Im Ruhezustand verbraucht der Körper durchschnittlich 250 ml O 2 pro Minute und setzt etwa 230 ml CO 2 frei.

Vom gesamten O2 der eingeatmeten Luft (21 % des Gesamtvolumens) gelangt nur 1/3 durch die aerohämatische Barriere in der Lunge ins Blut. Der normale Partialdruck der Gase in der Alveolarluft bleibt erhalten, wenn die Lungenventilation dem 25-fachen der verbrauchten O2-Menge entspricht. Zu anderen Voraussetzung Die Aufrechterhaltung normaler Gaskonzentrationen in der Alveolarluft ist das optimale Verhältnis von Alveolarventilation zu Herzzeitvolumen (Q): VA/Q, was normalerweise 0,8–1,0 entspricht. Für den Gasaustausch in der Lunge ist dieses Verhältnis optimal. Die verschiedenen Zonen der Lunge werden nicht dargestellt ideales Modell um ein optimales VA/Q-Verhältnis aufrechtzuerhalten, da die Alveolen ungleichmäßig mit Luft belüftet und mit Blut durchströmt werden.

Um eine bestimmte Zusammensetzung der Alveolarluft aufrechtzuerhalten, ist das Ausmaß der Alveolarventilation und ihr Verhältnis zum Stoffwechselniveau, d. h. der Menge an verbrauchtem O 2 und freigesetztem CO 2, wichtig. In jedem Übergangszustand (z. B. Arbeitsbeginn usw.) wird Zeit benötigt, um die optimale Zusammensetzung der Alveolarluft herzustellen. Die Hauptbedeutung ist optimale Beziehung alveoläre Ventilation zum Blutkreislauf.

Mit Hochgeschwindigkeitsanalysatoren wird die Zusammensetzung der Alveolarluft in der zweiten Hälfte der Exspirationsphase im Mund gemessen. In der physiologischen Praxis wird ein Massenspektrometer verwendet, mit dem Sie die Menge eines Atemgases bestimmen können; Infrarot-CO 2 -Analysator und O 2 -Analysator. Analysatoren erfassen kontinuierlich die Konzentration von Gasen in der Ausatemluft.

Das Atmungszentrum, seine Lage, die Haupttypen der Atmungsneuronen des Rumpfes.

Nach modernen Vorstellungen Atemzentrum– Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Neuronen, die für eine Veränderung der Ein- und Ausatmungsprozesse und die Anpassung des Systems an die Bedürfnisse des Körpers sorgen. Es gibt mehrere Regulierungsebenen:

1) Wirbelsäule;

2) Bulbar;

3) suprapontial;

4) kortikal.

Wirbelsäulenebene dargestellt durch Motoneuronen der Vorderhörner des Rückenmarks, deren Axone die Atemmuskulatur innervieren. Diese Komponente hat keine eigenständige Bedeutung, da sie den Impulsen der übergeordneten Abteilungen unterliegt.

Es bilden sich Neuronen der Formatio reticularis der Medulla oblongata und der Pons Bulbärniveau. In der Medulla oblongata werden folgende Arten von Nervenzellen unterschieden:

1) frühe Inspiration (erregt 0,1–0,2 s vor Beginn der aktiven Inspiration);

2) vollständige Inspiration (wird schrittweise aktiviert und sendet während der gesamten Einatmungsphase Impulse);

3) späte Inspiration (beginnen Erregung zu übertragen, wenn die Wirkung der frühen Inspiration nachlässt);

4) postinspiratorisch (erregt nach Hemmung der Inspiration);

5) exspiratorisch (bereitstellen den Beginn der aktiven Ausatmung);

6) präinspiratorisch (vor dem Einatmen beginnen, einen Nervenimpuls zu erzeugen).

Die Axone dieser Nervenzellen können zu Motoneuronen des Rückenmarks geleitet werden (bulbäre Fasern) oder Teil der dorsalen und ventralen Kerne sein (protobulbäre Fasern).

Die Neuronen der Medulla oblongata, die Teil des Atemzentrums sind, weisen zwei Merkmale auf:

1) wechselseitige Beziehungen haben;

2) kann spontan Nervenimpulse erzeugen.

Das pneumotoxische Zentrum wird von den Nervenzellen der Brücke gebildet. Sie sind in der Lage, die Aktivität darunter liegender Neuronen zu regulieren und zu einer Veränderung der Ein- und Ausatmungsprozesse zu führen. Wenn die Integrität des Zentralnervensystems in der Hirnstammregion gestört ist, sinkt die Atemfrequenz und die Dauer der Inspirationsphase nimmt zu.

Suprapontielle Ebene dargestellt durch die Strukturen des Kleinhirns und des Mittelhirns, die für die Regulierung der motorischen Aktivität und der autonomen Funktion sorgen.

Kortikale Komponente besteht aus Neuronen in der Großhirnrinde, die die Frequenz und Tiefe der Atmung beeinflussen. Sie wirken sich im Allgemeinen positiv aus, insbesondere auf den motorischen und orbitalen Bereich. Darüber hinaus lässt die Beteiligung der Großhirnrinde die Möglichkeit einer spontanen Veränderung der Atemfrequenz und -tiefe vermuten.

