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
 

Предположение о симметрии процессов газообмена. Симметричность поглощения и выведения газов

Основная аксиома, заложенная в большинство ранних моделей газообмена, состоит в том, что кинетические процессы поглощения и выведения газа являются симметричными. Другими словами, кривые, описывающие зависимость уровня насыщения от времени для процессов поглощения и выпадения газа, представляют собой зеркальное отображение друг друга.

В течение некоторого времени было признано правда не всеми исследователями вплоть до настоящего времени, что в случае выведения нейтрального газа из организма после подводного погружения предположение о симметрии процессов не подтверждается. Недавно это было продемонстрировано на бодрствующих собаках, подвергнутых декомпрессии после насыщения тканей организма воздухом в течение 17 ч под абсолютным давлением 2, 3 и 4 кгс/см2. Обобщенные результаты этих экспериментов представлены на рисунке, на котором для сравнения нанесены различные кривые степени насыщения (доля насыщения) нейтральным газом венозной крови при декомпрессионной и изобарической десатурациях.

Авторы утверждали, что полученные ими данные указывают на отсутствие у животных избыточного нейтрального газа после декомпрессии. Однако, по-видимому, кинетика поглощения газа все-таки будет в основном зеркально отражать кривую изобарической десатурации. В других исследованиях, проведенных Kindwall (1975), показана также разница в степени выведения нейтрального газа из организма человека, когда десатурация тканей происходила соответственно при давлениях, эквивалентных глубинам 30, 18 или 3 м.

Однако указанные эксперименты проводились при отсутствии состояния насыщения тканей организма нейтральным газом, и поэтому прямое сравнение результатов невозможно. Но в любом случае ясно, что если симметрии процессов сатурации — десатурации нет, то прогнозирование выведения нейтрального газа из организма во время декомпрессии остается догадкой, а это означает, что и с прогнозированием процесса перенасыщения дело обстоит так же.

К счастью, именно эти вопросы, поставленные в исследованиях данного направления, могут быть решены разумным использованием в эксперименте метода изобарического последовательного переключения газов в комбинации с некоторыми новыми методами, такими как ультразвуковая доплеровская детекция газовых пузырьков.

Теоретический анализ, проведенный Graves и соавт. (1973), Karreman, Lambertsen (1977), охватывает вопросы, связанные как со степенью перенасыщения, так и со временем достижения уровней стабильного перенасыщения при устойчивой контрдиффузии в условиях гипотетических систем. Результаты приведены в табл. 30, в которой рассмотрены комбинации нескольких пар нейтральных газов: азот — неон, азот — гелий и неон — гелий. Применена двухслойная модель, в которой слой А — липидный, слой В — водный. Было рассчитано как общее давление каждой пары газа, так и коэффициент перенасыщения Рт/Рв.

газообмен

Как видно, во всех случаях независимо от того, какой из слоев (липидный или водный) толще (или они равны), на их границе имелось перенасыщение. Более того, несмотря на имеющееся 10-кратное различие в степени перенасыщения, обусловленное различными комбинациями толщин липидного и водного соединений, давление перенасыщения редко когда превышало атмосферное более чем на 26%! Видимо, это является справедливым вне зависимости для любой конкретной пары газов.

Однако в зависимости от относительных толщин липидного и водного слоев, существует 10 000-кратное различие во времени, необходимом для достижения устойчивого состояния (имеется в виду стабильное давление перенасыщения Рт в месте стыка слоев мембраны). Особый интерес представляет выявленный авторами анализа факт, что «время достижения состояния стабильного перенасыщения вследствие изобарической контрдиффузии (даже когда при этом учтена продолжительность переноса газа кровотоком и удаление его через легкие) по крайней мере на порядок короче времени, необходимого для явного газообразования и изменений тканей». Результаты анализа подкреплены экспериментальными данными, опубликованными Graves и соавт. (1973). Однако Graves и соавт. (1979) показали, что при устойчивой контрдиффузии между N2О и Не в ухе кролика максимальные подъемы давления, несмотря на имеющийся избыток газа, достигали приблизительно 50 мм рт. ст. (коэффициент перенасыщения Рт/Рв = 1,066). Это минимальное значение давления, так как наблюдались периодические его снижения, вероятно, связанные с расслоением подкожных тканей расширяющимся газом.

Другой подход к вычислению максимальных давлений перенасыщения преходящего газообмена при переключении дыхания с одного газа на другой был разработан в исследовании, проведенном Lambersten, Idicula (1975), Harvey, Lambersten (1979). Авторы для приближенного описания отношений постоянных времени уравновешивающихся газов выбрали отношения коэффициентов диффузии. Сходный подход был также использован D'Aoust и соавт. (1977) для вычисления гипотетических кривых перенасыщения, которые сопоставляли в реальном масштабе времени с данными о числе газовых пузырьков, при изобарическом переключении газов с азота на гелий после насыщения в азотно-кислородной среде. Представляет интерес, что рассчитанные коэффициенты перенасыщения приблизительно были равны 1,26.

Внимательный читатель почувствует здесь противоречие в условиях, заключающееся в том, что созданная модель, являясь математически точной при описании системы, зависящей от перфузии (т. е. «хорошо перемешиваемый котел»), в то же время применяется и для объяснения феномена изобарического диффузного потока газов в противоположных направлениях. На то, что в процесс вовлечена не только одна диффузия указывал D'Aoust (1977).

Он показал, что «поскольку в наших расчетах была использована мультиэкспоненциальная параллельно-компартментальная модель, мы произвольно спаривали периоды полунасыщения для гелия и азота, что затем должны были предпринимать и в отношении тех же газов в реальных тканях. Это допущение само по себе отчасти противоречит логически обоснованному использованию данной мультиэкспоненциальной параллельно-компартментальной модели, поскольку она преодолевает свою недостаточную «физиологичность» за счет заложенного в нее спектра периодов полусатурации для газов, охватывающего, как известно, реально существующий диапазон скоростей данного процесса в организме. Однако при наличии двух газов нет способа, с помощью которого можно определить, полупериод какого из них лучше использовать: азота или гелия.

С другой стороны, применение постоянного отношения скоростей проникновения азота и гелия в ткани для каждого из периодов полусатурации, по-видимому, является упрощением, так как гелий диффундирует быстрее, менее растворим и имеет более низкий коэффициент разделения на границе жир — вода по сравнению с азотом».

Поэтому дискуссия вокруг процессов перфузии и диффузии будет неизбежно возобновляться, чтобы определить, какая же модель процесса более подходит для прогнозирования перенасыщения тканей.

- Читать далее "Изобарическое перенасыщение глубоких тканей. Классическая модель газообмена"


Оглавление темы "Изобарический газообмен. Контрперфузия":
1. Изобарический газообмен. Перенасыщение тканей при контрдиффузии
2. Исследования контрдиффузии. Интерпретация результатов изобарического газообмена
3. Определение изобарического газообмена. Формы изобарического газообмена
4. Однородный барьер между газами. Неоднородный барьер между газами
5. Термин контрперфузия. Термины контрравновесие и контртранспорт
6. Предположение о симметрии процессов газообмена. Симметричность поглощения и выведения газов
7. Изобарическое перенасыщение глубоких тканей. Классическая модель газообмена
8. Хромотографическая модель газообмена. Опасность изобарической замены азота гелием
9. Перенасыщение тканей газами. Переключение с неона на гелий
10. Эффекты изобарической последовательной замены газов. Перенасыщение глубоких тканей
Загрузка...

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

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта