Газообмен в легких человека происходит на площади 50-90 м2. Толщина легочной мембраны составляет 0,4-1,5 мкм. Газообмен через эту мембрану зависит от:
1) поверхности, через которую происходит диффузия (S)
2) толщины мембраны (L)
3) градиента давления газов в альвеолах и крови (Ар)
4) коэффициента диффузии (К),
5) состояния мембраны. Газы через мембрану проникают путем диффузии благодаря градиентам парциального давления. Они проходят через 2 слоя клетки (эпителий альвеол и эндотелий капилляров), а также интерстициальный пространство между ними. Наиболее «труднопроходимыми» участками являются мембраны клеток. На пути каждого газа содержатся 5 клеточных и основная мембраны, а также 5 водных растворов. В этот перечень входят также плазма крови и эритроциты. Скорость прохождения через все среды каждого газа определяется, с одной стороны, градиентом парциальных давлений, а с другой - растворимостью газов в липидах, которые составляют основу мембран, и воде. Углекислый газ в 20 раз активнее растворяется в липидах и воде, чем кислород. Поэтому, несмотря на меньший градиент давлений (для СОТ - 6 мм рт. Ст., А для О2 - 60 мм рт. Ст.), СОТ проходит через легочную мембрану быстрее, чем 02. Когда кровь проходит по капилляра, РаО2 в альвеолах и крови выравнивается через 0,2-0,25 с, а содержание СОТ - через 0,1 с (символом РаО2 сказывается парциальное давление кислорода в альвеолах, РаО2 - в артериальной крови, Pv оа - в венозной крови).
Суммарную скорость проникновения газа через легочную мембрану характеризует показатель, который называется диффузионной способностью легких (ДЛ). Этим термином обозначается количество газа, который проходит через легочную мембрану в 1 мин при градиенте давления 1 мм рт. ст. Для кислорода ДЛ составляет 25-30 мл (мин-мм рт. Ст.). С возрастом, как и при ряде патологических состояний, этот показатель снижается. Это происходит из-за уменьшения обменной площади альвеол, увеличение расстояния при диффузии в случае отека или склеротических изменений.
Эффективность газообмена в легких зависит от скорости кровотока. Эритроцит проходит по капилляру за 0,6-1 с. За это время РаО2 и РаО2 успевают выровняться. Но
при чрезмерном повышении скорости кровотока, например при интенсивной физической нагрузке, эритроцит через легочный капилляр может «проскакивать» быстрее, чем за критические 0,2-0,25 с, и тогда насыщение крови кислородом снижается.
