Au repos, une moyenne de 250 ml d'O 2 est consommée dans le corps par minute et environ 230 ml de CO 2 sont libérés.

De l'air inhalé total d'O 2 (21 % du volume total), seulement 1/3 pénètre dans le sang par la barrière air-sang dans les poumons. La pression partielle normale des gaz dans l'air alvéolaire est maintenue si la ventilation pulmonaire est égale à 25 fois la quantité d'O 2 consommée. Autre prérequis maintenir une concentration normale de gaz dans l'air alvéolaire est le rapport optimal entre la ventilation alvéolaire et le débit cardiaque (Q): VA / Q, qui correspond généralement à 0,8-1,0. Pour les échanges gazeux dans les poumons, ce rapport est optimal. Les différentes zones des poumons ne représentent pas modèle idéal pour maintenir un rapport VA/Q optimal, puisque les alvéoles sont inégalement ventilées en air et perfusées en sang.

Pour maintenir une certaine composition de l'air alvéolaire, la valeur de la ventilation alvéolaire et sa relation avec le niveau de métabolisme, c'est-à-dire la quantité d'O 2 consommée et de CO 2 libéré, sont importantes. Dans tout état de transition (par exemple, le début du travail, etc.), du temps est nécessaire à la formation de la composition optimale de l'air alvéolaire. D'importance majeure sont relation optimale ventilation alvéolaire à la circulation sanguine.

La composition de l'air alvéolaire est mesurée en bouche dans la seconde moitié de la phase expiratoire à l'aide d'analyseurs à grande vitesse. Dans la pratique physiologique, un spectromètre de masse est utilisé, ce qui vous permet de déterminer la quantité de tout gaz respiratoire; analyseur CO 2 infrarouge et analyseur O 2 . Les analyseurs enregistrent en continu la concentration de gaz dans l'air expiré.

Centre respiratoire, sa localisation, principaux types de neurones du tronc respiratoire.

Selon les concepts modernes centre respiratoire- Il s'agit d'un ensemble de neurones qui modifient les processus d'inspiration et d'expiration et adaptent le système aux besoins de l'organisme. Il existe plusieurs niveaux de régulation :

1) rachidien ;

2) bulbaire ;

3) suprapontique ;

4) corticale.

niveau de la colonne vertébrale Il est représenté par les motoneurones des cornes antérieures de la moelle épinière dont les axones innervent les muscles respiratoires. Cette composante n'a pas de signification indépendante, car elle obéit aux impulsions des départements sus-jacents.

Les neurones de la formation réticulaire du bulbe rachidien et du pont forment niveau bulbaire. Les types de cellules nerveuses suivants se distinguent dans le bulbe rachidien :

1) inspiratoire précoce (excité 0,1–0,2 s avant le début de l'inspiration active) ;

2) inspiratoire complet (activé progressivement et envoie des impulsions tout au long de la phase inspiratoire) ;

3) inspiratoires tardifs (ils commencent à transmettre l'excitation à mesure que l'action des premiers s'estompe);

4) post-inspiratoire (excité après inhibition de l'inspiratoire) ;

5) expiratoire (fournir le début de l'expiration active);

6) préinspiratoire (commence à générer un influx nerveux avant l'inhalation).

Les axones de ces cellules nerveuses peuvent être dirigés vers les motoneurones de la moelle épinière (fibres bulbaires) ou faire partie des noyaux dorsaux et ventraux (fibres protobulbaires).

Les neurones du bulbe rachidien, qui font partie du centre respiratoire, ont deux caractéristiques :

1) avoir une relation réciproque ;

2) peut générer spontanément des impulsions nerveuses.

Le centre pneumotoxique est formé par les cellules nerveuses du pont. Ils sont capables de réguler l'activité des neurones sous-jacents et d'entraîner une modification des processus d'inspiration et d'expiration. Si l'intégrité du système nerveux central dans la région du tronc cérébral est violée, la fréquence respiratoire diminue et la durée de la phase inspiratoire augmente.

Niveau suprapontial Il est représenté par les structures du cervelet et du mésencéphale, qui assurent la régulation de l'activité motrice et de la fonction autonome.

Composant cortical se compose de neurones du cortex cérébral, affectant la fréquence et la profondeur de la respiration. Fondamentalement, ils ont un effet positif, en particulier sur les zones motrices et orbitales. De plus, la participation du cortex cérébral indique la possibilité de modifier spontanément la fréquence et la profondeur de la respiration.

