Значение альвеолярной вентиляции. Артериальное и альвеолярное парциальное давление углекислого газа
Альвеолярная вентиляция довольно полезный показатель, однако он не дает исчерпывающей информации о дыхательных потребностях организма. Достижение заданного Va требует несколько большего объема общей легочной вентиляции, представленной величиной Ve. Это различие связано с вовлечением в процесс мертвого пространства, которое будет рассмотрено ниже.
Утверждение о том, что при определении VA нет необходимости знать глубину, на которой работает водолаз, также требует пояснения. Учитывать глубину надо до тех пор, пока Va выражается в литрах в минуту при BTPS. Однако, например, при абсолютном давлении 2 кгс/см2 для достижения данного
VA при BTPS необходимо, чтобы в легкие поступило в 2 раза больше молекул газа, чем при атмосферном давлении. Если водолаз использует автономный аппарат с закрытым циклом дыхания, то различие в этом случае невелико за исключением усиленной дыхательной работы, затрачиваемой на глубине на передвижение более плотного газа. Гораздо более важное практическое значение имеет способ осуществления легочной вентиляции, используемый водолазом: открытый цикл из автономных баллонов или шлангов.
В этом случае масса (или «объем, эквивалентный таковому на поверхности») воздуха, которая должна быть подведена для поддержания данного VE или Va, прямо пропорциональна абсолютному давлению. Поэтому, например, время снабжения из баллонов акваланга при заданном физическом напряжении и абсолютном давлении 2 кгс/см2 наполовину меньше, чем при атмосферном давлении.
Артериальное и альвеолярное парциальное давление углекислого газа
Относительно физиологических проблем напряжение двуокиси углерода в артериальной крови РаСО2 имеет более важное значение, чем Рас02. Парциальное давление С02 в альвеолах является важным фактором, обычно определяющим Рас0 . Выше мы предполагали, что Рас02 и Рас02 равны. При некоторых патологических состояниях Рас02 может быть значительно выше, чем Рас02.
До настоящего времени мало или совсем нет доказательств того, что существенное различие между Расо2 и Расо2 вероятно, имеет место у людей в норме, подвергнутых действию давления в обычном диапазоне. Возможные различия, связанные с высокой плотностью газа, будут рассмотрены ниже.
Обсуждение вопроса об альвеолярной вентиляции было во многом основано на предположении, что вдыхаемый газ не содержит двуокиси углерода. В реальных ситуациях под водой это предположение редко бывает справедливым. Немногие из внешних факторов могут повлиять на адекватность альвеолярной вентиляции серьезнее, чем даже относительно небольшое содержание двуокиси углерода во вдыхаемом газе.
«Чистый» воздух содержит 0,04% двуокиси углерода (Ficо2 =0,0004). Даже при абсолютном давлении 10 кгс/см2 Рсо2 приблизительно будет составлять всего лишь 3 мм рт. ст. К сожалению, водолаз редко бывает уверен в том, что он получает «чистый» воздух. И во многих ситуациях это, несомненно, так. Можно утверждать, что в обычных водолазных шлемах, во многих аппаратах со схемой возвратного дыхания и гипербарических камерах Piсо2 выше некоторого незначительного уровня. Однозначно решение вопроса о чрезмерном объеме мертвого пространства в дыхательном аппарате сводится к рассмотрению эффективного Pic02, в котором учитывается двуокись углерода, возвращающаяся обратно при вдохе.
Paсо2 не может оставаться ниже PiCO2. Эта разница может уменьшиться за счет альвеолярной вентиляции. Для поддержания Расо2=40 мм рт. ст. при Pic02 =20 мм рт. ст. потребуется уровень вентиляции, обеспечивающий в обычных условиях РаСО2=20 мм рт. ст., т. е. двукратное увеличение обычного Va при данном Vco 2. При Р1сОг=30 мм рт. ст. величина Расо2 = 40 мм рт. ст. могла быть обеспечена только 4-кратным увеличением обычного уровня Va. Особенно во время физического напряжения, когда Va и без того возрастает, поддержание нормального Рас02 при значительном увеличении Pic02 потребует огромных объемов вентиляции. Поскольку этого не происходит, то Расо2 обязательно повысится в результате роста Piсо2.
Рсо2 должно быть как можно ниже, но определить его приемлемый предел трудно. Иногда допускают предел, равный 10 мм рт. ст.; при этом интересно определить последствия. Рассмотрим для примера случай, когда водолаз выполняет умеренную физическую работу при Vco2=l,5 л/мин при STPD.
Для поддержания РАс02 =40 мм рт. ст. при Рсо2 = 0 ему необходим минутный объем альвеолярной вентиляции (Va), равный 32,4 л/мин при BTPS. Если Рсо2 = 10, то для поддержания РАсо2=40 мм рт. ст. необходим Va = 43,2 л/мин. Увеличение составляет 33% от нормального Va и свидетельствует о значительной дыхательной нагрузке. При более интенсивной физической работе повышение Va на 33% было бы невозможным. Вероятно, в реальной ситуации увеличение Va будет меньшим с некоторым увеличением Расо2. Существующие в действительности уровни парциального давления СО2 в альвеолах, видимо, будут зависеть в основном от индивидуальных реакций водолаза на двуокись углерода и затрат на дыхание, а поэтому их трудно прогнозировать.
Можно отметить, что значение РаСо2 в подобных ситуациях будет находиться где-то между значением РАсо2, поддерживаемым у водолаза в обычных условиях, и суммой этого значения и величины (Piсо2). Возможно существенное повышение парциального давления Со2, но даже довольно небольшое увеличение указанных величин может иметь при некоторых обстоятельствах серьезное значение. Подробнее эта проблема будет рассмотрена ниже.
