального давления вдыхаемого воздуха

760 мм. рт ст. х 21,0
рО2=

---------------------------------------= 159 мм рт. ст. 100
760 мм. рт ст. х 0,03
рСО2= ------------------------------------= 0,23 мм рт. ст.
100
Слайд 25

Расчет парциального давления в альвеолярном воздухе ( 760 мм. рт ст.-

Расчет парциального давления в альвеолярном воздухе

( 760 мм. рт ст.-

47 мм.рт.ст.) х 14
рО2= ---------------------------------------------= 100 мм рт. ст. 100
( 760 мм. рт ст. - 47 мм.рт.ст )х 5,5
рСО2= ---------------------------------------------= 40мм рт. ст.
100
Слайд 26

Аэрогематический барьер 0,4-1,5 мкм

Аэрогематический барьер

0,4-1,5 мкм

Слайд 27

НАПРЯЖЕНИЕ газа в жидкости –сила с которой молекулы газа стремятся выйти в газовую среду

НАПРЯЖЕНИЕ газа в жидкости –сила с которой молекулы газа стремятся выйти

в газовую среду
Слайд 28

Р1-Р2 = 60 мм Hg Р1-Р2 = 6 мм Hg

Р1-Р2 = 60 мм Hg

Р1-Р2 = 6 мм Hg

Слайд 29

Газообмен в легких и тканях рО2 0-40 мм Hg рСО2 60

Газообмен в легких и тканях

рО2 0-40 мм Hg

рСО2 60 ммHg

рО2 =

96 мм рт.ст.

рО2 = 40 мм рт.ст.

рО2 = 100 мм рт.ст.

Эритроцит

Полость альвеолы

Слайд 30

Каскад кислорода Падение О2 по типу каскада от атмосферного воздуха (РаО2

Каскад кислорода

Падение О2 по типу каскада от атмосферного воздуха
(РаО2 – 159

мм рт ст) до митохондрий (РаО2 – 5 мм рт ст)
Слайд 31

Слайд 32

Процесс поступления О2 из альвеол в кровь легочных капилляров имеет большой

Процесс поступления О2 из альвеол в кровь легочных капилляров имеет большой

«запас прочности»

100 мм рт.ст.

0.3 сек

Резерв газообмена при физической нагрузке:
Увеличение времени газообмена
Открытие дополнительных капилляров
Улучшение давления в легочной артерии: «включение» дополнительных областей газообмена (верхушек легких)

S - суммарная площадь контакта между альвеолами и капиллярами лёгких - площадь диффузии;

При недостатке О2 в сосудах малого круга
кровообращения гладкая мускулатура
сокращается (спазм легочных артериол)
- эффект- Эйлера- Лильестранда

Слайд 33

ВПК= МОД/МОК 08-09 альвеолярная вентиляция/ к кровотоку в легких 4л/5л S=

ВПК= МОД/МОК
08-09
альвеолярная вентиляция/ к кровотоку в легких
4л/5л

S= Va /Q
Va

-альвеолярная вентиляция.
Q –перфузия капиляров альвеол
Слайд 34

S= Va /Q Va -альвеолярная вентиляция. Q –перфузия капиляров альвеол

S= Va /Q
Va -альвеолярная вентиляция.
Q –перфузия капиляров альвеол

Слайд 35

Слайд 36

1. Анатомическое мертвое пространство (воздухоносные пути) 2. Эффективное альвеолярное пространство (вентилируемые

1. Анатомическое мертвое пространство (воздухоносные пути)
2. Эффективное альвеолярное пространство (вентилируемые и

перфузируемые альвеолы)
3. Альвеолярное мертвое пространство (вентилируемые,но не перфузируемые)
. Функциональное мертвое пространство (анатомическое +альвеолярное)
4. Альвеолярный веноартериальный шунт (не вентелируемые, но перфузируемые- кровь не оксигенируется)

Соотношение между вентиляцией и перфузией

Слайд 37

определяют 4 фактора: Альвеолярная вентиляция Перфузия легких ДСЛ (диффузионная способность легких)

определяют 4 фактора:

Альвеолярная вентиляция
Перфузия легких
ДСЛ (диффузионная способность легких)
Равномерность этих показателей в

различных отделах легких

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗООБМЕНА

Слайд 38

1 гр Hb-1,34 мл О2 140 гр х 1,34 = 187

1 гр Hb-1,34 мл О2 140 гр х 1,34 = 187

мл.О2 – 19 об %

97%

0,3%

Слайд 39

Формы переноса кислорода Газообмен в легких необходим для следующего этапа дыхательного

Формы переноса кислорода Газообмен в легких необходим для следующего этапа дыхательного

процесса - транспорта О2 и СО2 к тканям.