Ainsi, diverses structures du cortex cérébral prennent en charge la régulation du processus respiratoire, mais la région bulbaire joue un rôle de premier plan.

Régulation humorale de la respiration. Le dioxyde de carbone est un agent causal spécifique

Centre respiratoire. Influence de la tension d'oxygène réduite sur le centre respiratoire. La valeur des récepteurs centraux et périphériques dans la régulation de la respiration.

Pour la première fois, des mécanismes de régulation humorale ont été décrits dans l'expérience de G. Frederick en 1860, puis étudiés par des scientifiques individuels, dont I. P. Pavlov et I. M. Sechenov.

G. Frederick a mené une expérience de circulation croisée, dans laquelle il a connecté les artères carotides et les veines jugulaires de deux chiens. En conséquence, la tête du chien #1 a reçu du sang du torse de l'animal #2, et vice versa. Lorsque la trachée a été clampée chez le chien n° 1, une accumulation de gaz carbonique, qui est entré dans le corps de l'animal n ° 2 et lui a fait augmenter la fréquence et la profondeur de la respiration - hyperpnée. Ce sang est entré dans la tête du chien sous le n ° 1 et a provoqué une diminution de l'activité du centre respiratoire jusqu'à l'hypopnée et l'apopnée. L'expérience prouve que la composition gazeuse du sang affecte directement l'intensité de la respiration.

L'effet excitateur sur les neurones du centre respiratoire s'exerce par :

1) diminution de la concentration en oxygène (hypoxémie);

2) une augmentation de la teneur en dioxyde de carbone (hypercapnie) ;

3) une augmentation du niveau de protons d'hydrogène (acidose).

L'effet de freinage se produit à la suite de :

1) augmentation de la concentration en oxygène (hyperoxémie);

2) abaisser la teneur en dioxyde de carbone (hypocapnie);

3) diminution du niveau de protons d'hydrogène (alcalose).

Actuellement, les scientifiques ont identifié cinq voies d'influence composition du gaz sang sur l'activité du centre respiratoire :

1) locale ;

2) humoristique;

3) via les chimiorécepteurs périphériques ;

4) via des chimiorécepteurs centraux ;

5) à travers les neurones chimiosensibles du cortex cérébral.

actions locales se produit à la suite de l'accumulation dans le sang de produits métaboliques, principalement des protons d'hydrogène. Cela conduit à l'activation du travail des neurones.

L'influence humorale apparaît avec une augmentation du travail Muscle squelettique et les organes internes. En conséquence, du dioxyde de carbone et des protons d'hydrogène sont libérés, qui traversent la circulation sanguine vers les neurones du centre respiratoire et augmentent leur activité.

Chémorécepteurs périphériques- ce sont des terminaisons nerveuses issues des zones réflexogènes du système cardiovasculaire (sinus carotidiens, crosse aortique, etc.). Ils réagissent à un manque d'oxygène. En réponse, des impulsions sont envoyées au système nerveux central, entraînant une augmentation de l'activité des cellules nerveuses (réflexe de Bainbridge).

La formation réticulaire est composée de chémorécepteurs centraux, qui sont très sensibles à l'accumulation de dioxyde de carbone et de protons d'hydrogène. L'excitation s'étend à toutes les zones de la formation réticulaire, y compris les neurones du centre respiratoire.

Cellules nerveuses cortex cérébral réagissent également aux modifications de la composition gazeuse du sang.

Ainsi, le lien humoristique joue rôle important dans la régulation des neurones du centre respiratoire.

Nous avons discuté en détail de la manière dont l'air pénètre dans les poumons. Voyons maintenant ce qui lui arrive ensuite.

système circulatoire

Nous avons retenu le fait que l'oxygène entrant dans la composition de l'air atmosphérique pénètre dans les alvéoles, d'où il traverse leur paroi mince par diffusion dans les capillaires, enveloppant les alvéoles d'un réseau dense. Les capillaires se connectent à veines pulmonaires, qui transportent le sang oxygéné vers le cœur, ou plutôt vers son oreillette gauche. Le cœur fonctionne comme une pompe, pompant le sang dans tout le corps. De l'oreillette gauche, le sang enrichi en oxygène ira au ventricule gauche, et de là - lors d'un voyage à travers la circulation systémique, vers les organes et les tissus. Ayant échangé dans les capillaires du corps avec des tissus nutriments, donnant de l'oxygène et prenant du dioxyde de carbone, le sang est collecté dans les veines et pénètre dans l'oreillette droite du cœur, et la circulation systémique est fermée. De là commence un petit cercle.

Le petit cercle commence dans le ventricule droit, d'où l'artère pulmonaire transporte le sang pour "charger" l'oxygène vers les poumons, ramifiant et enchevêtrant les alvéoles avec un réseau capillaire. D'ici encore - à travers les veines pulmonaires jusqu'à l'oreillette gauche, et ainsi de suite à l'infini. Pour imaginer l'efficacité de ce processus, imaginez que le temps nécessaire à une circulation complète du sang ne soit que de 20 à 23 secondes. Pendant ce temps, le volume de sang a le temps de "circuler" complètement à la fois dans la circulation systémique et pulmonaire.

Pour saturer en oxygène un environnement aussi changeant que le sang, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

La quantité d'oxygène et de dioxyde de carbone dans l'air inhalé (composition de l'air)

Efficacité de la ventilation des alvéoles

L'efficacité des échanges gazeux alvéolaires (l'efficacité des substances et des structures qui assurent le contact sanguin et les échanges gazeux)

Composition de l'air inspiré, expiré et alvéolaire

À conditions normales homme qui respire air atmosphérique avec une composition relativement constante. L'air expiré contient toujours moins d'oxygène et plus de dioxyde de carbone. Le moins d'oxygène et le plus de dioxyde de carbone dans l'air alvéolaire. La différence de composition de l'air alvéolaire et expiré s'explique par le fait que ce dernier est un mélange d'air de l'espace mort et d'air alvéolaire.

L'air alvéolaire est l'environnement gazeux interne du corps. La composition gazeuse du sang artériel dépend de sa composition. Des mécanismes de régulation maintiennent la constance de la composition de l'air alvéolaire qui, lors d'une respiration calme, dépend peu des phases d'inspiration et d'expiration. Par exemple, la teneur en CO 2 en fin d'inspiration n'est que de 0,2 à 0,3 % inférieure à celle en fin d'expiration, puisque seulement 1/7 de l'air alvéolaire est renouvelé à chaque respiration.

De plus, les échanges gazeux dans les poumons se déroulent en continu, quelles que soient les phases d'inspiration ou d'expiration, ce qui contribue à égaliser la composition de l'air alvéolaire. Avec la respiration profonde, en raison d'une augmentation du taux de ventilation des poumons, la dépendance de la composition de l'air alvéolaire à l'inspiration et à l'expiration augmente. Dans le même temps, il faut se rappeler que la concentration de gaz «dans l'axe» du flux d'air et sur son «bord de route» sera également différente: le mouvement de l'air «le long de l'axe» sera plus rapide et la composition sera plus proche de la composition de l'air atmosphérique. Dans la région des sommets des poumons, les alvéoles sont ventilées moins efficacement que dans les parties inférieures des poumons adjacentes au diaphragme.

Ventilation alvéolaire

Les échanges gazeux entre l'air et le sang ont lieu dans les alvéoles. Tous les autres composants des poumons ne servent qu'à fournir de l'air à cet endroit. Par conséquent, ce n'est pas la quantité totale de ventilation des poumons qui est importante, mais la quantité de ventilation des alvéoles. Elle est inférieure à la ventilation des poumons par la valeur de la ventilation de l'espace mort. Ainsi, avec un volume respiratoire minute égal à 8000 ml et une fréquence respiratoire de 16 par minute, la ventilation de l'espace mort sera de 150 ml x 16 = 2400 ml. La ventilation des alvéoles sera égale à 8000 ml - 2400 ml = 5600 ml. Avec le même volume respiratoire minute de 8000 ml et une fréquence respiratoire de 32 par minute, la ventilation de l'espace mort sera de 150 ml x 32 = 4800 ml, et la ventilation des alvéoles sera de 8000 ml - 4800 ml = 3200 ml , c'est à dire. sera deux fois plus petit que dans le premier cas. cela implique première conclusion pratique, l'efficacité de la ventilation des alvéoles dépend de la profondeur et de la fréquence de la respiration.

La quantité de ventilation pulmonaire est régulée par le corps de manière à assurer une composition gazeuse constante de l'air alvéolaire. Ainsi, avec une augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l'air alvéolaire, le volume infime de la respiration augmente, avec une diminution, il diminue. Cependant, les mécanismes de régulation de ce processus ne sont pas dans les alvéoles. La profondeur et la fréquence de la respiration sont régulées par le centre respiratoire en fonction des informations sur la quantité d'oxygène et de dioxyde de carbone dans le sang.

Échange gazeux dans les alvéoles

Les échanges gazeux dans les poumons s'effectuent à la suite de la diffusion de l'oxygène de l'air alvéolaire dans le sang (environ 500 litres par jour) et du dioxyde de carbone du sang dans l'air alvéolaire (environ 430 litres par jour). La diffusion se produit en raison de la différence de pression entre ces gaz dans l'air alvéolaire et dans le sang.

La diffusion est la pénétration mutuelle de substances en contact les unes dans les autres en raison du mouvement thermique des particules de la substance. La diffusion se produit dans le sens de la diminution de la concentration de la substance et conduit à une distribution uniforme de la substance sur tout le volume qu'elle occupe. Ainsi, une concentration réduite d'oxygène dans le sang entraîne sa pénétration à travers la membrane de la barrière air-sang (aérogématique), une concentration excessive de dioxyde de carbone dans le sang entraîne sa libération dans l'air alvéolaire. Anatomiquement, la barrière air-sang est représentée par la membrane pulmonaire, qui, à son tour, se compose de cellules endothéliales capillaires, de deux membranes principales, d'un épithélium pavimenteux alvéolaire et d'une couche de surfactant. L'épaisseur de la membrane pulmonaire n'est que de 0,4 à 1,5 microns.

Un tensioactif est un tensioactif qui facilite la diffusion des gaz. La violation de la synthèse de surfactant par les cellules de l'épithélium pulmonaire rend le processus de respiration presque impossible en raison d'un ralentissement brutal du niveau de diffusion des gaz.

L'oxygène qui pénètre dans le sang et le dioxyde de carbone apporté par le sang peuvent être à la fois sous forme dissoute et sous forme chimiquement liée. Dans des conditions normales, à l'état libre (dissous), une si petite quantité de ces gaz est transférée qu'ils peuvent être négligés en toute sécurité lors de l'évaluation des besoins de l'organisme. Pour simplifier, nous supposerons que la majeure partie de l'oxygène et du dioxyde de carbone est transportée à l'état lié.

Transport d'oxygène

L'oxygène est transporté sous forme d'oxyhémoglobine. L'oxyhémoglobine est un complexe d'hémoglobine et d'oxygène moléculaire.

L'hémoglobine se trouve dans les globules rouges - érythrocytes. Au microscope, les globules rouges ressemblent à un beignet légèrement aplati. Tel forme inhabituelle permet aux érythrocytes d'interagir avec le sang environnant avec une surface plus grande que les cellules sphériques (des corps ayant un volume égal, la boule a une surface minimale). Et en plus, l'érythrocyte est capable de se replier dans un tube, de se serrer dans un capillaire étroit et d'atteindre les coins les plus reculés du corps.

Seul 0,3 ml d'oxygène se dissout dans 100 ml de sang à température corporelle. L'oxygène, qui se dissout dans le plasma sanguin des capillaires de la circulation pulmonaire, se diffuse dans les érythrocytes, se lie immédiatement à l'hémoglobine, formant l'oxyhémoglobine, dans laquelle l'oxygène est de 190 ml/l. Le taux de liaison à l'oxygène est élevé - le temps d'absorption de l'oxygène diffusé est mesuré en millièmes de seconde. Dans les capillaires des alvéoles avec une ventilation et un apport sanguin appropriés, presque toute l'hémoglobine du sang entrant est convertie en oxyhémoglobine. Mais le taux même de diffusion des gaz « dans les deux sens » est beaucoup plus lent que le taux de liaison des gaz.

cela implique deuxième conclusion pratique: pour que l'échange gazeux réussisse, l'air doit "faire des pauses", pendant lesquelles la concentration de gaz dans l'air alvéolaire et le sang entrant a le temps de s'équilibrer, c'est-à-dire qu'il doit y avoir une pause entre l'inspiration et l'expiration.

La conversion de l'hémoglobine réduite (sans oxygène) (désoxyhémoglobine) en hémoglobine oxydée (contenant de l'oxygène) (oxyhémoglobine) dépend de la teneur en oxygène dissous dans la partie liquide du plasma sanguin. De plus, les mécanismes d'assimilation de l'oxygène dissous sont très efficaces.

Par exemple, une ascension à une hauteur de 2 km au-dessus du niveau de la mer s'accompagne d'une diminution de la pression atmosphérique de 760 à 600 mm Hg. Art., pression partielle d'oxygène dans l'air alvéolaire de 105 à 70 mm Hg. Art., et la teneur en oxyhémoglobine n'est réduite que de 3%. Et, malgré la diminution de la pression atmosphérique, les tissus continuent d'être alimentés en oxygène avec succès.

Dans les tissus qui ont besoin de beaucoup d'oxygène pour la vie normale (muscles actifs, foie, reins, tissus glandulaires), l'oxyhémoglobine « dégage » de l'oxygène très activement, parfois presque complètement. Dans les tissus dans lesquels l'intensité des processus oxydatifs est faible (par exemple, dans le tissu adipeux), la majeure partie de l'oxyhémoglobine ne «renonce» pas à l'oxygène moléculaire - le niveau la dissociation de l'oxyhémoglobine est faible. Le passage des tissus d'un état de repos à un état actif (contraction musculaire, sécrétion de glandes) crée automatiquement les conditions pour augmenter la dissociation de l'oxyhémoglobine et augmenter l'apport d'oxygène aux tissus.

La capacité de l'hémoglobine à "retenir" l'oxygène (l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène) diminue avec l'augmentation des concentrations de dioxyde de carbone (effet Bohr) et d'ions hydrogène. De même, une augmentation de la température affecte la dissociation de l'oxyhémoglobine.

De là, il devient facile de comprendre à quel point interconnectés et équilibrés les uns par rapport aux autres processus naturels. Les modifications de la capacité de l'oxyhémoglobine à retenir l'oxygène sont d'une grande importance pour assurer l'approvisionnement des tissus avec celui-ci. Dans les tissus dans lesquels les processus métaboliques se déroulent de manière intensive, la concentration de dioxyde de carbone et d'ions hydrogène augmente et la température augmente. Cela accélère et facilite le "retour" de l'oxygène par l'hémoglobine et facilite le déroulement des processus métaboliques.

Les fibres musculaires squelettiques contiennent de la myoglobine proche de l'hémoglobine. Il a une très grande affinité pour l'oxygène. Ayant « attrapé » une molécule d'oxygène, il ne la libèrera plus dans le sang.

La quantité d'oxygène dans le sang

La quantité maximale d'oxygène que le sang peut lier lorsque l'hémoglobine est complètement saturée en oxygène est appelée capacité d'oxygène du sang. La capacité en oxygène du sang dépend de la teneur en hémoglobine qu'il contient.

Dans le sang artériel, la teneur en oxygène n'est que légèrement (3 à 4 %) inférieure à la capacité en oxygène du sang. Dans des conditions normales, 1 litre de sang artériel contient 180 à 200 ml d'oxygène. Même dans les cas où, dans des conditions expérimentales, une personne respire de l'oxygène pur, sa quantité dans le sang artériel correspond pratiquement à la capacité en oxygène. Par rapport à la respiration avec de l'air atmosphérique, la quantité d'oxygène transportée augmente légèrement (de 3 à 4 %).

Le sang veineux au repos contient environ 120 ml/l d'oxygène. Ainsi, en circulant dans les capillaires tissulaires, le sang ne cède pas tout l'oxygène.

La fraction d'oxygène absorbée par les tissus du sang artériel est appelée facteur d'utilisation de l'oxygène. Pour le calculer, divisez la différence entre la teneur en oxygène dans le sang artériel et veineux par la teneur en oxygène dans le sang artériel et multipliez par 100.

Par exemple:
(200-120) : 200 x 100 = 40 %.

Au repos, le taux d'utilisation de l'oxygène par l'organisme varie de 30 à 40 %. Avec un travail musculaire intensif, il monte à 50-60%.

