Взаимоотношения между вентиляцией и кровообращением

Для газообмена в легких важное значение имеет соотношение между альвеолярной вентиляцией (VA), и кровотоком через малый круг кровообращения (или перфузией капилляров альвеол, Q). В конце вдоха отношение V A/Q близко к 0,8. Это значит, что объем альвеолярной вентиляции несколько меньше количества крови, протекающей через малый круг кровообращения в единицу времени.

Отдельные участки легких вентилируются и перфузируются не совсем одинаково. Неравномерность вентиляции и перфузии рассматривается на следующей модели легкого (рис. 150).

Модель состоит из:

1. Анатомического мертвого пространства (объем воздухоносных путей, в которых отсутствует газообмен).
2. Эффективного альвеолярного пространства (вентилируемые и перфузируемые альвеолы).
3. Вентилируемых, но не перфузируемых альвеол (альвеолярное мертвое пространство).
4. Невентилируемых, но перфузируемых альвеол (альвеолярный веноартериальный шунт).

Альвеолы пространства 3 вентилируются, но газообмена в них не происходит. В капиллярах пространства 4 кровь не оксигенируется, она попадает в артерии с низким напряжением кислорода и высоким напряжением двуокиси углерода. В реальных условиях существуют постепенные переходы от альвеол с соответствующей вентиляцией и кровотоком, с полноценным газообменом (пространство 2) к альвеолам без кровотока (пространство 3) и без вентиляции (пространство 4).

Альвеолы без кровотока и с отношением вентиляции к кровотоку, большим единицы, увеличивают объем мертвого пространства, в котором вентиляция не сопровождается соответствующим газообменом. Поэтому объем мертвого пространства на самом деле несколько больше, чем объем воздухоносных путей (анатомического мертвого пространства). Сумма анатомического и альвеолярного мертвого пространств составляет физиологическое мертвое пространство.

В области верхушек легких альвеолы вентилируются менее эффективно, чем у основания, прилежащего к диафрагме. Но и перфузия альвеолярных капилляров более интенсивна в нижних частях легких, чем в верхних. В результате в области верхушек легких вентиляция относительно преобладает над кровотоком, напряжение кислорода в артериальной крови, оттекающей от верхушек легких, выше среднего. В нижних частях легких, наоборот, отношение вентиляции к перфузии меньше единицы, напряжение кислорода в оттекающей артериальной крови ниже среднего.

Наличие веноартериальных шунтов и сниженное отношение вентиляции к кровотоку в отдельных областях легких — основная причина более низкого напряжения кислорода и более высокого напряжения двуокиси углерода в артериальной крови по сравнению с парциальным давлением этих газов в альвеолярном воздухе (см. табл. 15). В возникновении альвеолоартериальной разницы напряжения газов имеет значение также примешивание к артериальной крови венозной крови из бронхиальных и коронарных сосудов (тебезиевых вен).

Соответствие кровотока объему вентиляции в разных участках легких достигается благодаря наличию регуляторных механизмов, ограничивающих кровоток через недостаточно вентилируемые участки легких. Гладкая мускулатура большинства сосудов принедостатке кислорода расслабляется. В сосудах малого круга кровообращения она, наоборот, сокращается, что вызывает сужение сосудов в плохо вентилируемых участках легких и уменьшение в них кровотока.