So spielen verschiedene Strukturen der Großhirnrinde eine führende Rolle bei der Regulierung des Atmungsprozesses, die führende Rolle spielt jedoch die Bulbarregion.

Humorale Regulierung der Atmung. Kohlendioxid ist ein spezifischer Krankheitserreger

Atmungszentrum. Die Wirkung einer verringerten Sauerstoffspannung auf das Atemzentrum. Die Bedeutung zentraler und peripherer Rezeptoren bei der Regulierung der Atmung.

Humorale Regulationsmechanismen wurden erstmals 1860 im Experiment von G. Frederick beschrieben und dann von einzelnen Wissenschaftlern untersucht, darunter I. P. Pavlov und I. M. Sechenov.

G. Frederick führte ein Kreuzzirkulationsexperiment durch, bei dem er die Halsschlagadern und Halsvenen zweier Hunde verband. Dadurch erhielt der Kopf von Hund Nr. 1 Blut aus dem Körper von Tier Nr. 2 und umgekehrt. Als die Luftröhre bei Hund Nr. 1 zusammengedrückt wurde, kam es zu einer Ansammlung von Kohlendioxid, das in den Körper von Tier Nr. 2 eindrang und eine Zunahme der Atemfrequenz und -tiefe verursachte – Hyperpnoe. Dieses Blut gelangte in den Kopf von Hund Nr. 1 und verursachte eine Abnahme der Aktivität des Atemzentrums bis zum Atemstillstand (Hypopnoe und Apopnoe). Die Erfahrung zeigt, dass die Gaszusammensetzung des Blutes einen direkten Einfluss auf die Intensität der Atmung hat.

Die erregende Wirkung auf die Neuronen des Atmungszentrums wird ausgeübt durch:

1) verringerte Sauerstoffkonzentration (Hypoxämie);

2) erhöhter Kohlendioxidgehalt (Hyperkapnie);

3) erhöhter Gehalt an Wasserstoffprotonen (Azidose).

Die Bremswirkung entsteht durch:

1) erhöhte Sauerstoffkonzentration (Hyperoxämie);

2) Abnahme des Kohlendioxidgehalts (Hypokapnie);

3) Verringerung des Gehalts an Wasserstoffprotonen (Alkalose).

Derzeit haben Wissenschaftler fünf Einflussmöglichkeiten identifiziert Gaszusammensetzung Blut auf die Aktivität des Atemzentrums:

1) lokal;

2) humorvoll;

3) durch periphere Chemorezeptoren;

4) durch zentrale Chemorezeptoren;

5) durch chemosensitive Neuronen der Großhirnrinde.

Lokale Aktion entsteht durch die Ansammlung von Stoffwechselprodukten im Blut, hauptsächlich Wasserstoffprotonen. Dies führt zur Aktivierung von Neuronen.

Humoraler Einfluss tritt mit zunehmender Arbeit auf Skelettmuskeln Und innere Organe. Dadurch werden Kohlendioxid und Wasserstoffprotonen freigesetzt, die über die Blutbahn zu den Neuronen des Atemzentrums strömen und deren Aktivität steigern.

Periphere Chemorezeptoren– das sind Nervenenden aus reflexogenen Zonen des Herz-Kreislauf-Systems (Karotisnebenhöhlen, Aortenbogen usw.). Sie reagieren auf Sauerstoffmangel. Als Reaktion darauf werden Impulse an das Zentralnervensystem gesendet, was zu einer Erhöhung der Aktivität von Nervenzellen führt (Bainbridge-Reflex).

Die Formatio reticularis umfasst zentrale Chemorezeptoren, die eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber der Ansammlung von Kohlendioxid und Wasserstoffprotonen aufweisen. Die Erregung breitet sich auf alle Zonen der Formatio reticularis aus, einschließlich der Neuronen des Atmungszentrums.

Nervenzellen Zerebraler Kortex reagieren auch auf Veränderungen der Blutgaszusammensetzung.

Somit spielt die humorale Verbindung eine Rolle wichtige Rolle bei der Regulierung der Funktion von Neuronen des Atmungszentrums.

Wir haben uns im Detail angeschaut, wie Luft in die Lunge gelangt. Nun wollen wir sehen, was als nächstes mit ihm passiert.

Kreislauf

Wir haben uns auf die Tatsache geeinigt, dass Sauerstoff in der atmosphärischen Luft in die Alveolen gelangt, von wo aus er durch ihre dünne Wand durch Diffusion in die Kapillaren gelangt und die Alveolen in einem dichten Netzwerk verwickelt. Kapillaren verbinden sich mit Lungenvenen, die sauerstoffreiches Blut zum Herzen bzw. zum linken Vorhof transportieren. Das Herz funktioniert wie eine Pumpe und pumpt Blut durch den Körper. Vom linken Vorhof gelangt sauerstoffreiches Blut in die linke Herzkammer und von dort aus durch den Körperkreislauf zu den Organen und Geweben. Wird in den Kapillaren des Körpers mit Gewebe ausgetauscht Nährstoffe Nachdem es Sauerstoff abgegeben und Kohlendioxid entzogen hat, sammelt sich das Blut in den Venen und gelangt in den rechten Vorhof des Herzens, wodurch der Körperkreislauf geschlossen wird. Von dort aus beginnt ein kleiner Kreis.

Der kleine Kreis beginnt im rechten Ventrikel, von wo aus die Lungenarterie Blut transportiert, das mit Sauerstoff in die Lunge „aufgeladen“ wird, wobei sie die Alveolen verzweigt und mit einem Kapillarnetzwerk verwickelt. Von hier aus wieder entlang der Lungenvenen bis zum linken Vorhof und so weiter bis ins Unendliche. Um sich die Wirksamkeit dieses Prozesses vorzustellen, stellen Sie sich vor, dass die vollständige Blutzirkulation nur 20 bis 23 Sekunden dauert. Während dieser Zeit gelingt es dem Blutvolumen, sowohl den Körper- als auch den Lungenkreislauf vollständig zu „zirkulieren“.

Um eine sich so aktiv verändernde Umgebung wie Blut mit Sauerstoff zu sättigen, müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

Die Menge an Sauerstoff und Kohlendioxid in der eingeatmeten Luft (Luftzusammensetzung)

Die Wirksamkeit der Alveolarventilation (der Kontaktbereich, in dem Gase zwischen Blut und Luft ausgetauscht werden)

Effizienz des alveolären Gasaustausches (Effizienz von Substanzen und Strukturen, die den Blutkontakt und den Gasaustausch gewährleisten)

Zusammensetzung der eingeatmeten, ausgeatmeten und alveolären Luft

IN normale Bedingungen Mann atmet atmosphärische Luft, mit einer relativ konstanten Zusammensetzung. Die ausgeatmete Luft enthält immer weniger Sauerstoff und mehr Kohlendioxid. Alveolarluft enthält am wenigsten Sauerstoff und am meisten Kohlendioxid. Der Unterschied in der Zusammensetzung von Alveolar- und Ausatemluft erklärt sich dadurch, dass es sich bei letzterer um eine Mischung aus Totraumluft und Alveolarluft handelt.

Alveolarluft ist die innere Gasumgebung des Körpers. Die Gaszusammensetzung des arteriellen Blutes hängt von seiner Zusammensetzung ab. Regulierungsmechanismen sorgen für die Konstanz der Zusammensetzung der Alveolarluft, die bei ruhiger Atmung kaum von den Ein- und Ausatmungsphasen abhängt. Beispielsweise ist der CO2-Gehalt am Ende der Einatmung nur um 0,2-0,3 % geringer als am Ende der Ausatmung, da bei jeder Einatmung nur 1/7 der Alveolarluft erneuert wird.

Darüber hinaus findet der Gasaustausch in der Lunge kontinuierlich statt, unabhängig von den Phasen der Ein- oder Ausatmung, was dazu beiträgt, die Zusammensetzung der Alveolarluft auszugleichen. Bei tiefer Atmung nimmt aufgrund einer Erhöhung der Lungenventilationsrate die Abhängigkeit der Zusammensetzung der Alveolarluft vom Ein- und Ausatmen zu. Es muss beachtet werden, dass sich auch die Konzentration der Gase „auf der Achse“ des Luftstroms und auf seiner „Seite“ unterscheiden wird: Die Bewegung der Luft „entlang der Achse“ wird schneller sein und die Zusammensetzung wird näher an der Zusammensetzung von liegen atmosphärische Luft. Im Bereich der Lungenspitze werden die Alveolen weniger effizient belüftet als in den unteren, an das Zwerchfell angrenzenden Teilen der Lunge.

Alveoläre Belüftung

In den Alveolen findet ein Gasaustausch zwischen Luft und Blut statt. Alle anderen Bestandteile der Lunge dienen lediglich dazu, Luft an diesen Ort zu transportieren. Daher kommt es nicht auf die Gesamtbelüftung der Lunge an, sondern auf die Belüftung der Alveolen. Sie ist um den Betrag der Totraumventilation geringer als die Lungenventilation. Bei einem Atemminutenvolumen von 8000 ml und einer Atemfrequenz von 16 pro Minute beträgt die Totraumventilation also 150 ml x 16 = 2400 ml. Die Belüftung der Alveolen beträgt 8000 ml - 2400 ml = 5600 ml. Bei gleichem Atemminutenvolumen von 8000 ml und einer Atemfrequenz von 32 pro Minute beträgt die Totraumventilation 150 ml x 32 = 4800 ml und die Alveolarventilation 8000 ml - 4800 ml = 3200 ml, d.h. wird halb so viel sein wie im ersten Fall. das impliziert erste praktische Schlussfolgerung Die Wirksamkeit der alveolären Beatmung hängt von der Tiefe und Häufigkeit der Atmung ab.