Transport de dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone est transporté dans le sang sous trois formes. Dans le sang veineux, environ 58 vol. % (580 ml / l) de CO2, et parmi ceux-ci, seuls 2,5 % environ en volume sont à l'état dissous. Certaines des molécules de CO2 se combinent avec l'hémoglobine dans les érythrocytes, formant la carbohémoglobine (environ 4,5 % en volume). Le reste du CO2 est chimiquement lié et contenu sous forme de sels d'acide carbonique (environ 51 vol.%).

Le dioxyde de carbone est l'un des produits les plus courants réactions chimiques métabolisme. Il se forme en continu dans les cellules vivantes et de là se diffuse dans le sang des capillaires tissulaires. Dans les érythrocytes, il se combine avec l'eau et forme de l'acide carbonique (CO2 + H20 = H2CO3).

Ce processus est catalysé (accéléré vingt mille fois) par l'enzyme anhydrase carbonique. L'anhydrase carbonique se trouve dans les érythrocytes, pas dans le plasma sanguin. Ainsi, le processus de combinaison du dioxyde de carbone avec de l'eau se produit presque exclusivement dans les érythrocytes. Mais ce processus est réversible, ce qui peut changer sa direction. Selon la concentration de dioxyde de carbone, l'anhydrase carbonique catalyse à la fois la formation d'acide carbonique et sa séparation en dioxyde de carbone et en eau (dans les capillaires des poumons).

En raison de ces processus de liaison, la concentration de CO2 dans les érythrocytes est faible. Par conséquent, toutes les nouvelles quantités de CO2 continuent à se diffuser dans les érythrocytes. L'accumulation d'ions à l'intérieur des érythrocytes s'accompagne d'une augmentation de leur pression osmotique, entraînant environnement interneérythrocytes augmente la quantité d'eau. Par conséquent, le volume d'érythrocytes dans les capillaires de la circulation systémique augmente légèrement.

L'hémoglobine a une plus grande affinité pour l'oxygène que pour le dioxyde de carbone. Par conséquent, dans des conditions d'augmentation de la pression partielle d'oxygène, la carbohémoglobine se transforme d'abord en désoxyhémoglobine, puis en oxyhémoglobine.

De plus, lorsque l'oxyhémoglobine est convertie en hémoglobine, il y a une augmentation de la capacité du sang à lier le dioxyde de carbone. Ce phénomène s'appelle l'effet Haldane. L'hémoglobine sert de source de cations potassium (K +), nécessaires à la liaison de l'acide carbonique sous forme de sels carboniques - bicarbonates.

Ainsi, dans les érythrocytes des capillaires tissulaires, une quantité supplémentaire de bicarbonate de potassium se forme, ainsi que de la carbohémoglobine. Sous cette forme, le dioxyde de carbone est transporté vers les poumons.

Dans les capillaires de la circulation pulmonaire, la concentration de dioxyde de carbone diminue. Le CO2 est clivé de la carbohémoglobine. Dans le même temps, la formation d'oxyhémoglobine se produit, sa dissociation augmente. L'oxyhémoglobine déplace le potassium des bicarbonates. L'acide carbonique dans les érythrocytes (en présence d'anhydrase carbonique) se décompose rapidement en H20 et CO2. La boucle est bouclée.

Il reste à faire une note de plus. Le monoxyde de carbone (CO) a une plus grande affinité pour l'hémoglobine que le dioxyde de carbone (CO2) et l'oxygène. Par conséquent, l'empoisonnement au monoxyde de carbone est si dangereux: entrant dans une relation stable avec l'hémoglobine, le monoxyde de carbone bloque la possibilité d'un transport normal du gaz et «étouffe» le corps. Habitants grandes villes inhaler constamment de fortes concentrations monoxyde de carbone. Cela conduit au fait que même un nombre suffisant d'érythrocytes à part entière dans des conditions de circulation sanguine normale est incapable d'effectuer des fonctions de transport. Par conséquent, les évanouissements et les crises cardiaques sont relativement personnes en bonne santé dans les embouteillages.

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La constance de la composition de l'air alvéolaire détermine l'adéquation des échanges gazeux entre l'air atmosphérique et le sang. Il s'ensuit que la composition gazeuse de l'air alvéolaire est un indicateur de l'efficacité de la ventilation pulmonaire. L'étude de l'air alvéolaire est peu utilisée en clinique. Ceci s'explique à la fois par la relative complexité de l'analyse des gaz à l'aide d'appareils de type Haldane et par l'intérêt de l'examen spirographique qui renseigne plus finement sur l'état de la respiration externe. Cependant, l'amélioration des instruments d'analyse des gaz permet de simplifier cette étude qui, dans certains cas, peut compléter de manière significative les données de spirographie et d'oxymétrie.

