Вентиляция

Предположим, что при каждом выдохе из легких уда­ляется 500 мл воздуха (рис. 2.1) и что в минуту совершается 15 дыхательных движений. В этом случае общий объем, вы­дыхаемый за 1 мин, равен 500Х15 ==7500 мл/мин. Это так называемая общая вентиляция, или минутный объем дыха­ния. Объем воздуха, поступающего в легкие, несколько боль­ше, так как поглощение кислорода слегка превышает выде­ление углекислого газа.

Однако не весь вдыхаемый воздух достигает альвеоляр­ного пространства, где происходит газообмен. Если объём вдыхаемого воздуха равен 500 мл (как на рис. 2.1), то 150 мл остается в анатомическом мертвом пространстве и за минуту через дыхательную зону легких проходит (500—150)Х15=5250 mл атмосферного воздуха. Эта величина называется альвеолярной вентиляцией. Она имеет важнейшее значение, так как соответствует количеству “свежего воздуха”, который может участвовать в газообмене (строго говоря, альвеоляр­ную вентиляцию измеряют по количеству выдыхаемого, а не вдыхаемого воздуха, однако разница в объемах очень не­велика).

Общую вентиляцию можно легко измерить, попросив об­следуемого дышать через трубку с двумя клапанами—впу­скающим воздух при вдохе в воздухоносные пути и выпу­скающим его при выдохе в специальный мешок. Альвеоляр­ную вентиляцию оценить сложнее. Один из способов ее определения заключается в измерении объема анатомического мертвого пространства (см. ниже) и вычислении его венти­ляции (объем X частота дыханий). Полученную величину вы­читают из общей вентиляции легких.

Расчеты выглядят следующим образом (рис. 2.5). Обозна­чим V_т, V_p, V_a соответственно дыхательный объем, объем мертвого пространства и объем альвеолярного пространства. Тогда V_T=V_D+V_A,¹⁾

откуда

V_T•n =V_D•n +V_A•n,

где n - частота дыхания; следовательно,

V_E=V_D+V_A

где V — объем за единицу времени, V_E — общая экспиратор­ная (оцениваемая по выдыхаемому воздуху) легочная венти­ляция, V_D è V_A — вентиляция мертвого пространства и альвео­лярная вентиляция соответственно (общий список обозначе­ний приведен в приложении). Таким образом,

V_A=V_E-V_D

Сложность этого метода заключается в том, что объем анатомического мертвого пространства измерить трудно, хотя с небольшой ошибкой можно принять его равным определен­ной величине.

¹⁾ Следует подчеркнуть, что V_A —это количество воздуха, поступаю­щее в альвеолы при одном вдохе, а не общее количество альвеолярного воздуха в легких.

Рис. 2.5. Воздух, покидающий легкие при выдохе (дыхательный объем, V_D), поступает из анатомического мертвого пространства (Vo) и альвеол (va). Густота точек на рисунке соответствует концентрации СО₂. F— фракционная концентрация; I—инспираторный воздух; Е—экспиратор­ный воздух. См. для сравнения рис. 1.4 (по J. Piiper с изменениями)

У здоровых людей альвеолярную вентиляцию можно рас­считать также по содержанию СО₂ в выдыхаемом воздухе (рис. 2.5). Поскольку в анатомическом мертвом пространстве газообмена не происходит, в конце вдоха в нем не содержится СО₂ (ничтожным содержанием СО₂ в атмосферном воздухе можно пренебречь). Значит, CO2 поступает в выдыхаемый воздух исключительно из альвеолярного воздуха, откуда имеем где Vco₂—объем CO₂, выдыхаемый за единицу времени. Сле­довательно,

V_A= Vсо₂х100 / % СO₂

Величину % С0₂/100 часто называют фракционной кон­центрацией С02 и обозначают Fco₂. Альвеолярную вентиля­цию можно рассчитать, разделив количество выдыхаемого СО₂ на концентрацию этого газа в альвеолярном воздухе, которую определяют в последних порциях выдыхаемого воздуха с по­мощью быстродействующего анализатора С0₂. Парциальное давление СО₂Рсо₂) пропорционально кон­центрации этого газа в альвеолярном воздухе:

Рсо₂=Fco₂ X K,

где К-константа. Отсюда

V_A= V_CO2/P_CO2 x K

Поскольку у здоровых людей Рсо₂ в альвеолярном воздухе и в артериальной крови практически одинаковы, Рсо₂ арте­риальной крови можно использовать для определения альвео­лярной вентиляции. Ее взаимосвязь с Рсо₂ чрезвычайно важ­на. Так, если уровень альвеолярной вентиляции снизится вдвое, то (при постоянной скорости образования СО₂ в орга­низме) Р_СО2. в альвеолярном воздухе и артериальной крови возрастет в два раза.