Перфузія легких кров`ю. Вплив гравітації на вентиляцію легенів. Вплив гравітації на перфузію легень кров`ю.

Ефективність виконання основної функції дихальної системи залежить від відповідності перфузії (кровотоку) В регіонах легких з їх вентиляцією. Так, хороший кровообіг буде недостатнім для газообміну в регіонах легких, якщо вони слабо вентилюються повітрям з низьким вмістом кисню, при цьому незначний обсяг вентиляції легень не дозволить видалити з крові вуглекислий газ. Відповідно, при слабкому кровотоці в регіонах легких зростає обсяг функціонального мертвого простору, і перфузія легень кров`ю буде недостатньою для транспорту в ній нормального кількості газів. Нарешті, перфузія кров`ю регіонів легких з недостатньою вентиляцією цих же відділів називається шунтуванням, і цей стан є неадекватним для нормального газообміну. При шунтуванні венозна кров в легенях не збагачується киснем, що знижує його вміст у крові організму. У нормальних фізіологічних умовах фактор гравітації надає найбільш виражений ефект на вентиляцію і перфузію регіонів легких кров`ю.

Ефект гравітації на вентиляцію і перфузію легень кров`ю

легкі оточені плевральним простором, негативний тиск в якому змінюється від -5 до -10 см водн. ст. в різні фази дихального циклу. Цей фактор взаємодіє з ефектом гравітації на рідкі середовища, перш за все кров, що міститься в артеріальних і венозних судинах тканин легенів. В результаті під дією сили тяжіння на тканину легенів величина внутрішньоплеврально тиску на рівні підстави легких у людини в положенні стоячи менш негативна щодо атмосферного, ніж в області верхівок легкого. Тому альвеоли верхівок легких мають великі розміри, а стінка їх розтягнута і більш напружена, ніж у альвеол нижніх ділянок легенів. Альвеоли на рівні підстави легких розтягнуті в незначній мірі і мають значно більше потенційні можливості для розтягування і вентиляції, ніж в області верхівок. Тому розтягнуті альвеоли верхівки легких вентилюються менше, ніж альвеоли підстави (рис. 10.13). Ці відмінності в вентиляції відділів легень призводять до того, що вдихаємо повітря нерівномірно розподіляється у відділах альвеолярного простору. Особливості розподілу повітря, що вдихається в легені, доповнюється різницею у величині кровотоку на рівні верхівок і підстави легких. Щодо положення тіла в просторі кровотік у верхніх і нижніх відділах легкого розрізняється під впливом фактора гравітації.

У людини в вертикальному положенні тіла величина легеневого кровотоку на одиницю об`єму тканини легені лінійно убуває в напрямку знизу вгору, і найменше забезпечуються кров`ю верхівки легких. Відповідно в положенні тіла людини на спині кровотік в нижніх (дорсальних) відділах легких стає вище, ніж у верхніх (вентральних). Це обумовлено тим, що артеріальна кров, яка надходить в легені з правого шлуночка, проходить по судинах легенів з областей низького внутрішньоплеврально тиску в області тонкостінних капілярів, які оточені альвеолами, що містять повітря під тиском, близьким до атмосферного. Тому в залежності від співвідношення тиску в альвеолах (РА), дрібних артеріях (Ра) і дрібних легеневих венах (Pv) легкі розділені на функціональні зони Веста (Рис. 10.14).

У верхівках легенів (зона 1) можуть виникнути області з тиском в легеневих капілярах (особливо в фазу діастоли) нижче альвеолярного (Ра gt; ра gt; Pv) - Капіляри в таких зонах можуть спадати, і кровотік через них стає неможливим. Такі ділянки легких вентилюються, але не беруть участі в газообміні і формують альвеолярне мертвий простір.

У середніх відділах легенів (зона 2) під дією гравітації тиск в альвеолах, як правило, перевищує венозний (Ра gt; РА gt; Pv). Тому величину кровотоку в зоні 2 по Весту визначає різницю між артеріальним і альвеолярним тисками. У зоні 2 практично не виникає альвеолярне мертвий простір.

У нижніх відділах легенів (зона 3) тиск в легеневих венах вище альвеолярного (Ра gt; Pv gt; Ра) і величина кровотоку, як і в звичайних судинах, визначається різницею між артеріальним і венозним тиском.

Величина зон Веста динамічно змінюється в залежності від положення тіла в просторі або глибини дихання. При видиху на рівні функціональної залишкової ємності приблизно 2 / з обсягу легких може займати зона 2. Після глибокої експірації (на рівні залишкового обсягу) велика частина легких по співвідношенню перфузії кров`ю і вентиляції відповідає зоні 3 Веста. Відносна односпрямованість зміни градієнта внутрішньоплеврально тиску і впливу гравітації на кровотік в легенях від верхніх відділів легень до нижніх темі щонайменше не пов`язані в кожному окремому регіоні легких.