Méthode classique définitions La composition gazeuse de l'air alvéolaire selon Haldane est la suivante : le sujet expire rapidement et profondément de l'air dans un tube d'environ 1 m de long et 2,5-3 cm de diamètre, équipé d'un embout buccal en verre, qui est fermé par la langue à l'extrémité d'expiration. La dernière partie de l'air expiré est recueillie dans un récepteur de gaz fixé au tube près de l'embout buccal et rempli de mercure. Après avoir ouvert la vanne du récepteur de gaz, le mercure qui en sort aspire l'air du tube.

Analyseur de gaz Haldane disposés selon le principe des absorptions successives parties constitutives mélange gazeux (le dioxyde de carbone est absorbé par l'alcali et l'oxygène par le pyrogallol) et mesure du volume de gaz restant. Description détaillée l'utilisation de l'appareil Haldane est donnée dans les manuels d'analyse des gaz (P. E. Syrkina. Gas analysis in pratique médicale, 1956, etc).

Plus confortable définition composition des gaz sur les analyseurs de gaz modernes. Les données d'analyse des gaz de l'air alvéolaire sont exprimées en pourcentage en volume. Normalement, l'air alvéolaire contient 14 à 16 % d'oxygène et 4,5 à 5,5 % de dioxyde de carbone.

A la clinique de chirurgie générale 1 MMI im. I. M. Sechenov V. S. Vasiliev (1960) a amélioré l'appareil de I. I. Khrenov pour prélever des échantillons d'air alvéolaire. L'appareil de V. S. Vasiliev se compose d'une valve à quatre voies, d'un ballon en caoutchouc d'une capacité de 800 à 1 000 ml, de deux ballons en caoutchouc d'une capacité de 75 à 100 ml pour prélever de l'air alvéolaire et d'un tube respiratoire avec embout buccal.

Étude produit de la manière suivante: en position initiale du robinet, le tuyau respiratoire est relié au gros cylindre, les petits cylindres sont bouchés. Après une respiration calme, le patient expire profondément dans l'appareil et le volume d'air expiré est approximativement déterminé par le degré d'étirement du gros ballon. Après une pause de 2 à 3 minutes avec la même position du robinet, le patient respire à nouveau profondément. Au moment d'approcher le degré d'étirement du gros ballon de celui obtenu dans l'échantillon précédent, la valve est commutée dans la position à laquelle le premier ballon est rempli, puis le second. Avec le dernier tour du robinet, tous les cylindres sont bloqués et la composition de l'air dans les petits cylindres de l'analyseur de gaz est déterminée.

Selon V. S. Vasiliev(1958), avec cette méthode, la différence de teneur en dioxyde de carbone dans les petites bouteilles variait de 0 à 0,3% (en moyenne - 0,13%), et la différence de teneur en oxygène - de 0,1 à 0,5% (en moyenne - 0 0,31%) pour 50 observations, c'est-à-dire que les données obtenues peuvent être considérées comme assez précises et que la différence se situe dans l'erreur lorsque vous travaillez sur l'analyseur de gaz Haldane.

L'application de cette technique pour la dynamique rechercher composition gazeuse de l'air alvéolaire, V. S. Vasiliev a réussi à établir des pertes fonctionnelles dans la suppuration chronique des poumons, ainsi qu'à retracer la restauration de la fonction de la respiration externe dans la période postopératoire.

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Que signifie « air alvéolaire » ?

Dictionnaire des termes médicaux

air alvéolaire

air qui remplit les alvéoles des poumons et participe directement aux échanges gazeux avec le sang.