Die Belüftung der Lunge wird vom Körper so reguliert, dass eine konstante Gaszusammensetzung der Alveolarluft gewährleistet ist. Mit zunehmender Kohlendioxidkonzentration in der Alveolarluft nimmt also das Atemminutenvolumen zu und mit abnehmender Konzentration ab. Die Regulationsmechanismen dieses Prozesses liegen jedoch nicht in den Alveolen. Die Tiefe und Frequenz der Atmung werden vom Atemzentrum anhand von Informationen über die Menge an Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut reguliert.

Gasaustausch in den Alveolen

Der Gasaustausch in der Lunge erfolgt durch die Diffusion von Sauerstoff aus der Alveolarluft in das Blut (ca. 500 Liter pro Tag) und Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolarluft (ca. 430 Liter pro Tag). Die Diffusion erfolgt aufgrund des Druckunterschieds dieser Gase in der Alveolarluft und im Blut.

Unter Diffusion versteht man das gegenseitige Eindringen berührender Stoffe ineinander aufgrund der thermischen Bewegung von Teilchen des Stoffes. Die Diffusion erfolgt in Richtung einer Verringerung der Konzentration eines Stoffes und führt zu einer gleichmäßigen Verteilung des Stoffes über das gesamte von ihm eingenommene Volumen. So führt eine verringerte Sauerstoffkonzentration im Blut zu seinem Eindringen durch die Membran der Luft-Blut-Schranke (aerohämatische Barriere), eine übermäßige Konzentration von Kohlendioxid im Blut führt zu seiner Freisetzung in die Alveolarluft. Anatomisch gesehen wird die Luft-Blut-Schranke durch die Lungenmembran dargestellt, die wiederum aus kapillaren Endothelzellen, zwei Hauptmembranen, Plattenepithel des Alveolarepithels und einer Tensidschicht besteht. Die Dicke der Lungenmembran beträgt nur 0,4-1,5 Mikrometer.

Tensid ist ein Tensid, das die Diffusion von Gasen erleichtert. Eine Verletzung der Tensidsynthese durch Lungenepithelzellen macht den Atmungsprozess aufgrund einer starken Verlangsamung der Gasdiffusion nahezu unmöglich.

Ins Blut gelangender Sauerstoff und vom Blut mitgebrachtes Kohlendioxid können entweder gelöst oder chemisch gebunden werden. Unter normalen Bedingungen wird eine so geringe Menge dieser Gase in freiem (gelöstem) Zustand transportiert, dass sie bei der Beurteilung des Körperbedarfs getrost vernachlässigt werden kann. Der Einfachheit halber gehen wir davon aus, dass die Hauptmenge an Sauerstoff und Kohlendioxid in gebundenem Zustand transportiert wird.

Sauerstofftransport

Sauerstoff wird in Form von Oxyhämoglobin transportiert. Oxyhämoglobin ist ein Komplex aus Hämoglobin und molekularem Sauerstoff.

Hämoglobin kommt in roten Blutkörperchen vor - rote Blutkörperchen. Unter dem Mikroskop sehen rote Blutkörperchen aus wie ein leicht abgeflachter Donut. Solch ungewöhnliche Form ermöglicht es roten Blutkörperchen, über eine größere Fläche mit dem umgebenden Blut zu interagieren als kugelförmige Zellen (bei Körpern mit gleichem Volumen hat die Kugel die kleinste Fläche). Darüber hinaus ist das rote Blutkörperchen in der Lage, sich zu einer Röhre zusammenzurollen, sich in eine enge Kapillare zu quetschen und die entlegensten Ecken des Körpers zu erreichen.

Bei Körpertemperatur lösen sich in 100 ml Blut nur 0,3 ml Sauerstoff. Sauerstoff, der sich im Blutplasma der Kapillaren des Lungenkreislaufs auflöst, diffundiert in die roten Blutkörperchen und wird sofort von Hämoglobin gebunden, wodurch Oxyhämoglobin entsteht, in dem der Sauerstoffgehalt 190 ml/l beträgt. Die Geschwindigkeit der Sauerstoffbindung ist hoch – die Absorptionszeit des diffundierten Sauerstoffs wird in Tausendstelsekunden gemessen. In den Kapillaren der Alveolen wird bei entsprechender Belüftung und Blutversorgung nahezu das gesamte Hämoglobin des einströmenden Blutes in Oxyhämoglobin umgewandelt. Aber die Geschwindigkeit der „Hin- und Herdiffusion“ von Gasen ist viel langsamer als die Geschwindigkeit der Bindung von Gasen.

das impliziert zweite praktische Schlussfolgerung: Damit der Gasaustausch erfolgreich ablaufen kann, muss die Luft „Pausen erhalten“, in denen sich die Konzentration der Gase in der Alveolarluft und dem einströmenden Blut ausgleicht, d. h. es muss eine Pause zwischen Ein- und Ausatmen geben.

Die Umwandlung von reduziertem (sauerstofffreiem) Hämoglobin (Desoxyhämoglobin) in oxidiertes (sauerstoffhaltiges) Hämoglobin (Oxyhämoglobin) hängt vom Gehalt an gelöstem Sauerstoff im flüssigen Teil des Blutplasmas ab. Darüber hinaus sind die Mechanismen zur Assimilation von gelöstem Sauerstoff sehr effektiv.

