Человек дышит воздухом, который имеет свой состав. И он отличается от выдыхаемого воздуха, ведь в альвеолах происходят процессы газообмена. Кислорода в выдыхаемом воздухе становится меньше, а углекислого газа, соответственно, больше.
Но есть еще воздух, который находится в самих альвеолах. Интересно то, что в альвеолах процент кислорода даже ниже, чем в выдыхаемом воздухе. Для того чтобы понять почему, нужно изучить анатомию альвеол и принцип, по которому идет газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.
Анатомия альвеол
Чтобы понять, что такое альвеолярный воздух, необходимо выяснить, где же он находится. При вдохе воздух попадает в гортань, затем в трахею и бронхи. Бронхи ветвятся и образуют множество бронхиол, самые мелкие из которых являются конечными. Они называются респираторными. В просвет этих респираторных бронхиол открываются своеобразные мешочки альвеолы. Они опутаны сетью капилляров, с которыми осуществляется газообмен.
Чтобы газы могли свободно мигрировать, между альвеолами и сосудами существует аэрогематичесикий или воздушно-кровяной барьер. Его толщина не более 0,5 мкм. Изнутри альвеолы выстланы особым веществом — сурфактантом, который не позволяет хрупким альвеолам спадаться при выдохе и перерастягиваться при вдохе.
Состав воздуха
Во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе процентное содержание газов отличается.
Состав воздуха, которым дышит человек, может немного варьироваться, но средние показатели таковы:
- кислород — 20,94%;
- углекислый газ — 0,03-0,04%;
- азот и другие газы до 79,03%.
Если в здании плохая вентиляция и много людей, то углекислого газа станет больше. В атмосферном воздухе содержатся и другие газы, но при рассмотрении процесса дыхания их не учитывают.
Состав выдыхаемого воздуха уже другой:
- кислород — 16,3%;
- углекислый газ — 4%;
- азот — 79,7%.
Нехитрые подсчеты говорят о том, что в отработанном воздухе количество углекислого газа увеличилось в 100 раз, а процент кислорода уменьшился практически на четверть.
Состав воздуха в альвеолах:
- кислород — 14,4%;
- углекислый газ — 5,6%;
- азот — примерно 80%.
Количество азота остается практически одинаковым во всех трех случаях.
Мертвое пространство легких
После изучения процентного соотношения газов возникает вопрос. Как случилось, что кислорода в альвеолах меньше, чем в выдыхаемом воздухе, а углекислого газа больше. Ведь в альвеолах происходит газообмен, в результате которого кровь насыщается кислородом и отдает CO2. Логика подсказывает, что количество кислорода должно быть максимальным на вдохе, снижаться в альвеолах и быть минимальным на выдохе.
Однако в альвеолы попадает не весь воздух. Примерно третья его часть остается в дыхательных путях и не участвует в процессе газообмена. Этот объем называется мертвым пространством. Состав его соответствует атмосферному воздуху.
Получается, что при выдохе альвеолярный воздух, проходя по бронхам, смешивается с газами мертвого пространства. Потому-то кислорода в выдыхаемом воздухе больше, чем в альвеолах.
Определение состава альвеолярного воздуха
Если состав атмосферного и выдыхаемого воздуха были известны довольно давно, то состав воздуха альвеол долгое время был не изучен. И действительно, как определить состав того воздуха, который находится в организме живого человека.
Для понимания механизмов, происходящих в легких, был предложен простой, но эффективный метод определения состава воздуха в альвеолах. После обычного вдоха испытуемый делал максимально глубокий выдох через специальную трубку. Первая порция воздуха не учитывалась, так как содержала газы из мертвого пространства. А вот тот воздух, который находился в трубке ближе ко рту, по составу был близок к альвеолярному.
Данные опыты получили название своего автора Холдена. Именно он доказал, что состав альвеолярного воздуха постоянен, обновлению подлежит лишь седьмая его часть. Эти знания позволили изучить, каким образом происходят процессы газообмена в альвеолах. А постоянство соотношения газов в альвеолярном воздухе стало важным физиологическим признаком, свидетельствующим о нормальном дыхании и здоровых легких.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
