Мертвое пространство

При каждом вдохе часть воздуха попадает в альвеолы, остальной воздух задерживается в полости носа, рта, глотке, трахее, бронхах и бронхиолах. Воздух, не попавший в альвеолы, в тесный контакт с легочными капиллярами не вступает и является с точки зрения легочного газообмена неактивным. Общий объем дыхательных путей, начиная от носа и рта вплоть до входа во все легочные альвеолы, называют анатомическим мертвым пространством, объем которого у среднего человека равен 180 мл. При использовании дыхательного аппарата, включающего маску или загубник, а также клапаны вдоха и выдоха, объем воздуха между клапанами, и ртом и носом или только ртом в тех случаях, когда нос пережат зажимом, должен добавляться к объему анатомического мертвого пространства. При каждом дыхательном цикле воздух, занимающий мертвое пространство, никакого участия в легочной вентиляции не принимает, т. е. при каждом вдохе 180 мл воздуха оказываются выключенными из процесса дыхания. Из этого следует что человек, обладающий частым и поверхностным дыханием, теряет при дыхании гораздо больше воздуха, остающегося в мертвом пространстве, чем человек, обладающий при одинаковом минутном объеме дыхания редким и глубоким дыханием. Этот последний тип дыхания является более приемлемым в тех случаях, когда речь идет об экономии воздуха, подаваемого для дыхания искусственными средствами. При определенных патологических состояниях легочных альвеол, которые характеризуются недостаточным кровоснабжением или наличием значительных эмфизематозных пузырьков, вентиляция альвеол может сопровождаться лишь слабым газообменом. В таких случаях функциональное мертвое пространство увеличивается. Вместе с тем при наличии спокойного дыхания и ламинарного воздушного потока на первый план выдвигаются закономерности, при которых воздух средней части газового потока может как бы проскальзывать мимо периферических его слоев, что создает такие условия, при которых мертвое пространство будет иметь относительно меньший объем по сравнению с объмом анатомического мертвого пространства. В состоянии полного покоя дыхательный объем приближается к объему анатомического мертвого пространства. Несмотря на это насыщение крови кислородом является вполне достаточным. Это положение было в Г950 г. проиллюстрировано Fowler, который провел два простых эксперимента. В первом случае человек вдыхал чистый кислород, объем которого был равен объему анатомического мертвого пространства. При выдохе этого же объема воздуха содержание чистого кислорода в нем не превышало 40-50 мл. Во втором случае человек вдыхал смесь, состоявшую из 80 мл гелия и 20 мл кислорода. Общий объем газовой смеси был равен при этом 100 мл. При последующем выдохе даже в тех случаях, когда объем выдоха доходил до 700 мл, в пробах выдыхаемого воздуха все еще обнаруживались следы гелия. Когда мы начинаем рассуждать об этих изменениях, мы обычно говорим о физиологическом мертвом пространстве. Методы определения объемов физиологического и анатомического мертвого пространства описаны в обычных руководствах по физиологии дыхания, однако для практических целей принято считать, что у здоровых людей, не находящихся в состоянии покоя, объем физиологического и анатомического мертвого пространства является одинаковым. В подводной медицине на первый план с этой точки зрения выдвигается проблема снижения объема любого дополнительного мертвого пространства, которое может появляться при использовании дыхательных аппаратов.

При возникновении дополнительного мертвого пространства человеку для сохранения уровня кислорода, поступающего в легкие, приходится увеличивать объем дыхания. По мере увеличения дополнительного мертвого пространства компенсаторные возможности организма могут иссякнуть, следствием чего будет некоторое увеличение содержания в нем углекислого газа. Следовательно, совершенно очевидно, что появление дополнительного мертвого пространства влечет за собой не только увеличение потребления дыхательной смеси, но также сопровождается повышением энерготрат, связанных с более усиленной работой дыхательной мускулатуры. В экстремальных случаях снижается работоспособность человека, вызванная задержкой в организме углекислого газа. При пребывании человека под водой, где повышенная плотность воздуха делает дыхание более трудным, а окружающее давление повышает эквивалентный объем потребляемого воздуха, возникновение дополнительного мертвого пространства может иногда привести к неблагоприятным последствиям, связанным с нерациональным использованием воздуха. Так, например, потеря 1 л воздуха на глубине 30 м эквивалентна потере 4 л воздуха при нормальном атмосферном давлении.

Смотрите также

Механика дыхания

Скорость воздушного потока

Сопротивление дыханию

Мертвое пространство

Максимальная вентиляция легких

Гипервентиляция

Регуляция дыхания

Диффузия газов