Фізіологія людини - Вільям Ф. Ґанонґ 2002

Дихання
Функції легень
Властивість газів

Відомо, що тиск газу пропорційний до його температури та кількості молів в об’ємі:

де Р - тиск; n - кількість молів; R - стала газу; Т - абсолютна температура; V - об’єм.

Парціальний тиск

На відміну від рідин, гази намагаються заповнити весь доступний для них об’єм. Об’єм, зайнятий деякою кількістю молекул газу за певної температури і тиску (ідеальний), не залежить від складу газу. Тому тиск, що його чинить один газ у суміші газів (парціальний тиск Р), залежить від частки цього газу в суміші, яка формує загальний тиск.

У сухому повітрі О₂, становить 20,98%; СO₂ - 0,04%; N₂ - 78,06%; інші інертні гази (як аргон та гелій) - 0,92%. Барометричний тиск РB на рівні моря - 760 мм рт. ст. (1 атмосфера). Парціальний тиск О, у сухому повітрі - 0,21 X 760, або 160 мм рт. ст. на рівні моря. Парціальний тиск N₂ та інших інертних газів - 0,79 х 760 мм рт. ст.. а Р_СO2 - 0,0004 X 760, або 0,3 мм рт. ст. Відсотковий вміст водяної пари в повітрі найбільше залежить від клімату, а парціальні ж тиски окремих газів змінюються незначно Повітря вдихання насичується водяною парою проходячи до легень. Оскільки Р_H2O при температурі тіла 37°С становить 47 мм рт. ст., то парціальний тиск газів у повітрі, яке досягло легень, P_O2 = 149, Р_CO2 = 0,3 мм рт. ст., (включно з іншими інертними газами). P_N2 = 564 мм рт. ст. (включно з іншими газами).

Газ дифундує з ділянок високого тиску до ділянок низького, рівень дифузії залежить від концентраційного градієнта і природи бар’єра між цими ділянками. Якщо суміш газів контактує з якоюсь рідиною, то кожний газ із цієї суміші дифундує залежно від його парціального тиску та розчинності. Парціальний тиск газу в рідині - це той тиск, за якого газова складова врівноважена з рідиною і залежить від концентрації молекул цього газу в рідині.

Методи кількісного вимірювання дихання

Дихальні рухи можна визначати за допомогою записування зміни розмірів грудної клітки або спірометрів (див. табл. 17-1), які також дають змогу виміряти об’єми газу, які видихають або вдихають. Оскільки об’єми газу залежать від температури, тиску і кількості води, що насичує їх, то важливо скоректувати ці вимірювання щодо стандартних умов. Чотири найважливіші стандарти і а їхні абревіатури наведено у табл. 34-1. Сучасні засоби газової о аналізу дають змогу швидко і надійно визначити склад газових сумішей та вміст газів у рідинах тіла. Наприклад, детектори О₂ та СО₂ - чутливі до змін невеликих кількостей О₂ та СО₂, можуть бути інстальовані в дихальні шляхи чи безпосередньо у судини та тканини. Це забезпечує постійне вимірювання Р_О2 та Р_СО2. Довготривале дослідження оксигенації провадять неінвазивним методом з використанням оксигемометра, який звичайно прикріплюють до вуха. Поглинання світла, що проходить через тканину, прямо пропорційне до вмісту оксигемоглобіну в цій тканині, крім того, оксигемометр самостійно обчислює сталу абсорбції самої тканини та інших компонентів, вимірюючи тільки абсорбцію артеріальної крові. За допомогою полум’яного абсорбційного спектроскопа швидко вимірюють СО₂, монооксид вуглецю (СО) та низку газів, які використовують в анестезії. Крім цього, гази можна визначати за допомогою методів газової хроматографії та мас-спектрометрії.

Таблиця 34-1. Стандартні правильні умови вимірювання газових об’ємів