Beispielsweise geht ein Aufstieg auf eine Höhe von 2 km über dem Meeresspiegel mit einem Abfall des Luftdrucks von 760 auf 600 mm Hg einher. Art., Sauerstoffpartialdruck in der Alveolarluft von 105 bis 70 mm Hg. Kunst. Art., und der Gehalt an Oxyhämoglobin nimmt nur um 3 % ab. Und trotz des Rückgangs des Luftdrucks wird das Gewebe weiterhin erfolgreich mit Sauerstoff versorgt.

In Geweben, die für eine normale Funktion viel Sauerstoff benötigen (arbeitende Muskeln, Leber, Nieren, Drüsengewebe), „gibt“ Oxyhämoglobin Sauerstoff sehr aktiv, manchmal fast vollständig, ab. In Geweben, in denen die Intensität oxidativer Prozesse gering ist (z. B. im Fettgewebe), „gibt“ der Großteil des Oxyhämoglobins molekularen Sauerstoff – den Spiegel – nicht ab Die Oxyhämoglobin-Dissoziation ist gering. Der Übergang von Geweben von einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand (Muskelkontraktion, Drüsensekretion) schafft automatisch Bedingungen für eine erhöhte Dissoziation von Oxyhämoglobin und eine Erhöhung der Sauerstoffversorgung des Gewebes.

Die Fähigkeit des Hämoglobins, Sauerstoff zu „halten“ (die Affinität des Hämoglobins zu Sauerstoff), nimmt mit steigenden Konzentrationen von Kohlendioxid (Bohr-Effekt) und Wasserstoffionen ab. Ein Temperaturanstieg hat einen ähnlichen Effekt auf die Dissoziation von Oxyhämoglobin.

Von hier aus wird es leicht zu verstehen, wie miteinander verbunden und im Verhältnis zueinander ausgeglichen sind natürliche Prozesse. Veränderungen in der Fähigkeit des Oxyhämoglobins, Sauerstoff zu speichern, sind von großer Bedeutung für die Sicherstellung der Sauerstoffversorgung des Gewebes. In Geweben, in denen Stoffwechselprozesse intensiv ablaufen, steigt die Konzentration von Kohlendioxid und Wasserstoffionen und die Temperatur steigt. Dies beschleunigt und erleichtert die Freisetzung von Sauerstoff durch Hämoglobin und erleichtert den Ablauf von Stoffwechselprozessen.

Skelettmuskelfasern enthalten Myoglobin, das dem Hämoglobin ähnelt. Es hat eine sehr hohe Affinität zu Sauerstoff. Nachdem es ein Sauerstoffmolekül „ergriffen“ hat, gibt es es nicht mehr an das Blut ab.

Die Menge an Sauerstoff im Blut

Als Sauerstoffmenge wird die maximale Sauerstoffmenge bezeichnet, die das Blut binden kann, wenn das Hämoglobin vollständig mit Sauerstoff gesättigt ist Sauerstoffkapazität Blut. Die Sauerstoffkapazität des Blutes hängt vom Hämoglobingehalt im Blut ab.

Im arteriellen Blut ist der Sauerstoffgehalt nur geringfügig (3-4 %) niedriger als die Sauerstoffkapazität des Blutes. Unter normalen Bedingungen enthält 1 Liter arterielles Blut 180-200 ml Sauerstoff. Selbst wenn ein Mensch unter Versuchsbedingungen reinen Sauerstoff einatmet, entspricht dessen Menge im arteriellen Blut praktisch der Sauerstoffkapazität. Im Vergleich zur Atmung mit atmosphärischer Luft erhöht sich die übertragene Sauerstoffmenge geringfügig (um 3-4 %).

Venöses Blut enthält im Ruhezustand etwa 120 ml/l Sauerstoff. Wenn Blut durch Gewebekapillaren fließt, gibt es daher nicht seinen gesamten Sauerstoff ab.

Der Anteil des Sauerstoffs, der von Geweben aus arteriellem Blut aufgenommen wird, wird als Sauerstoffverwertungskoeffizient bezeichnet. Um ihn zu berechnen, dividieren Sie den Unterschied im Sauerstoffgehalt im arteriellen und venösen Blut durch den Sauerstoffgehalt im arteriellen Blut und multiplizieren Sie ihn mit 100.

Zum Beispiel:
(200-120): 200 x 100 = 40 %.

Im Ruhezustand liegt die Sauerstoffverwertungsrate des Körpers zwischen 30 und 40 %. Bei intensiver Muskelarbeit steigt sie auf 50-60 %.

Kohlendioxidtransport

Kohlendioxid wird im Blut in drei Formen transportiert. Im venösen Blut sind etwa 58 Vol. nachweisbar. % (580 ml/l) CO2, wovon nur etwa 2,5 Vol.-% in gelöstem Zustand vorliegen. Einige der CO2-Moleküle verbinden sich mit Hämoglobin in den roten Blutkörperchen und bilden Carbohämoglobin (ca. 4,5 Vol.-%). Die verbleibende Menge CO2 ist chemisch gebunden und liegt in Form von Kohlensäuresalzen vor (ca. 51 Vol.-%).