Air alvéolaire

un mélange de gaz (principalement oxygène, dioxyde de carbone, azote et vapeur d'eau) contenu dans les alvéoles pulmonaires. Tome A. in. (pour une personne 2,5≈3 l) et sa composition fluctue en fonction des phases du cycle respiratoire, changeant de manière inégale dans les différentes parties des poumons. L'apport d'oxygène au sang circulant dans les capillaires pulmonaires et l'élimination du dioxyde de carbone de celui-ci (voir Échange de gaz), ainsi que la régulation de la respiration, dépendent de la composition d'A. v., maintenue chez des animaux et des humains en bonne santé dans certaines limites étroites en raison de la ventilation des poumons (chez l'homme, un A. v. normal contient 14≈15% d'oxygène et 5≈5,5% de dioxyde de carbone). Avec un manque d'oxygène dans l'air inhalé et certains états pathologiques, des changements dans la composition de A. siècle se produisent, ce qui peut entraîner une hypoxie. Voir souffle.

air atmosphérique, qu'une personne inhale à l'extérieur (ou dans des pièces bien ventilées), contient 20,94 % d'oxygène, 0,03 % de dioxyde de carbone et 79,03 % d'azote. Dans les espaces clos remplis de personnes, le pourcentage de dioxyde de carbone dans l'air peut être légèrement plus élevé.

Air expiré contient en moyenne 16,3 % d'oxygène, 4 % de gaz carbonique, 79,7 % d'azote (ces chiffres sont donnés en termes d'air sec, c'est-à-dire hors vapeur d'eau, qui est toujours saturée d'air expiré).

Composition de l'air expiré très volage; elle dépend de l'intensité du métabolisme de l'organisme et du volume de la ventilation pulmonaire. Cela vaut la peine de faire quelques mouvements de respiration profonde ou, au contraire, de retenir sa respiration pour que la composition de l'air expiré change.

L'azote ne participe pas aux échanges gazeux, cependant, le pourcentage d'azote dans l'air visible est supérieur de plusieurs dixièmes de pour cent à celui de l'air inhalé. Le fait est que le volume d'air expiré est légèrement inférieur au volume d'air inhalé, et donc la même quantité d'azote, répartie dans un volume plus petit, donne un pourcentage plus élevé. Le plus petit volume d'air expiré par rapport au volume d'air inhalé est dû au fait que le dioxyde de carbone est légèrement moins libéré que l'oxygène n'est absorbé (une partie de l'oxygène absorbé est utilisée dans le corps pour faire circuler les composés qui sont excrétés du corps avec urine et sueur).

Air alvéolaire diffère de l'exhalation par un grand pourcentage de non-acide et un plus petit pourcentage d'oxygène. En moyenne, la composition de l'air alvéolaire est la suivante : oxygène 14,2-14,0 %, dioxyde de carbone 5,5-5,7 %, azote environ 80 %.

Définition composition de l'air alvéolaire important pour comprendre le mécanisme des échanges gazeux dans les poumons. Holden a proposé une méthode simple pour déterminer la composition de l'air alvéolaire. Après une inspiration normale, le sujet expire le plus profondément possible à travers un tube de 1-1,2 m de long et 25 mm de diamètre. Les premières portions d'air expiré sortant par le tube contiennent l'air de l'espace nocif ; les dernières portions restant dans le tube contiennent de l'air alvéolaire. Pour l'analyse, l'air est aspiré dans le récepteur de gaz à partir de la partie du tube la plus proche de la bouche.

La composition de l'air alvéolaire varie quelque peu selon que l'échantillon d'air a été prélevé pour analyse à hauteur d'inspiration ou d'expiration. Si vous faites une expiration rapide, courte et incomplète à la fin d'une inspiration normale, alors l'échantillon d'air reflétera la composition de l'air alvéolaire après avoir rempli les poumons d'air respiratoire, c'est-à-dire pendant l'inspiration. Si vous respirez profondément après une expiration normale, l'échantillon reflétera la composition de l'air alvéolaire pendant l'expiration. Il est clair que dans le premier cas, le pourcentage de dioxyde de carbone sera un peu inférieur et le pourcentage d'oxygène sera un peu plus élevé que dans le second. Cela peut être vu à partir des résultats des expériences de Holden, qui ont constaté que le pourcentage de dioxyde de carbone dans l'air alvéolaire à la fin de l'inspiration est en moyenne de 5,54 et à la fin de l'expiration - 5,72.

Ainsi, il existe une différence relativement faible dans la teneur en dioxyde de carbone de l'air alvéolaire lors de l'inspiration et de l'expiration: seulement 0,2 à 0,3%. Ceci est dû en grande partie au fait que lors d'une respiration normale, comme évoqué plus haut, seul 1/7 du volume d'air des alvéoles pulmonaires est renouvelé. La constance relative de la composition de l'air alvéolaire est d'une grande importance physiologique, comme cela sera expliqué ci-dessous.