¿Cuáles son los factores que afectan el efecto del mantenimiento de la atmósfera controlada?
La tasa de difusión del gas afectará el intercambio de gases. Si la velocidad de difusión es rápida, el intercambio de gases será rápido; si la velocidad de difusión es lenta, el intercambio de gases será lento.
Como se indica en la fórmula anterior, la velocidad de difusión de las moléculas de gas es directamente proporcional a la solubilidad. La solubilidad del CO2 en plasma es aproximadamente 24 veces mayor que la del O2, pero el peso molecular del CO2 (44) es mayor que el peso molecular del O2 (32), por lo que bajo la misma presión parcial, la velocidad de difusión del CO2 es de aproximadamente 265,438 0 veces la del O2. La fuerza impulsora para la difusión de moléculas de gas es la diferencia de presión parcial. Cuanto mayor es la diferencia de presión parcial, más rápida es la velocidad de difusión. La diferencia en la presión parcial de O2 entre los alvéolos y la sangre es 10 veces la diferencia en la presión parcial de CO2. Si solo se considera la diferencia de presión parcial, la velocidad de difusión del O2 debería ser más rápida que la del CO2. Sin embargo, si se consideran exhaustivamente los efectos de la solubilidad del gas, el peso molecular y la diferencia de presión parcial sobre la velocidad de difusión del gas, la velocidad de difusión del CO2 es aproximadamente 20 veces mayor que la del O2. La velocidad de difusión del O2 y el CO2 es extremadamente rápida y solo tarda unos 0,3 segundos en completarse. Por lo general, el tiempo que tarda la sangre en fluir a través de los capilares pulmonares es de aproximadamente 0,7 segundos, por lo que cuando la sangre fluye a través de menos de la mitad de la longitud total de los capilares pulmonares, el proceso de intercambio básicamente se completa. Se puede observar que en circunstancias normales, el tiempo de ventilación pulmonar es más que suficiente. Sin embargo, cuando se producen lesiones graves en los pulmones, puede producirse un intercambio de gases insuficiente, y la disminución de la PO2 causada por un intercambio de gases insuficiente es mucho más evidente que el aumento de la PCO2 (es decir, cuando el intercambio de gases es insuficiente, la deficiencia de O2 suele ser evidente). , pero la retención de CO2 no es evidente). Una razón es que el CO2 se difunde más rápido que el O2.
(2) Espesor de la membrana respiratoria
La difusión de O2 y CO2 durante la ventilación pulmonar debe pasar a través de la membrana respiratoria. El grosor, la permeabilidad y el área de la membrana respiratoria afectan la eficiencia del intercambio de gases. La membrana respiratoria normal es muy delgada. Como se mencionó anteriormente, se compone de seis capas, pero el espesor total es inferior a 1 μm y en algunos lugares es de solo 0,2 μm, por lo que la permeabilidad es muy alta y el gas puede difundirse fácilmente. Además, debido al área extremadamente grande de la membrana respiratoria, el volumen sanguíneo total de los capilares pulmonares no es grande, solo de 60 a 140 ml. Hay muy poca sangre distribuida en un área tan grande, y es concebible que. la capa de sangre es muy fina. El diámetro medio de los capilares pulmonares es inferior a 8 μm, por lo que la membrana de los glóbulos rojos suele estar en contacto con la pared capilar, por lo que el O2 y el CO2 pueden llegar a los glóbulos rojos sin necesidad de una gran cantidad de plasma, aumentando el tipo de cambio. . En condiciones patológicas, cualquier enfermedad que engrose la membrana respiratoria o aumente la distancia de difusión reducirá la velocidad y cantidad de difusión, como fibrosis pulmonar, edema pulmonar, etc. e hipoxemia.
(3) Área de la membrana respiratoria
Según la fórmula anterior, la velocidad de difusión del gas es proporcional al área de difusión. Hay aproximadamente 300 millones de alvéolos en los pulmones de un adulto normal, con un área de difusión total de aproximadamente 70 m2. En estado de reposo, el área de difusión de la membrana respiratoria es de unos 40m2, por lo que existe una zona de reserva considerable. Durante el ejercicio, debido al aumento en el número y grado de apertura capilar, el área de difusión también aumenta considerablemente. En condiciones patológicas, como en pacientes con enfisema, el área de difusión de gas se reduce debido a la fusión alveolar. Además, la atelectasia, la consolidación pulmonar, la oclusión y obstrucción de los capilares pulmonares pueden reducir el área de difusión de la membrana respiratoria.
(4) Relación ventilación/flujo sanguíneo
VA se refiere a la ventilación alveolar por minuto, y el flujo sanguíneo (Q) se refiere al flujo sanguíneo pulmonar por minuto. La relación VA/Q afecta el intercambio de gases. Cuando un adulto normal está en reposo, la VA es 350ml×12=4,2L, Q=5L y VA/Q=0,84. En este momento, la combinación de VA y Q es la más apropiada y la eficiencia del intercambio de gases es la más alta. Si VA/Q > 0,84, puede deberse a hiperventilación o reducción del flujo sanguíneo pulmonar, es decir, ventilación relativamente excesiva, que impide que el gas alveolar intercambie completamente los gases sanguíneos, lo que equivale a un aumento del espacio muerto alveolar. Por otro lado, si VA/Q < 0,84, esto indica hipoventilación o flujo sanguíneo excesivo, o ambos. El proceso consiste en que parte de la sangre fluye a través de los alvéolos mal ventilados y el gas de la sangre venosa regresa al corazón sin una renovación adecuada, como si se tratara de un cortocircuito arterial y venoso. Esta situación se denomina derivación arteriovenosa funcional.
Se puede observar que un aumento de VA/Q significa un aumento del espacio muerto fisiológico, lo que puede entenderse como un mal uso de la ventilación pulmonar; una disminución de VA/Q indica un deterioro funcional; cortocircuito, que puede entenderse como un mal uso de la ventilación pulmonar. Ambas condiciones anteriores impiden el intercambio gaseoso eficaz y pueden provocar deficiencia de O2 o retención de CO2 en la sangre, pero la deficiencia de O2 es la razón principal. Esto se debe a que la diferencia en la presión parcial de O2 entre la sangre arterial y la sangre venosa es mucho mayor que la diferencia en la presión parcial de CO2, por lo que el grado de disminución de la PO2 en la sangre arterial es mayor que el grado de aumento de la PCO2 cuando las arterias y las venas son cortas. se produce el circuito. Además, cuando la PO2 en sangre arterial disminuye y la PCO2 aumenta, puede estimular la respiración y aumentar la ventilación alveolar, lo que es útil para la descarga de CO2, pero no favorece la ingesta de O2. Esto está determinado por la curva de disociación del oxígeno y la Curva de disociación del CO2 determinada por características. En pacientes con enfisema, pueden existir ambas anomalías VA/Q, lo que perjudica en gran medida la eficiencia de la ventilación pulmonar y es la enfermedad más común que conduce a una función anormal de la ventilación pulmonar.
Cuando un adulto normal está en reposo, el ratio VA/Q total de los pulmones es 0,84, pero el ratio VA/Q de cada parte de los pulmones no es el mismo. Por ejemplo, cuando una persona está en posición vertical, el VA/Q y el Q en la parte superior de los pulmones son más pequeños que el VA/Q en la parte inferior de los pulmones, pero la disminución del Q es más significativa, por lo que el VA /Q en la parte superior de los pulmones aumenta a más de 3, mientras que VA/Q en la parte inferior de los pulmones /Q se reduce a aproximadamente 0,6. Hay muchos factores anatómicos y fisiológicos que contribuyen a relaciones VA/Q desiguales.
En la ventilación alveolar:
① Durante la inhalación, la movilidad de las costillas en la parte inferior del tórax es mayor que la de la parte superior. La reducción del diafragma se expande principalmente. los lóbulos debajo del hilio, por lo que la parte inferior de los pulmones El volumen de ventilación de la parte superior es mayor que el de la parte superior
② En la posición erguida, la gravedad provoca la presión en la cavidad pleural; presentar un gradiente de arriba hacia abajo, siendo la parte superior la más negativa, por lo que los alvéolos de la parte superior del pulmón están más expandidos que los de la parte inferior del pulmón. La parte superior del pulmón con un volumen básico grande está en la sección superior de la curva S, que es relativamente recta y tiene menos distensibilidad, mientras que los pulmones medio e inferior están en la sección media de la curva y tiene mayor distensibilidad. Por lo tanto, al inhalar, bajo el mismo cambio en la presión transpulmonar, entra más aire inhalado a las partes media e inferior de los pulmones;
③ Las diferencias regionales en la presión intrapulmonar también pueden causar una expansión desigual del tracto respiratorio, lo que lleva a a la inhalación Distribución desigual del aire;
④Al inhalar, el tejido pulmonar circundante se expande más que el tejido pulmonar profundo. Por lo tanto, incluso en el mismo plano, la distribución de la ventilación alveolar es desigual, siendo el tejido pulmonar periférico más grande que los alvéolos centrales.
En términos del flujo sanguíneo pulmonar:
①La circulación pulmonar es un sistema de baja presión y es más susceptible a la influencia de la gravedad. Cuando está en posición vertical, el flujo sanguíneo en el vértice del pulmón es menor que en la parte inferior del pulmón;
(2) La diferencia y los cambios en la posición de la presión transpulmonar también afectan el diámetro del pulmón. capilares pulmonares;
③Las arterias pulmonares izquierda y derecha El ángulo entre la arteria pulmonar común y la arteria pulmonar común provoca más flujo sanguíneo al pulmón izquierdo que al derecho. Aunque la ventilación alveolar y el flujo sanguíneo se distribuyen de manera desigual en circunstancias normales, en términos generales, el área de la membrana respiratoria supera con creces las necesidades reales de intercambio de gases, por lo que no afecta la ingesta de O2 ni la descarga de CO2. Es más, la ventilación pulmonar y el flujo sanguíneo pulmonar de las personas normales todavía tienen mecanismos de autorregulación. Cuando la ventilación en una determinada parte de los alvéolos disminuye, la presión parcial de O2 disminuye y la presión parcial de CO2 aumenta, lo que puede provocar que los vasos sanguíneos pulmonares de esa parte se contraigan, reduciendo así el flujo sanguíneo para igualar la disminución de la ventilación. Por otro lado, si hay un flujo sanguíneo insuficiente en una determinada zona, los bronquios de esa zona se contraerán debido a la disminución de la presión parcial de CO2, reduciendo con ello la ventilación. Debido a esta autorregulación, el volumen de ventilación y el flujo sanguíneo pueden igualarse automáticamente y la relación es relativamente estable, realizando así de manera efectiva la ventilación pulmonar.