Kohlendioxid ist eines der am häufigsten vorkommenden Produkte chemische Reaktionen Stoffwechsel. Es wird kontinuierlich in lebenden Zellen gebildet und diffundiert von dort in das Blut der Gewebekapillaren. In den roten Blutkörperchen verbindet es sich mit Wasser und bildet Kohlensäure (C02 + H20 = H2C03).

Dieser Prozess wird durch das Enzym Carboanhydrase katalysiert (zwanzigtausendfach beschleunigt). Carboanhydrase kommt in Erythrozyten vor, nicht im Blutplasma. Daher findet der Prozess der Verbindung von Kohlendioxid mit Wasser fast ausschließlich in roten Blutkörperchen statt. Dies ist jedoch ein reversibler Prozess, der seine Richtung ändern kann. Abhängig von der Kohlendioxidkonzentration katalysiert die Carboanhydrase sowohl die Bildung von Kohlensäure als auch deren Abbau in Kohlendioxid und Wasser (in den Kapillaren der Lunge).

Dank dieser Bindungsprozesse ist die CO2-Konzentration in den Erythrozyten niedrig. Daher diffundieren immer mehr neue Mengen CO2 in die roten Blutkörperchen. Die Ansammlung von Ionen in den roten Blutkörperchen geht mit einem Anstieg des osmotischen Drucks in ihnen einher, was zu … interne Umgebung Der Wassergehalt der roten Blutkörperchen nimmt zu. Daher nimmt das Volumen der roten Blutkörperchen in den Kapillaren des Körperkreislaufs leicht zu.

Hämoglobin hat eine größere Affinität zu Sauerstoff als zu Kohlendioxid. Daher wird Carbohämoglobin bei steigendem Sauerstoffpartialdruck zunächst in Desoxyhämoglobin und dann in Oxyhämoglobin umgewandelt.

Darüber hinaus erhöht sich bei der Umwandlung von Oxyhämoglobin in Hämoglobin die Fähigkeit des Blutes, Kohlendioxid zu binden. Dieses Phänomen wird Haldane-Effekt genannt. Hämoglobin dient als Quelle für Kaliumkationen (K+), die für die Bindung von Kohlensäure in Form von Kohlendioxidsalzen – Bicarbonaten – notwendig sind.

In den roten Blutkörperchen der Gewebekapillaren wird also eine zusätzliche Menge Kaliumbicarbonat sowie Carbohämoglobin gebildet. In dieser Form gelangt Kohlendioxid in die Lunge.

In den Kapillaren des Lungenkreislaufs nimmt die Konzentration von Kohlendioxid ab. CO2 wird aus Carbohämoglobin abgespalten. Gleichzeitig wird Oxyhämoglobin gebildet und seine Dissoziation nimmt zu. Oxyhämoglobin verdrängt Kalium aus Bikarbonaten. Kohlensäure in Erythrozyten zerfällt (in Gegenwart von Carboanhydrase) schnell in H20 und CO2. Der Kreis ist geschlossen.

Es bleibt noch eine Anmerkung zu machen. Kohlenmonoxid (CO) hat eine größere Affinität zu Hämoglobin als Kohlendioxid (CO2) und als Sauerstoff. Deshalb ist eine Kohlenmonoxidvergiftung so gefährlich: Durch die Bildung einer stabilen Bindung mit Hämoglobin blockiert Kohlenmonoxid die Möglichkeit des normalen Gastransports und „erstickt“ den Körper tatsächlich. Bewohner große Städte ständig erhöhte Konzentrationen einatmen Kohlenmonoxid. Dies führt dazu, dass selbst eine ausreichende Anzahl vollwertiger roter Blutkörperchen bei normaler Durchblutung keine Transportfunktionen erfüllen kann. Daher sind Ohnmachtsanfälle und Herzinfarkte relativ gesunde Menschen im Stau.

• < Zurück

Konstanz der Alveolarluftzusammensetzung bestimmt die Angemessenheit des Gasaustausches zwischen atmosphärischer Luft und Blut. Daraus folgt, dass die Gaszusammensetzung der Alveolarluft ein Indikator für die Wirksamkeit der Lungenbeatmung ist. Die Untersuchung der Alveolarluft ist in der Klinik nicht weit verbreitet. Dies erklärt sich sowohl aus der relativen Komplexität der Gasanalyse mit Geräten vom Haldane-Typ als auch aus dem Vorteil der spirographischen Forschung, die detailliertere Informationen über den Zustand der äußeren Atmung liefert. Die Verbesserung der Instrumente zur Gasanalyse ermöglicht jedoch eine Vereinfachung dieser Studie, die in einigen Fällen die Daten der Spirographie und Oximetrie erheblich ergänzen kann.

