1. Вентиляція легенів забезпечує доставку кисню з повітря (Рi О2 = 158 мм рт. Ст.) До альвеолярному газу (РA О2 = 105-110 мм рт. Ст.), Виведення СО2 з альвеолярного газу (РA СО2 = 40 мм рт. ст.) в атмосферу.
Вентиляція у здорової людини пристосована до метаболічних потреб таким чином, що напруга вуглекислоти в альвеолярному повітрі і артеріальної крові (Ра СО2) підтримується на рівні 37-40 мм рт.ст. а напруга кисню в артеріальній крові (Ра О2) - в межах 95-98 мм рт.ст.
Вентиляція легенів залежить від дихального обсягу (в фізіологічних умовах 400-500 мл) і частоти дихання (в нормі 12-16 в мі). Твір дихального обсягу на частоту дихання (ЧД) становить хвилинний обсяг дихання (МОД).
2.Газообмен в легких забезпечує надходження кисню з альвеолярного газу в артеріальну (капілярну) кров (РА О2 = 100 мм рт. Ст.), СО2 видаляється з венозної крові легеневих капілярів (Pv CO2 = 46 мм рт. Ст.) В альвеолярний газ .
3.Малий коло кровообігу забезпечує доставку кисню з легенів по легеневих венах до лівого передсердя, СО2 транспортується з правого шлуночка до альвеол.
Велике коло кровообігу забезпечує доставку кисню по арте-ріям до капілярів (РС О2 зменшується з 100 мм рт. Ст. До 40), СО2 - з Капілья-ляров (Рс СО2 - з 40 до 46 мм рт. Ст.) В легені.
У здорової людини не весь гемоглобін зв'язується з киснем. Це обумовлено фізіологічним артеріо-венозних шунтуванням в легких, при якому частина крові проходить через не вентильовані альвеоли. Тому насичення (сатурація) крові киснем (Sа О2) в нормі відповідає 96-98%, а не 100%. Величина Sа О2 залежить і від парціального напруги кисню в крові (Ра О2), яке в нормі одно 96-98 мм рт.ст. (42,8-43,1 кПа). Між змінами Ра О2 і Sа О2 немає повної відповідності, так як Sа О2 навіть при диханні 100% киснем під тиском 2-3 атмосфери може досягти тільки 100%, а Ра О2 при цьому підвищиться до 400-600 мм рт.ст. (53-80 кПа), тобто в 3-4 рази.
4.Транскапіллярний обмін газів: кисень переходить з капілярної крові в інтерстиціальну рідину, а потім - в клітини, де в мітохондріях, завдяки механізмам тканинного дихання (НАД, ФАД, цитохроми, цитохромоксидаза), окисляє водень з утворенням води і енергії, яка аккуму- ліруется в АТФ; СО2. утворюється в циклі Кребса, переходить в капілярну кров.
Обмін кисню на тканинному рівні забезпечується збереженням градієнта тиску, що призводить до переходу О2 з тканинних капілярів шляхом дифузії до місця утилізації (мітохондрії клітин).
При нестачі кисню організм компенсує його дефіцит, перемикаючись на менш ефективний тип дихання - анаеробний.
У спрощеній схемі обидва шляхи можна представити таким чином. Анаеробний шлях: глюкоза - пировиноградная кислота - молочна кислота + 2 молекули АТФ (16 кал. Вільної енергії). Аеробний шлях: глюкоза - пировиноградная кислота - СО2 + Н2 О + 38 молекул АТФ (304 кал. Вільної енергії).
Отже, велика частина проблем реанімації пов'язана з необхідністю підтримки напруги О2 в клітинах на рівні, що сприяє синтезу АТФ шляхом аеробного метаболізму. Клітинну гіпоксію можна визначити як стан, при якому аеробний метаболізм порушений.
Вуглекислота транспортується кров'ю в трьох основних видах - в розчиненому, з бікарбонатом і в з'єднанні з білками (головним чином з гемоглобіном) в формі карбамінової з'єднань. Якщо альвеолярна вентиляція стає недостатньою для елімінації виробленої організмом вуглекислоти, Ра СО2 підвищується (виникає гіперкапнія).
Таким чином, завдяки системі зовнішнього дихання кисень надходить в кров, а СО2 виводиться з неї; далі серце перекачує кров, насичену киснем, до тканин, а кров, насичену вуглекислим газом, - до ліг-ким.
Транспорт кисню (DO2) залежить від серцевого індексу (СІ) і вмісту кисню в артеріальній крові (CaO2).
де: k - коефіцієнт розчинності кисню (0,031 мл / мм рт. ст. / л), G - константа Гюфнера (дорівнює кількості кисню в мл, яке може приєднати 1 г гемоглобіну; в середньому становить 1,36 (1,34-1 , 39) мл / г).
За умови СІ = 2,5-3,5 л / хв / м 2. транспорт кисню становить: DO2 = 520-720 мл / хв / м 2.
Необхідно відзначити, що безліч патологічних станів, які потребують надання невідкладної медичної допомоги, супроводжуються дефіцитом доставки і споживання кисню, що обумовлено недостатністю нку-ня, порушенням кровообігу або анемією. Залежно від механізму порушень транспорту кисню до тканин розрізняють кілька видів гипок-сі.
Крім своєї основної, дихальної, функції легені здійснюють нереспіраторних (недихальні) функції механічного і метаболічного характеру, які пов'язують легкі з іншими системами організму.
Нереспіраторних (недихальні) функції легень:
· Захисна - легкі затримують до 90% шкідливих механічних і токсичних продуктів (частинки діаметром болем 2 мкм), які надходять з навколишнього середовища (важливу роль при цьому відіграють слиз дихальних шляхів, яка містить лізоцим та імуноглобуліни, макрофаги і альвеолоціти I та II типу) ;
· Очисна (фільтраційна) - легкі очищають кров від механічних домішок (агрегатів клітин, крапель жиру, дрібних тромбів, бактерій, великих атипових клітин), які затримуються в них і подвергаються деструкції і метаболізму;
· Фибринолитическая і антикоагулянтная - уловлювання легкими тромбів, підтримка фібринолітичної і антикоагулянтної активності крові;
· Деструкція білків і жирів - легкі багаті протеолитическими і ліполітичних ферментами; в легких продукується сурфактант - комплекс ліпопротеїдів, який сприяє стабільності альвеолярної тканини;
· Участь у водному балансі - легкі видаляють за добу (за допомогою перспирации) близько 500 мл води, підтримуючи нормальну осмолярність крові та тканин видаленням СО2 і відповідною зміною рівня осмотично активних карбонатів (15-30 мосмоль / добу); разом з тим, різні рідини можуть активно всмоктуватися в легких, наприклад адреналін вже через 30 с визначається в крові;
· Виборча деструкція біологічно активних речовин (серотонін, гістамін, ангіотензин, ацетилхолін, норадреналін, кініни і простагландини), які, виконавши свою роль в тканинах, підлягають видаленню з крові;
· Детоксикационная функція - в легких здійснюється метаболізм деяких лікарських препаратів - аміназину, індерал, сульфаніламідів та ін .;
· Участь в теплопродукції і тепловіддачі - добовий теплообмін легких в нормальних умовах становить 350 ккал, а в умовах критичного стану може бути збільшений в кілька разів;
· Гемодинамическая функція - легкі є резервуаром і одночасно прямим шунтом між правою і лівою половинами серця.
У нормальних умовах для виконання цих функцій необхідно не менше 10% загального поглиненого організмом О2. Під час критичних станів це кількість зростає у багато разів.