в физически растворенном состоянии - 0,3%
В артериальной крови химически связанного О2 - 0,20 л
в венозной О2 - 0,15л
В артериальной крови % содержание СО2 - 52 %
% в венозной СО2 – 58%

Слайд 40

4 Хюфнера

4

Хюфнера

Слайд 41

Коэффициент утилизации О2 V%О2 арт .крови - V% О2в вен. крови

Коэффициент утилизации О2

V%О2 арт .крови - V% О2в вен. крови

х 100
КУО2 = -------------------------------------------------------- V% О2 в арт. крови
КУО2= 30-40 %
V%О2=20 V%О2=12

8

20-100%
8 - х%

Слайд 42

КДО (КОГ) 26мм рт.ст.

КДО (КОГ)

26мм рт.ст.

Слайд 43


Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Роль гемоглобина В легких Hb выполняет функцию кислоты H2O HbO2+KHCO3 KHbO2

Роль гемоглобина

В легких Hb выполняет функцию кислоты H2O
HbO2+KHCO3 KHbO2 + H2CO3
Более

сильная кислота предотвращает защелачивание CO2
В тканях Hb ведет себя как основание
KHbO2 - O2 KHb +H2CO3+HHb
H2O+CO2
Слайд 47

Связывание Н+ уменьшает сродство Hb к О2 Связывание О2 уменьшает сродство

Связывание Н+ уменьшает сродство Hb к О2

Связывание О2 уменьшает сродство Hb

к Н+ и СО2

В ТКАНЯХ гемоглобин легко отдает О2

В ЛЕГКИХ гемоглобин легко отдает СО2

Слайд 48

Факторы влияющие на сродство Нв к О2 Во время оксигенации происходит

Факторы влияющие на сродство Нв к О2
Во время оксигенации происходит

отщепление от гемоглобина
протонов, которые, накапливаясь в эритроците, увеличивают его
кислотность, что само по себе приводит к снижению сродства Нв к О2. В
сущности это и есть выражение эффекта Бора – зависимость процесса оксигенации от рН.
• При рН больше 6,0 в растворе при стабильном режиме оксигенации содержится больше НвО2, чем НвН, а при РН меньше 6,0 при тех же условиях оксигенации в растворе преобладает восстановленный Нв.
• Влияния рН на кривую диссоциации оксигемоглобина тесно связано с
влиянием на нее внутриэритроцитарного метаболита 2,3-ДФГ.
Установлено, что образование этого промежуточного продукта гликолиза также регулируется рН внутр.ср. эритроцита:
алкалоз усиливает образование 2,3 – ДФГ, ацидоз – ингибирует.
рН оказывает прямое влияние на сродство Нв к О2 и косвенное влияние на эту функцию через продукцию 2,3ДФГ.
Слайд 49

Влияние изменения напряжения СО2 на кривую диссоциации оксигемоглобина Нормальное содержаниеСО2 Низкое содержаниеСО2

Влияние изменения напряжения СО2 на кривую диссоциации оксигемоглобина

Нормальное содержаниеСО2

Низкое содержаниеСО2

Слайд 50

Слайд 51

Влияние различных параметров крови на кривую диссоциации оксигемоглобина Влияние температуры Влияние

Влияние различных параметров крови на кривую диссоциации оксигемоглобина

Влияние температуры

Влияние рН (эффект

Бора)

Увеличение концентрации 2,3-дифосфоглицерата в крови (при гипоксии)

Hb плода
Нb взрослого человека

Слайд 52

от 3 до 6 %

от 3 до 6 %

Слайд 53

Транспорт СО2 и О2 кабаминогемоглобин

Транспорт СО2 и О2

кабаминогемоглобин

Слайд 54

Транспорт СО2 кровью HbNH2+CO2= HbNHCOO+H

Транспорт СО2 кровью

HbNH2+CO2= HbNHCOO+H

Слайд 55

Газообмен в тканях

Газообмен в тканях

Слайд 56

Каскад кислорода Падение О2 по типу каскада от атмосферного воздуха (РаО2

Каскад кислорода

Падение О2 по типу каскада от атмосферного воздуха
(РаО2 – 159

мм рт ст) до митохондрий (РаО2 – 5 мм рт ст)
Слайд 57

Дыхательная функция легких заключается в поддержании относительно постоянного уровня напряжения О2

Дыхательная функция легких заключается в поддержании относительно постоянного уровня напряжения О2

и СО2

Различают :
Нормоксию - нормальное содержание кислорода в организме
Гипоксию - недостаток кислорода в организме и в тканях
Гипоксемию - недостаток кислорода в крови
Гипероксию - увеличение напряжения кислорода в крови
НОРМОКАПНИЯ - нормальное содержание СО2 в организме
ГИПЕРКАПНИЯ - повышенное содержание СО2 в организме
ГИПОКАПНИЯ - сниженное содержание СО2 в организме
ЭУПНОЕ, ГИПЕРПНОЕ

Слайд 58

В капиллярах малого круга кровообращения

В капиллярах малого круга кровообращения