Klassische Methode Definitionen Die Gaszusammensetzung der Alveolarluft ist nach Haldane wie folgt: Der Proband atmet schnell und tief Luft in einen etwa 1 m langen Schlauch mit einem Durchmesser von 2,5–3 cm aus, der mit einem Glasmundstück ausgestattet ist, das am Ende mit der Zunge verschlossen wird des Ausatmens. Der letzte Teil der ausgeatmeten Luft wird in einem Gasbehälter gesammelt, der mit einem Schlauch in der Nähe des Mundstücks verbunden und mit Quecksilber gefüllt ist. Nach dem Öffnen des Ventils des Gasbehälters saugt das ausströmende Quecksilber Luft aus dem Rohr an.

Haldane-Gasanalysator nach dem Prinzip der sequentiellen Absorption konzipiert Komponenten Gasgemisch (Kohlendioxid wird von Alkali und Sauerstoff von Pyrogallol absorbiert) und Messung des verbleibenden Gasvolumens. Detaillierte Beschreibung Die Verwendung des Haldane-Geräts ist in den Handbüchern zur Gasanalyse beschrieben (P. E. Syrkina. Gasanalyse in medizinische Übung, 1956 usw.).

Bequemer Definition Gaszusammensetzung auf modernen Gasanalysatoren. Die Daten der Alveolarluftgasanalyse werden als Volumenprozentsätze ausgedrückt. Normalerweise enthält Alveolarluft 14–16 % Sauerstoff und 4,5–5,5 % Kohlendioxid.

In der Klinik für Allgemeinchirurgie 1 MMI benannt nach. I. M. Sechenov V. S. Vasiliev (1960) verbesserte das Gerät von I. I. Khrenov zur Entnahme von Alveolarluftproben. Das Gerät von V. S. Vasilyev besteht aus einem Vierwegeventil, einem Gummiballon mit einem Fassungsvermögen von 800–1000 ml, zwei Gummiballons mit einem Fassungsvermögen von 75–100 ml zur Probenahme von Alveolarluft und einem Atemschlauch mit Mundstück.

Studie produziert auf die folgende Weise: In der Ausgangsstellung des Hahns ist der Atemschlauch mit einer großen Flasche verbunden, die kleinen Flaschen sind blockiert. Nach einer ruhigen Einatmung atmet der Patient tief in das Gerät aus, wobei das Volumen der ausgeatmeten Luft ungefähr durch den Dehnungsgrad des großen Ballons bestimmt wird. Nach einer 2-3-minütigen Pause bei gleichbleibendem Hahn atmet der Patient erneut tief aus. Wenn sich der Dehnungsgrad des großen Zylinders dem im vorherigen Test erreichten Grad annähert, wird der Hahn in eine Position geschaltet, in der der erste Zylinder und dann der zweite gefüllt sind. Mit der letzten Drehung des Hahns werden alle Flaschen geschlossen und die Zusammensetzung der Luft in kleinen Flaschen in einem Gasanalysator bestimmt.

Laut V. S. Vasiliev(1958) lag mit dieser Technik der Unterschied im Kohlendioxidgehalt in kleinen Zylindern zwischen 0 und 0,3 % (im Durchschnitt - 0,13 %) und der Unterschied im Sauerstoffgehalt zwischen 0,1 und 0,5 % (im Durchschnitt - 0,31 %). ) für 50 Beobachtungen, d. h. die erhaltenen Daten können als recht genau angesehen werden, und der Unterschied liegt innerhalb der Fehlergrenzen bei der Arbeit an einem Haldane-Gasanalysator.

Anwenden der angegebenen Technik für Dynamik Forschung Gaszusammensetzung der Alveolarluft konnte V. S. Vasiliev Funktionsverluste bei chronischer Eiterung der Lunge feststellen und auch die Wiederherstellung der äußeren Atmungsfunktion in der postoperativen Phase überwachen.

Der Abschnitt ist sehr einfach zu bedienen. Geben Sie einfach in das dafür vorgesehene Feld ein das richtige Wort, und wir geben Ihnen eine Liste seiner Werte. Ich möchte darauf hinweisen, dass unsere Website Daten aus verschiedenen Quellen bereitstellt – enzyklopädische, erklärende Wörterbücher und Wörterbücher zur Wortbildung. Hier sehen Sie auch Beispiele für die Verwendung des von Ihnen eingegebenen Wortes.

Was bedeutet „Alveolarluft“?

Wörterbuch medizinischer Fachbegriffe

Alveolarluft

Luft, die die Lungenbläschen füllt und direkt am Gasaustausch mit dem Blut teilnimmt.

