Газообмін здійснюється в ацинусах легких. Спрощено суть процесу полягає в дифузії кисню з альвеолярного повітря в кров і діоксиду вуглецю з крові в альвеолярне повітря. Рушійною силою процесу є різниця парціальних тисків газів в крові і альвеолярному повітрі (малюнок 2).
Малюнок 2. Процес газообміну між повітрям і кров'ю
Як уже зазначалося, дифузія здійснюється через тришарову мембрану, утворену альвеолярним епітелієм, інтерстиціальної тканиною і ендотелієм капілярів. Поступив в кров кисень розчиняється в плазмі, проникає через мембрану еритроцитів і утворює оборотний комплекс з гемоглобіном. Порушення дифузії можливо при пошкодженні будь-якого з біологічних шарів, що утворюють альвеолярно-капілярний бар'єр. Класичними прикладами станів цього типу є токсичний набряк легенів (хлор, оксиди азоту, фосген і ін.), Фіброз легенів (паракват), дифузне заміщення плоского альвеолярного епітелію Кубовидний внаслідок хронічної інгаляції ряду ксенобіотиків (куріння).
Порушення газообміну може стати результатом зміни необхідного співвідношення між обсягом вентиляції легенів і їх кровопостачання, що спостерігається зокрема при емфіземі.
Таким чином, зміни газообміну обумовлені захворюваннями легенів, що розвиваються як по рестриктивному, так і за обструктивним або змішаним типом.
Фізіологічними наслідками порушення газообміну є:
- почастішання дихання і збільшення дихального обсягу;
- гіпоксія в спокої або при навантаженні;
- обмеження можливості виконання фізичних навантажень.
При токсичному набряку легенів порушення газообміну є основною причиною розвитку станів, що загрожують життю потерпілого, а іноді і загибель.
Для оцінки дифузійної здатності легень необхідно знати кількість газу, що проникає через альвеолярно-капілярний бар'єр в одиницю часу при певному градієнті парціального тиску газу в альвеолах і крові. Для оцінки стану легень часто використовують метод одноразового вдиху або пролонгованої інгаляції монооксиду вуглецю. СО міцно зв'язується з гемоглобіном і при певному змісті в навколишньому повітрі утворює цілком певну кількість карбоксигемоглобіну. Оцінюючи рівень карбоксігемоглобінеміі при інгаляції СО у фіксованій концентрації можна судити про дифузійної здатності легень.
Іншим методом оцінки дифузійної здатності легень є вивчення газового складу артеріальної крові в спокої і при фізичному навантаженні. У разі коректного виконання досліджень це найбільш чутливий індикатор стану дихальної системи.