Хромотографическая модель газообмена. Опасность изобарической замены азота гелием

В этой связи представляет интерес «хроматографическая» модель, предложенная Терреr и соавт. (1979). Авторы выбрали коэффициент перенасыщения равным 1,6. Они использовали классическую цилиндрическую модель Кроrа, введя еще одно допущение, что диффузия в осевом направлении могла бы при некоторых обстоятельствах «догнать» перфузию и сыграть свою роль в увеличении степени перенасыщения. Несмотря на то, что авторы объяснили возможность более высокого перенасыщения, они не смогли подтвердить это экспериментально.

Кроме того, полученные in vitro Graves и соавт. (1973) максимальные значения коэффициента перенасыщения составили около 1,3. Таким образом, в данном случае ни эксперимент, ни теоретические прогнозы полностью не согласовывались.

Поскольку в ходе экспериментальных исследований установлена опасность изобарической замены азота гелием и возможность с помощью модели, предложенной Tepper-Lightfoot, объяснения механизма повышенного перенасыщения, D`Aoust, Young (1979) начали дополнительное изучение эффектов изобарической замены целого ряда нейтральных газов й пересмотр результатов с целью сравнения некоторых «макроскопических» перфузионных и диффузионных моделей газообмена [D`Aoust, Young, 1979- D`Aoust et al., 1980], а также детальные повторные исследования на тканевых цилиндрах Крога [Young, D`Aoust, 1981].

При помощи как математических моделей, так и применяемой во время преходящего изобарического газообмена ультразвуковой доплеровской детекции пузырьков указанные исследователи не только представили прямое доказательство недостатков и преимуществ изобарического переключения газов, но также поддержали концепцию перфузионно обусловленных моделей. К тому же они получили дополнительные подтверждения образования внутрисосудистых газовых пузырьков не только исключительно за счет механизма, связанного с диффузией.

Решив уравнение диффузного баланса массы цилиндра в просвете дистального конца сосуда, можно рассчитать для ступенчатого изменения напряжения газа в артериальном конце как геомеометрический, так и временной профили перенасыщения и графически изобразить это для различных потоков крови.

Однако на рисунке показана сходная зависимость величины перенасыщения от продолжительности времени до момента выхода потока крови из цилиндра, но при этом кровоток гораздо более медленный (постоянная времени перфузии 600 с). Совершенно ясно, что чем быстрее кровоток (т. е. чем короче постоянная времени перфузии), тем выше преходящее перенасыщение, которое может быть вызвано ступенчатым изменением давления в артериальном конце сосуда, когда сам цилиндр насыщен другим нейтральным газом.

Анализ, проведенный D`Aoust, Young (1979), приводит к довольно критическим по отношению к этой проблеме выводам. Во-первых, наивысшее перенасыщение могло быть возможным только при чрезмерно высоком кровотоке. Действительно, для размеров капилляра необходима будет такая скорость тока крови, что возникающие при этом перпендикулярные механические напряжения должны будут вызывать физиологические нарушения. В связи с этим такая скорость вряд ли возможна. Во-вторых, представленные графики зависимостей перенасыщения относятся к крови, а не к ткани цилиндра.

Поэтому даже если обусловленное диффузией образование газовых пузырьков в ткани цилиндра возможно, то мало вероятно, что возникших сил будет достаточно для переноса расширяющего газа через стенку капилляра. Это подтверждает идею о возможности всецело сосудистого происхождения обнаруживаемых ультразвуковыми доплеровскими приборами газовых пузырьков и предполагает образование таких пузырьков во внутреннем слое капилляра или сосуда. В противном случае, для того чтобы пузырек смог проникнуть сквозь стенку сосуда, направляясь из ткани, понадобится, по-видимому, значительное давление. В этой связи представляет интерес ранее упомянутая работа Cowley и соавт. (1979). Наблюдаемые авторами периодические снижения интерстициального давления при устойчивом состоянии газообмена, возможно, связаны с разрывом субстанции подкожных тканей и поступлением некоторого числа внесосудистых газовых пузырьков в кровяное русло.

Однако из результатов экспериментов с преходящим изобарическим газообменом, проведенных D`Aoust, Young (1979), следует, что вряд ли достаточный объем газа в состоянии проникнуть через стенку сосуда. И к тому же очень маловероятно существование внутриклеточных газовых пузырьков [Hemmingsen, Hemmingsen, 1979]. Следует обратить внимание, что в описанных работах графики градиентов давления азота и гелия зеркально противоположны.

Источник: http://meduniver.com