Alveolarluft

ein Gasgemisch (hauptsächlich Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf), das in den Lungenbläschen enthalten ist. Volumen von A. in. (beim Menschen 2,5≈3 l) und seine Zusammensetzung schwankt je nach Phase des Atemzyklus und verändert sich in verschiedenen Teilen der Lunge ungleichmäßig. Die Versorgung des durch die Lungenkapillaren fließenden Blutes mit Sauerstoff und die Entfernung von Kohlendioxid daraus (siehe Gasaustausch) sowie die Regulierung der Atmung hängen von der Zusammensetzung der Blutversorgung ab, die bei gesunden Tieren aufrechterhalten wird und Menschen innerhalb bestimmter enger Grenzen aufgrund der Belüftung der Lunge (beim Menschen enthält der Blutkreislauf normalerweise 14≈15 % Sauerstoff und 5≈5,5 % Kohlendioxid). Bei Sauerstoffmangel in der Atemluft und bestimmten Schmerzzuständen kommt es zu Veränderungen in der Zusammensetzung des AV, die zu Hypoxie führen können. Siehe Atmung.

Atmosphärische Luft, das eine Person im Freien (oder in gut belüfteten Räumen) einatmet, enthält 20,94 % Sauerstoff, 0,03 % Kohlendioxid und 79,03 % Stickstoff. In geschlossenen Räumen voller Menschen kann der Kohlendioxidanteil in der Luft etwas höher sein.

Ausgeatmete Luft enthält durchschnittlich 16,3 % Sauerstoff, 4 % Kohlendioxid, 79,7 % Stickstoff (diese Zahlen basieren auf trockener Luft, also abzüglich Wasserdampf, der in der ausgeatmeten Luft immer gesättigt ist).

Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft sehr launisch; sie hängt von der Intensität des Körperstoffwechsels und dem Volumen der Lungenventilation ab. Es lohnt sich, mehrere tiefe Atembewegungen auszuführen oder im Gegenteil den Atem anzuhalten, damit sich die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft ändert.

Stickstoff nimmt nicht am Gasaustausch teil, der Stickstoffanteil in der sichtbaren Luft ist jedoch um mehrere Zehntel Prozent höher als in der eingeatmeten Luft. Tatsache ist, dass das Volumen der ausgeatmeten Luft etwas geringer ist als das Volumen der eingeatmeten Luft und daher die gleiche Menge Stickstoff, verteilt auf ein kleineres Volumen, einen höheren Prozentsatz ergibt. Das geringere Volumen der ausgeatmeten Luft im Vergleich zum Volumen der eingeatmeten Luft erklärt sich dadurch, dass etwas weniger Kohlendioxid freigesetzt wird als Sauerstoff absorbiert wird (ein Teil des absorbierten Sauerstoffs wird im Körper verwendet, um Verbindungen, die vom Körper ausgeschieden werden, darin zu zirkulieren). Urin und Schweiß).

Alveolarluft unterscheidet sich vom ausgeatmeten Atem durch einen größeren Anteil an Nichtsäure und einen geringeren Anteil an Sauerstoff. Im Durchschnitt ist die Zusammensetzung der Alveolarluft wie folgt: Sauerstoff 14,2–14,0 %, Kohlendioxid 5,5–5,7 %, Stickstoff etwa 80 %.

Definition Alveolarluftzusammensetzung wichtig für das Verständnis des Mechanismus des Gasaustausches in der Lunge. Holden schlug eine einfache Methode zur Bestimmung der Zusammensetzung der Alveolarluft vor. Nach einer normalen Einatmung atmet der Proband so tief wie möglich durch einen Schlauch von 1–1,2 m Länge und 25 mm Durchmesser aus. Die ersten Teile der ausgeatmeten Luft, die durch den Schlauch austreten, enthalten Luft aus dem schädlichen Raum; Die letzten im Schlauch verbleibenden Anteile enthalten Alveolarluft. Zur Analyse wird Luft aus dem Teil des Schlauchs, der der Mündung am nächsten liegt, in den Gasbehälter eingesaugt.

Die Zusammensetzung der Alveolarluft unterscheidet sich etwas, je nachdem, ob die Luftprobe zur Analyse auf dem Höhepunkt der Ein- oder Ausatmung entnommen wird. Wenn Sie am Ende einer normalen Einatmung schnell, kurz und unvollständig ausatmen, spiegelt die Luftprobe die Zusammensetzung der Alveolarluft wider, nachdem die Lunge mit Atemluft gefüllt wurde, also während der Einatmung. Wenn Sie nach einer normalen Ausatmung tief ausatmen, spiegelt die Probe die Zusammensetzung der Alveolarluft während der Ausatmung wider. Es ist klar, dass im ersten Fall der Kohlendioxidanteil etwas geringer und der Sauerstoffanteil etwas höher sein wird als im zweiten. Dies geht aus den Ergebnissen von Holdens Experimenten hervor, die herausfanden, dass der Kohlendioxidanteil in der Alveolarluft am Ende der Inspiration durchschnittlich 5,54 und am Ende der Ausatmung 5,72 beträgt.

Somit besteht beim Ein- und Ausatmen ein relativ geringer Unterschied im Kohlendioxidgehalt der Alveolarluft: nur 0,2-0,3 %. Dies lässt sich vor allem dadurch erklären, dass bei normaler Atmung, wie oben erwähnt, nur 1/7 des Luftvolumens in den Lungenbläschen erneuert wird. Die relative Konstanz der Zusammensetzung der Alveolarluft ist von großer physiologischer Bedeutung, wie weiter unten erläutert wird.