MedUniver Физиология человека
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Эндокринная система
Пищеварительная система
Физиология клеток крови
Обмен веществ. Питание
Выделение.Функции почек
Репродуктивная функция
Сенсорные системы
Физиология иммунной системы
Система кровообращения
Дыхательная система
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Рекомендуем:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Внутрилегочное смешивание газов. Диффузия Тейлора

Для выяснения обычных процессов смешивания газов, которые должны происходить внутри легких, чтобы эффективно доставлять кислород и удалять СО2, было проведено большое число исследований. Проведенные в 1972 г. Knelson и сотрудниками и в 1973 г. Bondi, Van Liew эксперименты привлекли внимание к установленному факту, что инспираторная пауза увеличивает эффективность дыхания. С рассмотренных выше позиций увеличенную эффективность дыхания можно объяснить уменьшением дыхательного мертвого пространства Vd. Важное значение в этом случае имеет улучшенное перемешивание «свежего» газа дыхательного объема (Vt) и «старого» газа функциональной остаточной емкости (ФОЕ), который задерживается в легких между циклами дыхания.

Van Liew и соавт. (1981) представили подробный обзор состояния вопроса и экспериментальных данных. Наиболее легко, по-видимому, сконцентрировать внимание на транспорте О2 из окружающего воздуха до альвеолярно-капиллярной мембраны. Смешивание газа между Vt и ФОЕ должно проходить по крайней мере по трем этапам.

Наиболее очевидным из них является конвекция: вдыхаемый газовый поток переносит некоторое количество молекул кислорода прямо к ФОЕ. Однако есть повод полагать, что только 10—13% Vt смешиваются с ФОЕ подобным образом во время каждого спокойного респираторного цикла.

Engel и сотрудники в 1973 г. подчеркнули важную роль работы сердца в перемешивании газа. Они пришли к заключению, что сердцебиение приблизительно на 1/4 уменьшало мертвое пространство (Vd) в первые 10 с задержки дыхания. Исследователи предположили, что механизм воздействия сердца «заключается как в диффузии Тейлора, так и конвективном перемешивании вследствие турбулентных потоков и вторичных движений».
Принято считать диффузию Тейлора особенно важным явлением в воздухоносных путях среднего диаметра.

смешивание газов

Продольная дисперсия газа является другим этапом этого процесса, в котором можно наблюдать комбинацию конвекции: с потоком по длине воздухоносных путей и радиальной диффузии, направленной от центра потока к стенкам дыхательного тракта. Когда поток имеет более или менее ламинарный характер, радиальная диффузия, по-видимому, способствует вымыванию кислорода из быстро движущегося слоя потока в центре воздухоносных путей. Если поток становится турбулентным, параболический фронт профиля скоростей ламинарного течения замещается тупым. Состав газа в турбулентном потоке почти; одинаков вдоль поперечного сечения воздухоносных путей, поэтому радиальная диффузия становится менее значимой.

Более быстрый слой в центре ламинарного потока газа, вероятно, играет существенную роль в доставке кислорода к альвеолам легких. Вместе с тем в любом случае кислород должен. еще поступить к альвеолярно-капиллярной мембране путем молекулярной диффузии газов.

Даже из этого упрощенного объяснения процесса очевидно, что диффузия происходит по крайней мере двумя путями. Диффузия внутри альвеол имеет большое значение для доставки кислорода в кровь. Кроме того, диффузия Тейлора внутри воздухоносных путей, по-видимому, уменьшает поступление кислорода к альвеолам в результате смешения большого количества кислорода со «старым» газом, остающимся в воздухоносных путях. Развитие турбулентности уменьшает роль диффузии Тейлора, но одновременно прекращает доставку кислорода более быстрыми центральными слоями потока газа.

Очевидно, что плотность газа в этом случае играет важную роль. Несомненно, что увеличение плотности газа будет снижать скорость молекулярной диффузии. Такое увеличение будет препятствовать проникновению кислорода в направлении альвеолярно-капиллярной мембраны, но наряду с этим будет также ослаблять роль диффузии Тейлора в рассеивании кислорода, прежде чем последний сможет достичь альвеол. Прогноз может быть либо благоприятным, либо неблагоприятным. Дальнейшее увеличение плотности газа может стать причиной турбулентности потока, развивающейся в определенных воздухоносных путях, и последствия этого, видимо, трудно предсказать.

В свете подобных противоречивых явлений не только увеличение плотности газа может оказать непредсказуемое, с точки зрения современных знаний, воздействие, но и наблюдаемые эффекты, вероятно, способны стать обратимыми при дальнейших изменениях условий. Пытаясь объяснить гипоксию Шуто, мы уже упоминали о необходимости учитывать бинарные диффузионные коэффициенты, кроме рассмотрения только величин плотности газа.

Наконец, важно помнить, что очевидная гипоксия при почти нормоксических экспозициях на глубине может быть обусловлена и (или дополнительными) другими факторами, а не только плотностью газа. Вероятность непосредственного самостоятельного влияния давления на систему регуляции дыхания рассматривалась выше. Возможно также, что нейромышечный феномен нервного синдрома высоких давлений препятствует координированным дыхательным движениям и что во время глубоководных погружений обычное протекание метаболических процессов, приемлемое в нормальных условиях на поверхности, может меняться. Например, имеется сообщение, что экспозиция разбавленной суспензии свежих клеток крови человека под воздействием повышенного абсолютного давления азота, составляющим 50—100 кгс/см2, приводит к резко выраженному увеличению сродства гемоглобина к кислороду (сдвиг кривой диссоциации Нb—O2 влево). Такие обратимые изменения, не отмечаемые в разбавленных растворах гемоглобина даже при гораздо большем гидростатическом давлении, вероятно, оказывали значительное влияние на периферическую доставку O2 к клеткам.

Теоретические вопросы, рассмотренные в наших статьях более чем вероятно станут жизненно важными при определении возможности человека проникать на большие глубины.

- Читать далее "Токсическое действие кислорода. Проявления кислородной интоксикации"


Оглавление темы "Отравление кислородом":
1. Нервный синдром высоких давлений. Причины развития одышки на большой глубине
2. Альвеолярный газообмен при погружении. Региональная неоднородность газообмена
3. Внутрилегочная диффузия газов. Наслоенная неоднородность и гипоксия Шуто
4. Внутрилегочное смешивание газов. Диффузия Тейлора
5. Токсическое действие кислорода. Проявления кислородной интоксикации
6. Патологическое действие кислорода на легкие. Кислородное отравление легких
7. Обратимость кислородного отравления легких. Обратимость кислородного отравления
8. Биохимия кислородного отравления. Влияние метаболизма на чувствительность к кислороду
9. Значение давление кислорода на его токсичность. Окисление пиридиннуклеотида при кислородном отравлении
10. Инактивация Na-K-АТФазы при кислородном отравлении. Угнетение потребления серотонина в легких
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта