Вентиляционно-перфузионное отношение. Нарушения перфузии газов в легких

В норме величина вентиляционно-перфузионного отношения (ВПО) равна 0,8-1,0. У здоровых людей этот показатель отражает адекватность минутного объёма альвеолярной вентиляции (V) минутному объёму кровотока (Q) в лёгких, то есть V/Q = 0,8-1,0.

В условиях патологии лёгочная вентиляция может не соответствовать лёгочной гемодинамике как на уровне целого лёгкого, так и на уровне долей, сегментов, долек или групп альвеол.

Это различие усиливается при изменении сил гравитации, анатомических и биохимических особенностей отдельных функциональных лёгочных единиц — ацинусов (одна единица, состоящая примерно из 100 альвеолярных ходов и 2000 альвеол, включает объём лёгких, равный около 20 мкл), а также при изменении транспульмонального давления.

В гиповентилируемых участках лёгких кровоток обьгано уменьшается вследствие возникающей в них гипоксическои и гиперкапническои вазоконстрикции. В участках со сниженным (по отношению к вентиляции) кровотоком гипокапническая бронхоконстрикция вызывает уменьшение вентиляции.

Уменьшение ВПО <0,8 обнаруживают при локальной альвеолярной гиповентиляции, вызванной такими причинами:

• расстройства обструктивного типа (закупорка дыхательных путей);

• нарушения эластичности лёгочной ткани;

• деформация грудной клетки;

• лёгочно-плевральные сращения;

• односторонний паралич диафрагмальной мышцы;

• парадоксальное или маятникообразное дыхание и т.д.

Увеличение ВПО >1,0 отмечают при усиленном выведении из организма С02, завершающемся развитием гипокапнии. Это происходит в таких ситуациях:

• сужение, закупорка тромбами, эмболами, облитерация и/или спазм сосудов системы лёгочной артерии;

• уменьшение кровотока через метаболические (обменные) капилляры;

• «увеличение кровотока через внутрилёгочные шунтовые (артериоло-венульные) сосуды.

Большое значение имеет гравитационная неравномерность вентиляции и перфузии на основаниях и верхушках лёгких:

• вентиляция на основании незначительно выше, чем на верхушке;

• кровоток на основании значительно превышает верхушечный;

• V/Q на верхушке значительно выше, чем на основании;

• содержание СО2 в альвеолах верхушки выше, чем на основании;

• содержание СО2 в альвеолах основания выше, чем на верхушке. Шунтирование может возникать и усиливаться при формировании альвеоловаскулярных и бронховаскулярных рефлексов.

Регионарные нарушения альвеолярной вентиляции и кровотока в обменных капиллярах можно выявить с помощью радиоизотопных методов исследования.

Нарушения перфузии газов в легких

Наряду с механическими свойствами воздухоносных путей и лёгочной паренхимы, определяющими движение газа в альвеолы и обратно, решающий процесс для обеспечения тканевого метаболизма.

Движение газа через альвеолярно-капиллярную мембрану происходит путём диффузии. Согласно закону Фика, скорость диффузии газа через мембрану (V) зависит от площади поверхности мембраны (S) и её толщины (L), молекулярной массы (М) и растворимости (а) газа в мембране, а также разницы парциальных давлений по обе её стороны ДР=Р1-Р2.

Таким образом, V=(APXSXD)/L, где D = а/л/М, V — диффузионный поток, ДР — разность парциальных давлений по обе стороны мембраны, D — константа диффузии, L — толщина мембраны, S — площадь мембраны.

Из уравнения Фика следует, что скорость диффузии газа через альвеолярно-капиллярную мембрану возрастает:

• «с увеличением площади поверхности мембраны (в норме диффузионная поверхность лёгких составляет 50-100 м2), растворимости и градиента давления газа по обе стороны мембраны;

• «с уменьшением толщины мембраны и молекулярной массы газа.

Диффузионная способность лёгких возрастает в таких случаях:

• при увеличении размеров тела (веса, роста, площади поверхности);

• с увеличением объёма лёгких;

• во время физической нагрузки;

• при увеличении альвеолярного рСО2;

• по мере взросления организма (до 20-летнего возраста);

• в положении лёжа на спине.