Кислородное окно. Вакансия парциального давления

Холдейн в 1922 г. указывал, что газовые пузырьки в организме абсорбируются в результате действия парциального давления азота во вдыхаемой смеси, превышающего его напряжение в артериальной крови. Эта разность давлений является движущей силой в исчезновении нерастворенного газа и была названа различными авторами как «вакансия парциального давления» азота (Partial pressure vacancy), «прирожденное недонасыщение» тканей азотом (inherent unsaturation) или «кислородное окно» (oxygen window).
В дальнейшем мы будем использовать наиболее простой термин — «кислородное окно».

Парциальное давление азота в альвеолах (PAN2) равно его напряжению в тканях (PmN2), потому что организм водолаза насыщен нейтральным газом. Напряжение кислорода в1 тканях (РтО2 ) меньше, чем его парциальное давление в альвео^ лах (РаО2) вследствие метаболического потребления этого газа. Напряжение углекислого газа в тканях (РтСО2 ) выше его парциального давления в альвеолах (РаСО2) вследствие образования данного газа в организме.

Уменьшение напряжения О2 в ткани выраженнее, чем увеличение напряжения СО2, потому что он имеет более высокую растворимость и число образующихся его молекул меньше числа поглощаемых молекул кислорода. В результате этого суммарное напряжение газа в ткани меньше. нормального атмосферного давления.

В легких водолаза Расо2 и давление водяных паров Рн2о равны величинам при нормальном атмосферном давлении, а РАо2 и РAN2 увеличились, выровняв тем самым общее абсолютное давление в альвеолах до 2 кгс/см2. РтO2 и РтCO2 остались прежними, так как они определены метаболизмом, a Ptn2 возросло вследствие переноса азота с кровотоком из легких. Спустя 12 ч организм водолаза насыщается нейтральным газом, PAn2 и PtN2 становятся одинаковыми.

Теперь ткань, как это видно из уравнения, перенасыщена на 2/3 кгс/см2 и газовый зародыш, имея критическое давление перенасыщения (2/3 кгс/см2 или меньше), увеличивается до размера газового пузырька.

По закону Дальтона, сумма парциальных давлений внутри газового пузырька равна барометрическому давлению (поверхностное натяжение и упругость ткани, увеличивающие давление внутри пузырька, здесь не рассматриваются). Давление водяных паров постоянно. Парциальные давления кислорода и углекилого газа внутри пузырька (РвО2 и РВСО2 поддерживаются в результате метаболизма на уровнях давления этих газов в тканях. Азот— единственный газ, парциальное давление которого не фиксировано, и оно компенсирует разницу между давлением остальных газов и абсолютным давлением.

Избыток азота в ткани диффундирует в газовый пузырек или переносится током крови в легкие. Газовый пузырек достигает своего максимального объема незадолго до установления равновесия по давлению азота в легких и ткани. После достижения указанного равновесия PBN2 превышает PTNa на величину кислородного окна и газовый пузырек медленно абсорбируется.

Абсолютное давление в легких и газовом пузырьке возрастает до 2,82 кгс/см2, а объем пузырька в соответствии с законом Бойля уменьшается приблизительно на 30%. Парциальные давления всех газов в пузырьке увеличиваются, но через короткий промежуток времени в результате метаболических процессов РвО2 и РвСО2 возвращаются к уровню давлений этих газов в ткани. Согласно закону Дальтона, азот должен компенсировать в газовом пузырьке снижение парциальных давлений кислорода и углекислого газа. Большой перепад между давлениями азота внутри пузырька и ткани ведет к быстрой абсорбции пузырька.
Этот перепад давлений увеличивается по мере того, как азот поступает с кровотоком в легкие.

Источник: http://meduniver.com